Ftalsyreanhydrid - Phthalic anhydride

Ftalsyreanhydrid
Skjelettformel av ftalsyreanhydrid
Romarkivmodell
Eksempel på ftalsyreanhydrid.jpg
Navn
Foretrukket IUPAC-navn
2-Benzofuran-1,3-dion
Andre navn
Isobenzofuran-1,3-dion
Ftalsyreanhydrid
Identifikatorer
3D-modell ( JSmol )
118515
ChEBI
CHEMBL
ChemSpider
ECHA InfoCard 100,001,461 Rediger dette på Wikidata
EF-nummer
27200
RTECS-nummer
UNII
FN-nummer 2214
Eiendommer
C 8 H 4 O 3
Molarmasse 148,1 g / mol
Utseende hvite flak
Lukt karakteristisk, skarp
Tetthet 1,53 g / cm 3 , fast stoff; 1,20 g / ml, smeltet
Smeltepunkt 131,6 ° C (268,9 ° F, 404,8 K)
Kokepunkt 295 ° C (563 ° F; 568 K) sublimerer
0,62 g / 100 g (20-25 ° C);
19,0 g / 100 g (100 ° C);
reagerer sakte
Damptrykk 0,0015 mmHg (20 ° C)
−67,31 × 10 −6  cm 3 / mol
Farer
GHS-piktogrammer GHS05: EtsendeGHS07: FarligGHS08: Helsefare
GHS Signalord Fare
H302 , H315 , H317 , H318 , H334 , H335
P261 , P264 , P270 , P271 , P272 , P280 , P285 , P301 + 312 , P302 + 352 , P304 + 340 , P304 + 341 , P305 + 351 + 338 , P310 , P312 , P321 , P330 , P332 + 313 , P333 + 313 , P342 + 311 , P362 , P363 , P403 + 233 , P405 , P501
NFPA 704 (branndiamant)
Flammepunkt 152 ° C (306 ° F, 425 K)
Eksplosive grenser 1,7% –10,5%
Dødelig dose eller konsentrasjon (LD, LC):
LD 50 ( median dose )
4020 mg / kg (oral, rotte)
1520 mg / kg (oral, mus)
800 mg / kg (oral, katt)
800–1600 mg / kg (oral, rotte)
2210 mg / kg (oral, mus)
NIOSH (amerikanske helseeksponeringsgrenser):
PEL (tillatt)
TWA 12 mg / m 3 (2 ppm)
REL (anbefalt)
Gjennomsnittsverdier 6 mg / m 3 (1 ppm)
IDLH (umiddelbar fare)
60 mg / m 3
Beslektede forbindelser
Beslektede forbindelser
Ftalsyre
Ftalimid
ftalid
Med mindre annet er angitt, blir data gitt for materialer i standardtilstand (ved 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
☒ N   verifisere  ( hva er    ?) Sjekk Y ☒ N
Infoboksreferanser

Ftalsyreanhydrid er den organiske forbindelse med formel C- 6 H- 4 (CO) 2 O. Det er anhydrid av ftalsyre . Ftalsyreanhydrid er en kommersiell hovedform av ftalsyre. Det var det første anhydridet av en dikarboksylsyre som ble brukt kommersielt. Dette hvite faste stoffet er et viktig industrielt kjemikalie, spesielt for storproduksjon av myknere for plast. I 2000 ble det verdensomspennende produksjonsvolumet anslått til å være ca 3 millioner tonn per år.

Syntese og produksjon

Ftalsyreanhydrid ble først rapportert i 1836 av Auguste Laurent . Tidlige prosedyrer involverte kvikksølvkatalysert væskefase oksidasjon av naftalen . Den moderne industriell prosess varianten anvender i stedet vanadiumpentoksyd (V 2 O 5 ) som katalysator i en gass -fase reaksjon med naftalin ved hjelp av molekylært oksygen . Den totale prosessen innebærer oksidativ spaltning av en av ringene og tap av to av karbonatomer som karbondioksid .

En alternativ prosess involverer oksydasjon av de to metylgrupper med o -xylen , en mer atom-økonomisk prosess. Denne reaksjonen kjøres ved omtrent 320–400 ° C og har følgende støkiometri:

C 6 H 4 (CH 3 ) 2 + 3 O 2 → C 6 H 4 (CO) 2 O + 3 H 2 O

Reaksjonen fortsetter med ca. 70% selektivitet. Cirka 10% av maleinsyreanhydrid produseres også:

C 6 H 4 (CH 3 ) 2 + 7 + 1 / 2  O 2 → C 4 H 2 O 3 + 4 H 2 O + 4 CO 2

Ftalsyreanhydrid og maleinsyreanhydrid utvinnes ved destillasjon av en serie bryterkondensatorer .

Naftalenveien ( Gibbs-ftalsyreanhydridprosessen eller Gibbs-Wohg-naftalenoksidasjonsreaksjonen ) har avtatt i forhold til o- xylenveien.

Foreslåtte tidlige trinnene i vanadium -katalysert oksydasjon av naftalin til ftalsyreanhydrid, med V 2 O 5 representert som et molekyl sammenlignet med sin sanne utvidede struktur.

Ftalsyreanhydrid kan også fremstilles fra ftalalsyre ved enkel termisk dehydrering.

Bruker

Ftalatestere myknere

Den primære bruken av ftalsyreanhydrid er en forløper for ftalatestere , brukt som myknere i vinylklorid. Ftalatestere er avledet fra ftalsyreanhydrid ved alkoholysereaksjonen . På 1980-tallet ble det produsert omtrent 6,5 millioner tonn av disse estrene årlig, og produksjonsskalaen økte hvert år, alt fra ftalsyreanhydrid. Prosessen begynner med reaksjon av ftalsyreanhydrid med alkoholer, noe som gir monoestrene:

C 6 H 4 (CO) 2 O + ROH → C 6 H 4 (CO 2 H) CO 2 R

Den andre forestringen er vanskeligere og krever fjerning av vann:

C 6 H 4 (CO 2 H) CO 2 R + ROH ⇌ C 6 H 4 (CO 2 R) 2 + H 2 O

Den viktigste diesteren er bis (2-etylheksyl) ftalat ("DEHP"), brukt ved fremstilling av polyvinylkloridforbindelser .

Forløper til fargestoffer

Kinolin Yellow SS er et populært fargestoff avledet fra kondensering av ftalsyreanhydrid og 2-metylkinolin .

Ftalsyreanhydrid er mye brukt i industrien for produksjon av visse fargestoffer . En kjent anvendelse av denne reaktivitet er fremstilling av antrakinon fargestoff quinizarin ved reaksjon med para -chlorophenol fulgt av hydrolyse av kloridet. Fenolftalein kan syntetiseres ved kondensering av ftalsyreanhydrid med to ekvivalenter fenol under sure forhold (derav navnet). Den ble oppdaget i 1871 av Adolf von Baeyer .

Syntese av fenolftalein

Legemidler

Ftalinsyreanhydrid behandlet med celluloseacetat gir celluloseacetatftalat (CAP), et vanlig hjelpestoff for enterisk belegg som også har vist seg å ha antiviral aktivitet. Ftalsyreanhydrid er et nedbrytingsprodukt av CAP.

Reaksjoner

Ftalsyreanhydrid er et allsidig mellomprodukt i organisk kjemi , delvis fordi det er bifunksjonelt og billig tilgjengelig.

Hydrolyse, alkoholyse, ammonolyse

Hydrolyse av varmt vann danner orto- ftalsyre :

C 6 H 4 (CO) 2 O + H 2 O → C 6 H 4 (CO 2 H) 2

Hydrolyse av anhydrider er vanligvis ikke en reversibel prosess. Fetalsyre blir imidlertid lett dehydrert for å danne ftalsyreanhydrid. Over 180 ° C, dannes ftalsyreanhydrid.

Kirale alkoholer danner halvestere (se ovenfor), og disse derivatene er ofte oppløselige fordi de danner diastereomere salter med chirale aminer som brucin . En relatert ringåpningsreaksjon involverer peroksider for å gi den nyttige peroksysyren :

C 6 H 4 (CO) 2 O + H 2 O 2 → C 6 H 4 (CO 3 H) CO 2 H

Ftalimid kan fremstilles ved oppvarming av ftalsyreanhydrid med vandig ammoniakk, hvilket gir et utbytte på 95–97%. Alternativt kan den fremstilles ved å behandle anhydridet med ammoniumkarbonat eller urea . Det kan også produseres ved ammoksidering av o- xylen . Kaliumftalimid er kommersielt tilgjengelig og er kaliumsaltet av ftalimid. Den kan fremstilles ved å tilsette en varm løsning av ftalimid til en løsning av kaliumhydroksyd ; det ønskede produkt utfelles.

Fremstilling av alifatiske nitroalkener

Ftalsyreanhydrid anvendes for å dehydrere kortkjedede nitro - alkoholer for å gi nitroalkener , forbindelser med en høy tendens til å polymerisere .

Sikkerhet

Den mest sannsynlige menneskelige eksponeringen for ftalsyreanhydrid er gjennom hudkontakt eller innånding under fremstilling eller bruk. Studier viser at eksponering for ftalsyreanhydrid kan forårsake rhinitt , kronisk bronkitt og astma . Ftalsyreanhydrids reaksjon på menneskers helse er generelt et astma – rhinitt - konjunktivitt syndrom eller en forsinket reaksjon og influensalignende symptomer og med økte immunglobulin ( E og G ) nivåer i blodet.

Referanser

  1. ^ a b c "Front Matter". Nomenklatur for organisk kjemi: IUPAC-anbefalinger og foretrukne navn 2013 (Blue Book) . Cambridge: The Royal Society of Chemistry . 2014. s. 835. doi : 10.1039 / 9781849733069-FP001 . ISBN   978-0-85404-182-4 .
  2. ^ a b c d e f NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards. "# 0512" . National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).
  3. ^ "Ftalsyreanhydrid" . Umiddelbart farlig for liv og helsekonsentrasjoner (IDLH) . National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).
  4. ^ a b c d Lorz, Peter M .; Towae, Friedrich K .; Enke, Walter; Jäckh, Rudolf; Bhargava, Naresh; Hillesheim, Wolfgang (2007). "Ftalsyre og derivater". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry . Weinheim: Wiley-VCH. doi : 10.1002 / 14356007.a20_181.pub2 .
  5. ^ Laurent, august (1836). "Sur l'acide naphtalique et ses combinaisons" [Om naftalsyre og dens forbindelser]. Annales de Chimie et de Physique . 2. serie (på fransk). 61 : 113–125.
  6. ^ "Gibbs-Wohl Naftalen Oksidasjon". Omfattende organiske reaksjoner og reagenser . 2010. doi : 10.1002 / 9780470638859.conrr270 . ISBN   9780470638859 .
  7. ^ LA Bigelow og HH Reynolds (1941). "Quinizarin" . Organiske synteser . ; Samlevolum , 1 , s. 476
  8. ^ Baeyer, A. (1871). "Ueber eine neue Klasse von Farbstoffen" . Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft . 4 (2): 555–558. doi : 10.1002 / cber.18710040209 .
  9. ^ Baeyer, A. (1871). "Ueber die Phenolfarbstoffe" . Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft . 4 (2): 658–665. doi : 10.1002 / cber.18710040247 .
  10. ^ Baeyer, A. (1871). "Ueber die Phenolfarbstoffe" . Polytechnisches Journal . 201 (89): 358–362.
  11. ^ Max Hubacher, US patent 2 192 485 (1940 til Ex Lax Inc)
  12. ^ Neurath AR (2000). "Mikrobicid for forebygging av seksuelt overførbare sykdommer ved bruk av et farmasøytisk hjelpestoff". AIDS pasientpleie STD . 14 (4): 215–9. doi : 10.1089 / 108729100317830 . PMID   10806641 .
  13. ^ Mayhew JW, Gideon LT, Ericksen B, Hlavaty JJ, Yeh SM, Chavdarian CG, Strick N, Neurath AR (2009). "Utvikling av en gelpermeaksjonskromatografisk analyse for å oppnå massebalanse i celluloseacetatftalatstabilitetsstudier" . J Pharm Biomed Anal . 49 (2): 240–6. doi : 10.1016 / j.jpba.2008.10.039 . PMC   2859192 . PMID   19070984 .
  14. ^ Noller, Carl R. (1965). Chemistry of Organic Compounds (3. utgave). Philadelphia: WB Saunders. s. 602.
  15. ^ Joseph Kenyon (1941). " d - og l- oktanol-2" . Organiske synteser . ; Samlevolum , 1 , s. 418
  16. ^ George B. Payne (1973). "Monoperftalsyre" . Organiske synteser . ; Samlevolum , 5 , s. 805
  17. ^ Lorz, Peter M .; Towae, Friedrich K .; Enke; Jäckh, Rudolf; Bhargava, Naresh; Hillesheim, Wolfgang. "Ftalsyre og derivater". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry . Weinheim: Wiley-VCH. doi : 10.1002 / 14356007.a20_181.pub2 .
  18. ^ PL Salzberg og JV Supniewski (1941). "β-bromoetylftalimid" . Organiske synteser . ; Samlevolum , 1 , s. 119
  19. ^ Ranganathan, Darshan; Rao, Bhushan; Ranganathan, Subramania; Mehrotra, Ashok & Iyengar, Radha (1980). "Nitroetylen: et stabilt, rent og reaktivt middel for organisk syntese". Journal of Organic Chemistry . 45 (7): 1185–1189. doi : 10.1021 / jo01295a003 .

Eksterne linker