Izocyjanian metylu
| Izocyjanian metylu | |||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||
 Trójwymiarowy model cząsteczki |
|||||||||||||||||||||||||||
| Nazewnictwo | |||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||
| Ogólne informacje | |||||||||||||||||||||||||||
| Wzór sumaryczny | C2H3NO | ||||||||||||||||||||||||||
| Inne wzory | CH3NCO | ||||||||||||||||||||||||||
| Masa molowa | 57,1 g/mol | ||||||||||||||||||||||||||
| Wygląd | bezbarwna ciecz | ||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||
| Identyfikacja | |||||||||||||||||||||||||||
| Numer CAS | 624-83-9 | ||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||
| Podobne związki | |||||||||||||||||||||||||||
| Podobne związki | izotiocyjanian allilu | ||||||||||||||||||||||||||
| Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa) |
|||||||||||||||||||||||||||
Izocyjanian metylu (MIC, izocyjanometan, H3C-N=C=O) – organiczny związek chemiczny, najprostszy możliwy izocyjanian organiczny. Izocyjanian metylu jest chemicznym półproduktem w produkcji pestycydów z grupy karbaminianów (takich jak karbaryl, karbofuran, metomyl czy aldikarb). Używany jest także do produkcji gumy oraz związków adhezyjnych.
Ma własności silnie toksyczne i drażniące. W 1984 r. jego duże ilości zostały uwolnione do atmosfery przez zakłady należące do koncernu Union Carbide w Bhopalu, co spowodowało śmierć ponad 3800 osób[1][2].
Związek ten został po raz pierwszy otrzymany w 1888 r. z kwasu cyjanowego i metanolu.
Spis treści |
[edytuj] Własności fizyczne
Izocyjanian metylu jest w temperaturze pokojowej bezbarwną cieczą o silnie nieprzyjemnym zapachu. Wysoce zapalny, punkt wrzenia 39,1 °C, posiada niską temperaturę samozapłonu[3]. Izocyjanian metylu jest rozpuszczalny w wodzie w ilości 6-10 części na 100, reagując następnie z nią.
[edytuj] Synteza
Współcześnie izocyjanian metylu jest produkowany z metyloaminy i fosgenu. Reakcja biegnie w szerokim zakresie temperatur, jednak w produkcji wielkoskalowej syntezuje się go w wysokiej temperaturze w fazie gazowej. Produkty reakcji są następnie chłodzone, w wyniku czego powstały chlorek N-metylokarbaminiowy (MCC, methylcarbamic chloride) ulega kondensacji.
MCC istnieje w równowadze z izocyjanianem metylu.
W celu przesunięcia tej równowagi w prawo, chlorowodór usuwany jest ze środowiska przez przepłukiwanie dowolną zasadą (np. dimetyloanilina, pirymidyna)[4] lub poprzez destylację mieszaniny[5].
[edytuj] Reakcje
MIC reaguje z wieloma substancjami zawierającymi grupy zasadowe, np. N-H or O-H. Ulega także kondensacji do polimerów zbudowanych z 3 lub większej ilości wyjściowych cząsteczek.
Izocyjanian metylu pod wpływem wody rozkłada się na mocznik oraz dwutlenek węgla z wytworzeniem ciepła (325 cal na gram MIC).
W temp. 25 °C, pod wpływem wody, połowa MIC ulega reakcji w czasie 9 minut[6]. Jeśli wydzielone ciepło nie zostanie odebrane z ośrodka reakcji, tempo reakcji zaczyna wzrastać doprowadzając MIC do wrzenia. Jeżeli MIC znajduje się w przewadze w stosunku do wody, produktem reakcji jest biuret (dimocznik) oraz dwutlenek węgla[3].
Proste związki zawierające wiązanie N-H, takie jak amoniak lub I, II-rzędowe aminy reagują gwałtownie z MIC, tworząc podstawione pochodne mocznika. Inne związki posiadające wiązania N-H, takie jak amidy lub moczniki, reagują z MIC bardzo powoli[7].
Alkohole i fenole, zawierające grupę O-H, reagują powoli z MIC, jednak bieg reakcji może zostać przyspieszony przy zastosowaniu odpowiednich katalizatorów.
Wiele związków jak np. fosfina czy chlorek żelaza i inne związki zawierające metal katalizują powstanie cyklicznego trimeru MIC, z wytworzeniem dużej ilości ciepła. Tworzenie polimerów obserwowane jest przy obecności trilakilowych pochodnych amin. Tworzenie trimerów jest reakcją egzotermiczną (298 cal/g MIC), co może powodować wrzenie mieszaniny reakcyjnej. Z tego też powodu MIC nie powinien być przechowywany w powszechnie stosowanych w przemyśle stalowych zbiornikach[3].
[edytuj] Zagrożenia
Izocyjanian metylu jest związkiem silnie toksycznym. Bezpieczne stężenie w powietrzu wg niektórych źródeł to 0,02 ppm[8]. MIC powoduje zaburzenia pracy układu oddechowego przy stężeniu powyżej 0,4 ppm, objawiając się kaszlem, bólem klatki piersiowej, dusznościami, astmą, podrażnieniem oczu, nosa, gardła, a także podrażnieniem skóry. Wyższe stężenia, powyżej 21 ppm mogą powodować obrzęk płuc, wewnętrzne krwotoki, zapalenie płuc oraz śmierć[9].
Efekty toksyczne były obserwowane w czasie katastrofy w Bhopalu, w której uwolniło się do atmosfery 43 000 kg izocyjanianu metylu i innych szkodliwych gazów w silnie zaludnionej strefie 3 grudnia, 1984, zabijając około 20 tys. osób, a u 120 tysięcy powodując różnego typu dolegliwości.
Przypisy
- ↑ Chronology. Union Carbide Corporation, listopad 2010. [dostęp 2011-10-11].
- ↑ E. Broughton. The Bhopal disaster and its aftermath: a review.. „Environ Health”. 4 (1), s. 6, 2005. doi:10.1186/1476-069X-4-6. PMID 15882472.
- ↑ 3,0 3,1 3,2 Union Carbide Corporation "Methyl Isocyanate" – Product Information Publication, F-41443, November 1967.
- ↑ Slocombe R. J. & Hardy E. E., "Process of Producing Carbamyl Chlorides", U. S. Patent, No. 2,480,088, August 23, 1949.
- ↑ Merz W, "Procédé et dispositif de préparation d’isocyanates d’alkyle", French Patent, No. 1,400,863 assigned to Farbenfabriken Bayer AG, Germany 1965.
- ↑ "The kinetics of hydrolysis of methyl and phenyl lsocyanates", Enrique A. Castro, Roy B. Moodie and Peter J. Sansom, J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2, 1985, vol.1985, p.737
- ↑ March J., "Advanced Organic Chemistry", 3rd ed., John Wiley & Sons, New York, 1985, p.802
- ↑ "American Conference on Government Industrial Hygienist
- ↑ G. Kimmerle, A. Eben. Zur Toxicität von Methylisocyanat und dessen quantitativer Bestimmung in der Luft. „Arch Toxikol”. 20, s. 235-41, 1964. PMID 14230785.
[edytuj] Bibliografia
- "The Bhopal Saga: Causes and Consequences of the Worlds Largest Industrial Disaster", I. Eckerman, Universities Press India, 2005
[edytuj] Linki zewnętrzne
- NIOSH Safety and Health Topic: Isocyanates, from the website of the National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH)
- http://toxnet.nlm.nih.gov/cgi-bin/sis/search/f?./temp/~JTfkyc:1, Methyl Isocyanate from NLM's Hazardous Substances Databank
