1,4-ไดออกเซน
| ชื่อ | |||
|---|---|---|---|
| ชื่อ IUPAC ที่นิยมใช้ 1,4-ไดออกเซน | |||
| ชื่อตามระบบ IUPAC 1,4-ไดออกซาไซโคลเฮกเซน | |||
| ชื่ออื่นๆ [1,4]ไดออกเซนพี -ไดออกเซน[6]-คราวน์-2 ไดเอทิลีนไดออกไซด์ไดเอทิลีนอีเทอร์ ตัวทำละลายไดออกเซน | |||
| ตัวระบุ | |||
โมเดล 3 มิติ ( JSmol ) |
| ||
| 102551 | |||
| ชอีบี | |||
| เคมีเอ็มบีแอล | |||
| เคมสไปเดอร์ | |||
| ดรักแบงค์ | |||
| บัตรข้อมูล ECHA | 100.004.239 | ||
| หมายเลข EC |
| ||
| เคกก์ | |||
PubChem CID |
| ||
| หมายเลข RTECS |
| ||
| มหาวิทยาลัย | |||
| หมายเลข UN | 1165 | ||
แดชบอร์ด CompTox ( EPA ) |
| ||
| |||
| |||
| คุณสมบัติ | |||
| C H O | |||
| มวลโมลาร์ | 88.106 กรัม·โมล−1 | ||
| รูปร่าง | ของเหลวไม่มีสี[ 1 ] | ||
| กลิ่น | อ่อนโยนคล้ายไดเอทิลอีเทอร์[ 1 ] | ||
| ความหนาแน่น | 1.033 กรัม/มล. | ||
| จุดหลอมเหลว | 11.8 องศาเซลเซียส (53.2 องศาฟาเรนไฮต์; 284.9 เคลวิน) | ||
| จุดเดือด | 101.1 °C (214.0 °F; 374.2 K) | ||
| ผสมกันได้ | |||
| ความดันไอ | 29 มิลลิเมตรปรอท (20 องศาเซลเซียส) [ 1 ] | ||
ความไวต่อสนามแม่เหล็ก ( χ ) | −52.16·10 −6 cm 3 /mol | ||
| เทอร์โมเคมี | |||
เอนโทรปีโมลาร์มาตรฐาน( S ⦵ ) | 196.6 จูล/กิโลจูล·โมล | ||
เอนทาลปีมาตรฐานของการเกิด(Δ H ⦵ ) | −354 กิโลจูล/โมล | ||
เอนทาลปีมาตรฐานของการเผาไหม้(Δ H ⦵ ) | −2363 กิโลจูล/โมล | ||
| อันตราย | |||
| ความปลอดภัยและสุขภาพในการทำงาน (OHS/OSH): | |||
อันตรายหลัก | สารก่อมะเร็งในมนุษย์ที่ต้องสงสัย[ 1 ] | ||
| การติดฉลากGHS : | |||
| อันตราย | |||
| H225 , H302 , H305 , H315 , H319 , H332 , H336 , H351 , H370 , H372 , H373 | |||
| P201 , P202 , P210 , P233 , P240 , P241 , P242 , P243 , P260 , P264 , P270 , P271 , P280 , P281 , P302+P352 , P303+P361+P353 , P304+P312 , P304+P340 , P305+P351+P338 , P307+P311 , P308+P313 , P312 , P314 , P321 , P332+P313 , P337+P313 , P362 , P370+P378 , P403+P233 , P403+P235 , P405 , P501 | |||
| NFPA 704 ( สัญลักษณ์รูปเพชรกันไฟ) | |||
| จุดวาบไฟ | 12 องศาเซลเซียส (54 องศาฟาเรนไฮต์; 285 เคลวิน) | ||
| 180 องศาเซลเซียส (356 องศาฟาเรนไฮต์; 453 เคลวิน) | |||
| ขีดจำกัดการระเบิด | 2.0–22% [ 1 ] | ||
| ปริมาณหรือความเข้มข้นที่ทำให้เสียชีวิต (LD, LC): | |||
LD ( ขนาดยาเฉลี่ย ) |
| ||
LC ( ความเข้มข้นเฉลี่ย ) |
| ||
LC ( ราคาต่ำสุดที่เผยแพร่ ) | 1000–3000 ppm (หนูตะเภา, 3 ชั่วโมง) 12,022 ppm (แมว, 7 ชม.) 2085 ppm (หนู, 8 ชม.) [ 2 ] | ||
| NIOSH (ขีดจำกัดการสัมผัสต่อสุขภาพในสหรัฐอเมริกา): | |||
PEL (อนุญาต) | TWA 100 ppm (360 mg/m³ ) [ผิวหนัง] [ 1 ] | ||
REL (แนะนำ) | Ca C 1 ppm (3.6 mg/m³ ) [30 นาที] [ 1 ] | ||
IDLH (อันตรายทันที) | Ca [500 ppm] [ 1 ] | ||
| สารประกอบที่เกี่ยวข้อง | |||
สารประกอบที่เกี่ยวข้อง | ออกเซน ไตรออกเซน | ||
เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น ข้อมูลที่ให้ไว้เป็นข้อมูลสำหรับวัสดุในสภาวะมาตรฐาน (ที่อุณหภูมิ 25 °C [77 °F] ความดัน 100 kPa) ข้อมูลอ้างอิงในกล่องข้อมูล | |||
1,4-ไดออกเซน ( / d aɪ ˈ ɒ k s eɪ n / ) เป็นสารประกอบอินทรีย์ เฮเทอ โร ไซ คลิก จัดอยู่ในกลุ่มอีเทอร์เป็นของเหลวไม่มีสี มีกลิ่น หอมหวานอ่อนๆ คล้ายกับไดเอทิลอีเทอร์สารประกอบนี้มักเรียกง่ายๆ ว่าไดออกเซน เนื่องจาก ไอโซเมอร์ไดออกเซนอื่นๆ( 1,2-และ1,3- ) พบได้น้อย
1,4-ไดออกเซนสามารถละลายในน้ำได้ แทบไม่ระเหยเมื่อละลายในน้ำ ไม่ถูกดูดซับได้ดีโดยถ่านกัมมันต์ และไม่ถูกออกซิ ไดซ์ได้ง่าย โดยสารออกซิไดซ์ทั่วไป
ไดออกเซนใช้เป็นตัวทำละลายในการใช้งานด้านการผลิต และเป็นสารทำให้คงตัวสำหรับการขนส่งไฮโดรคาร์บอนคลอริเนตในภาชนะอะลูมิเนียม[ 3 ]เป็น สาร ไวไฟ สูง ที่สร้างไอพิษเมื่อได้รับความร้อน[ 4 ]
แม้ว่าไดออกเซนจะเป็นสารตกค้างในผลิตภัณฑ์ที่ใช้กันทั่วไป เช่นเครื่องสำอาง แต่ในหลายประเทศ ถือว่าเป็นสารปนเปื้อนที่เป็นอันตรายและอาจเป็นสารก่อมะเร็ง ซึ่ง จำเป็นต้องมีการตรวจสอบปริมาณที่ใช้ในการผลิตโดยรัฐบาล รวมถึงการปนเปื้อนในอากาศ น้ำดื่ม และระบบนิเวศ[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]
ประวัติศาสตร์และการสังเคราะห์
สารประกอบนี้ถูกค้นพบโดยศาสตราจารย์ชาวโปรตุเกสAgostinho Vicente Lourençoในปี พ.ศ. 2303 จากปฏิกิริยาของไดเอทิลีนไกลคอลกับ1,2-ไดโบรโมอีเทน [ 7 ] ในตอนแรกเขาตั้งชื่อมันว่าอีเทอร์ของไกลคอลและระบุสูตรเชิงประจักษ์ ได้อย่างถูกต้อง แต่ได้วัดจุดเดือดของมันไว้ที่ประมาณ 95 °C [ 8 ]สามปีต่อมาCA Wurtzได้รับสารประกอบนี้ด้วยวิธีอื่น เรียกมันว่าไดออกซีเอทิลีนและศึกษาคุณสมบัติทางเคมีบางประการของมัน[ 9 ]
ไดออกเซนถูกผลิตในระดับอุตสาหกรรมตั้งแต่ทศวรรษ 1920 [ 10 ] [ 11 ]โดยการกำจัดน้ำของไดเอทิลีนไกลคอลโดยใช้กรดเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ซึ่งได้มาจากการไฮโดรไล ซิส ของเอทิลีนออกไซด์วิธีนี้ได้รับการพัฒนาโดยAlexey Favorskyในปี 1906 ซึ่งเป็นผู้กำหนดโครงสร้างของสารประกอบนี้ด้วย[ 12 ]
ในปี พ.ศ. 2528 กำลังการผลิตไดออกเซนทั่วโลกอยู่ที่ระหว่าง 11,000 ถึง 14,000 ตัน[ 13 ]ในปี พ.ศ. 2533 ปริมาณการผลิตไดออกเซนทั้งหมดในสหรัฐอเมริกาอยู่ที่ระหว่าง 5,250 ถึง 9,150 ตัน[ 14 ]
โครงสร้าง

ไดออกเซนมีไอโซเมอร์อยู่ 3 ชนิด แต่มีเพียงไอโซเมอร์ 1,3- และ 1,4- เท่านั้นที่มีความสำคัญ โมเลกุล 1,4-ไดออกเซนมีความยืดหยุ่นในเชิงโครงสร้าง: โครงสร้างแบบเก้าอี้สมมาตรศูนย์กลางและโครงสร้างแบบเรือสามารถเปลี่ยนไปมาระหว่างกันได้ง่าย ทำให้สเปกตรัม H NMR แสดงสัญญาณเพียงสัญญาณเดียว ด้วยเหตุนี้ บางครั้งจึงถูกใช้เป็นมาตรฐานภายในสำหรับการวิเคราะห์สเปกตรัมด้วยนิวเคลียร์แมกเนติกเรโซแนน ซ์ ในดิวเทอเรียมออกไซด์ [ 15 ] ด้วยหน่วยเอทิลีนออกซิลเพียง 2 หน่วย ไดออกเซนจึงเป็นหนึ่งในคราวน์อีเทอร์ ที่เล็ก ที่สุด
การใช้งาน
การขนส่งไตรคลอโรอีเทน
ในช่วงทศวรรษ 1980 ไดออกเซนส่วนใหญ่ที่ผลิตได้ถูกนำมาใช้เป็นสารทำให้คงตัวสำหรับ1,1,1-ไตรคลอโรอีเทนเพื่อการจัดเก็บและขนส่งใน ภาชนะ อะลูมิเนียมโดยปกติอะลูมิเนียมจะได้รับการปกป้องด้วยชั้นออกไซด์แบบพาสซิเวชัน แต่เมื่อชั้นเหล่านี้ถูกรบกวน อะลูมิเนียมโลหะจะทำปฏิกิริยากับไตรคลอ โรอีเทนเพื่อให้ได้อะลูมิเนียมไตรคลอไรด์ ซึ่งจะเร่งปฏิกิริยาการกำจัดไฮโดรฮาโลเจนของไตรคลอโรอีเทนที่เหลืออยู่ให้กลายเป็นไวนิลิดีนคลอไรด์และไฮโดรเจนคลอไรด์ [ 4 ] ไดออกเซน "เป็นพิษ" ต่อปฏิกิริยาเร่งปฏิกิริยานี้โดยการสร้างสารประกอบเชิงซ้อนกับอะลูมิเนียมไตรคลอไรด์[ 13 ]
ในฐานะตัวทำละลาย

ไดออกเซนถูกใช้ในงานประยุกต์หลากหลายประเภทในฐานะตัวทำละลายอะโปรติกอเนกประสงค์ (โดยทั่วไปถือว่าไม่มีขั้ว[ 16 ]แม้ว่าบางแหล่งข้อมูลจะระบุไว้เป็นอย่างอื่น[ 17 ] ก็ตาม ) เช่น สำหรับหมึก กาว และเอสเทอร์เซลลูโลส[ 4 ]มีการใช้แทนเตตระไฮโดรฟิวแรน (THF) ในบางกระบวนการ เนื่องจากมีความเป็นพิษต่ำกว่าและมีจุดเดือดสูงกว่า (101 °C เทียบกับ 66 °C สำหรับ THF) [ 18 ]
ในขณะที่ไดเอทิลอีเทอร์ค่อนข้างไม่ละลายในน้ำ ไดออกเซนสามารถผสมกันได้และในความเป็นจริงแล้วดูดความชื้นได้ ที่ความดันมาตรฐาน ส่วนผสมของน้ำและไดออกเซนในอัตราส่วน 17.9:82.1 โดยมวลเป็นอะซีโอโทรป บวก ที่มีจุดเดือดที่ 87.6 °C [ 19 ]
อะตอมออกซิเจนมีฤทธิ์เป็นเบสแบบลูอิส อ่อนๆ มันสามารถสร้างสารประกอบเชิงซ้อนกับกรดลูอิสหลายชนิด จัดเป็นเบสแข็งและค่าพารามิเตอร์เบสในแบบจำลอง ECWคือ E = 1.86 และ C = 1.29
ไดออกเซนสร้างพอลิเมอร์ประสานงาน ที่ไม่ละลายน้ำ โดยการเชื่อมโยงศูนย์กลางโลหะ[ 20 ]ด้วยวิธีนี้ จึงใช้ในการขับเคลื่อนสมดุลของ Schlenkทำให้สามารถสังเคราะห์สารประกอบไดอัลคิลแมกนีเซียมได้[ 13 ]ไดเมทิลแมกนีเซียมถูกเตรียมในลักษณะนี้: [ 21 ] [ 22 ]
- 2 CH MgBr + (C H O) → MgBr (C H O) + (CH ) Mg
พิษวิทยา
ความปลอดภัย
ไอระเหยของไดออกเซนก่อให้เกิดการระคายเคืองต่อดวงตาและทางเดินหายใจ การปนเปื้อนในอากาศ อาหาร น้ำดื่ม หรือเครื่องสำอางเป็นตัวอย่างของการสัมผัสโดยทั่วไป[ 4 ]ระดับ 1,4-ไดออกเซนในอากาศที่สูงอาจทำให้เกิดอันตรายต่อโพรงจมูกตับ หรือไตได้[ 23 ]
ไดออกเซนเป็นสารประกอบไวไฟ เมื่อได้รับความร้อนสูงหรือไฟไหม้ อาจก่อให้เกิดไอระเหยที่ระคายเคือง กัดกร่อน และเป็นพิษ ทำให้เกิดอาการเวียนศีรษะหรือหายใจไม่ออกในพื้นที่ทำงานที่จำกัด[ 4 ] การปนเปื้อนสิ่งแวดล้อม โดยเฉพาะในน้ำดื่ม อาจเกิดขึ้นจากการไหลบ่าของเสียจากการผลิตหรือการกำจัดของเสียที่ไม่ได้รับการควบคุม[ 6 ] [ 23 ] [ 24 ]
ไดออกเซนได้รับการจัดประเภทโดยหน่วยงานรัฐบาลหลายแห่งว่าเป็นสารเคมีที่อาจก่อให้เกิดมะเร็ง[ 5 ] [ 6 ] [ 23 ] [ 24 ] นอกจากนี้ IARCยังจัดประเภทให้เป็นสารก่อมะเร็งกลุ่ม 2B : อาจเป็นสารก่อมะเร็งในมนุษย์เนื่องจากเป็นสารก่อมะเร็งที่ทราบกันดีในสัตว์ชนิดอื่น[ 25 ]ในปี 2024 สำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมแห่งสหรัฐอเมริกาได้จัดประเภทไดออกเซนว่าเป็นสารก่อมะเร็งในมนุษย์ที่น่าจะเป็นไปได้ และมีความเสี่ยงต่อสุขภาพของมนุษย์อย่างไม่สมเหตุสมผล ซึ่งเป็นการวางรากฐานทางกฎหมายสำหรับการควบคุมของรัฐบาลกลางภายใต้พระราชบัญญัติควบคุมสารพิษ[ 24 ] [ 26 ]รัฐนิวยอร์กได้นำมาตรฐานน้ำดื่มสำหรับ 1,4-ไดออกเซนมาใช้เป็นครั้งแรกในประเทศ และกำหนดระดับสารปนเปื้อนสูงสุดไว้ที่ 1 ส่วนต่อพันล้าน[ 27 ]
อันตรายจากการระเบิด
เช่นเดียวกับอีเทอร์อื่นๆ ไดออกเซนจะรวมตัวกับออกซิเจนในบรรยากาศเมื่อสัมผัสกับอากาศเป็นเวลานานเพื่อสร้างเปอร์ออกไซด์ที่ อาจระเบิดได้ [ 4 ]การกลั่นสารผสมเหล่านี้เป็นอันตราย[ 4 ]การเก็บรักษาเหนือโซเดียมโลหะอาจจำกัดความเสี่ยงของการสะสมเปอร์ออกไซด์ได้[ 28 ]
สิ่งแวดล้อม
ไดออกเซนย่อยสลายทางชีวภาพได้หลายเส้นทาง[ 29 ] [ 30 ]
ไดออกเซนส่งผลกระทบต่อแหล่งน้ำบาดาลในหลายพื้นที่[ 6 ] [ 24 ]ตรวจพบไดออกเซนในระดับ 1 μg/L (~1 ppb) ในหลายพื้นที่ในสหรัฐอเมริกา[ 14 ]ในรัฐนิวแฮมป์เชียร์ของสหรัฐอเมริกา พบไดออกเซนใน 67 แห่งในปี 2010 โดยมีความเข้มข้นตั้งแต่ 2 ppb ถึงมากกว่า 11,000 ppb สามสิบแห่งในจำนวนนี้เป็นหลุมฝังกลบขยะมูลฝอย ซึ่งส่วนใหญ่ปิดทำการมานานหลายปีแล้ว ในปี 2019 ศูนย์กฎหมายสิ่งแวดล้อมภาคใต้ได้ฟ้องร้องโรงบำบัดน้ำเสียของเมืองกรีนส์โบโร รัฐนอร์ทแคโรไลนาสำเร็จ หลังจากพบ 1,4-ไดออกเซนในแม่น้ำฮอว์สูงกว่าระดับปลอดภัยของ EPA ถึง 20 เท่า[ 31 ]
เทศบาล ผู้ใช้น้ำในภาคอุตสาหกรรม และพื้นที่ซูเปอร์ฟันด์ประสบความสำเร็จในการกำจัดไดออกเซนออกจากแหล่งน้ำด้วยระบบกระบวนการออกซิเดชันขั้นสูง[ 32 ] [ 33 ]
ผลิตภัณฑ์สำหรับผู้บริโภค
ไดออกเซน เป็นผลพลอยได้จาก กระบวนการ เอทอกซิเลชันซึ่งเป็นเส้นทางไปสู่ส่วนผสมบางอย่างที่พบในผลิตภัณฑ์ทำความสะอาดและให้ความชุ่มชื้น สามารถพบร่องรอยของไดออกเซนได้ในเครื่องสำอางและผลิตภัณฑ์ดูแลส่วนบุคคล เช่น สารระงับกลิ่นกาย น้ำหอม แชมพู ยาสีฟัน และน้ำยาบ้วนปาก[ 5 ] [ 23 ] [ 34 ]กระบวนการเอทอกซิเลชันทำให้สารทำความสะอาด เช่นโซเดียมลอริลอีเทอร์ซัลเฟตและแอมโมเนียมลอริลอีเทอร์ซัลเฟต มีฤทธิ์กัดกร่อนน้อยลงและมีคุณสมบัติในการเกิดฟองที่ดีขึ้น ไดออกเซนพบได้ในปริมาณเล็กน้อยในเครื่องสำอางบางชนิด[ 5 ] [ 6 ]
ตั้งแต่ปี 1979 สำนักงานคณะกรรมการอาหารและยาของสหรัฐอเมริกาได้ทำการทดสอบวัตถุดิบเครื่องสำอางและผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปเพื่อตรวจสอบระดับของ 1,4-ไดออกเซน[ 5 ] [ 35 ] [ 36 ]พบว่า 1,4-ไดออกเซนมีอยู่ในวัตถุดิบเอทอกซิเลตในระดับสูงถึง 1410 ppm (~0.14% โดยน้ำหนัก) และในระดับสูงถึง 279 ppm (~0.03% โดยน้ำหนัก) ในผลิตภัณฑ์เครื่องสำอางสำเร็จรูป[ 35 ]ระดับของ 1,4-ไดออกเซนที่เกิน 85 ppm (~0.01% โดยน้ำหนัก) ในแชมพูสำหรับเด็กบ่งชี้ว่าจำเป็นต้องมีการตรวจสอบวัตถุดิบและผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปอย่างใกล้ชิด[ 35 ]นับตั้งแต่มีการรับรู้ถึงการมีอยู่ของ 1,4-ไดออกเซน ผู้ผลิตหลายรายได้นำกระบวนการทำให้บริสุทธิ์มาใช้ เช่น การกำจัดด้วยสุญญากาศและไอน้ำเพื่อลดความเข้มข้นของสารดังกล่าวในผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป[ 36 ] [ 37 ]แม้ว่า FDA จะสนับสนุนให้ผู้ผลิตกำจัด 1,4-ไดออกเซน แต่ก็ไม่ได้เป็นข้อกำหนดตามกฎหมายของรัฐบาลกลาง[ 5 ] [ 38 ]
เมื่อวันที่ 9 ธันวาคม 2019 รัฐนิวยอร์กได้แก้ไขกฎหมายการอนุรักษ์สิ่งแวดล้อม (ECL) เพื่อควบคุม 1,4-ไดออกเซนในผลิตภัณฑ์สำหรับผู้บริโภค กฎหมายดังกล่าวจำกัดความเข้มข้นของ 1,4-ไดออกเซนในผลิตภัณฑ์ทำความสะอาดบ้านและผลิตภัณฑ์ดูแลส่วนบุคคลไว้ที่สูงสุด 2 ppm เริ่มตั้งแต่วันที่ 31 ธันวาคม 2022 และจำกัดที่เข้มงวดกว่าไว้ที่ 1 ppm เริ่มตั้งแต่วันที่ 31 ธันวาคม 2023 ผลิตภัณฑ์เครื่องสำอางมีความเข้มข้นของ 1,4-ไดออกเซนสูงสุดที่อนุญาตได้ 10 ppm ตั้งแต่วันที่ 31 ธันวาคม 2022 [ 39 ] [ 40 ]



