โพรพิลีนออกไซด์

ชื่อ
ชื่อ IUPAC ที่นิยมใช้ (2R)-2-เมทิลออกซิเรน(2S)-2-เมทิลออกซิเรน
ชื่ออื่นๆ โพรพิลีนออกไซด์ อีพอกซีโพรเพนโพรพิลีนอีพอกไซด์1,2-โพรพิลีนออกไซด์เมทิลออกซิเรน1,2-อีพอกซีโพรเพน โพรพีนออกไซด์เมทิลเอทิลีนออกไซด์ เมทิลเอทิลีนออกไซด์
ตัวระบุ
หมายเลข CAS	75-56-9 วาย
โมเดล 3 มิติ ( JSmol )	ภาพแบบโต้ตอบ
ชอีบี	เชบี:38685 เอ็น
เคมสไปเดอร์	6138
บัตรข้อมูล ECHA	100,000,800 บาท
หมายเลข EC	200-879-2
เคกก์	ซี15508 เอ็น
PubChem CID	6378
มหาวิทยาลัย	Y4Y7NYD4BK วาย
แดชบอร์ด CompTox ( EPA )	DTXSID5021207
อินชิ นิ้ว = 1S/C3H6O/c1-3-2-4-3/h3H,2H2,1H3 รหัส: GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N
รอยยิ้ม ซีซี1โค1
คุณสมบัติ
สูตรเคมี	C 3 H 6 O
มวลโมลาร์	58.080  กรัม·โมล−1
รูปร่าง	ของเหลวไม่มีสี
กลิ่น	คล้ายเบนซีน[ 1 ]
ความหนาแน่น	0.859 กรัม/ซม. 3 [ 2 ]
จุดหลอมเหลว	−111.9 °C (−169.4 °F; 161.2 K) [ 2 ]
จุดเดือด	35 °C (95 °F; 308 K) [ 2 ]
ความสามารถในการละลายในน้ำ	41% (20 °C) [ 1 ]
ความดันไอ	445 มิลลิเมตรปรอท (20 องศาเซลเซียส) [ 1 ]
ความไวต่อสนามแม่เหล็ก (χ)	−4.25 × 10 −5  cm 3 /mol [ 3 ]
ดัชนีหักเห ( n D )	1.3660 [ 2 ]
เทอร์โมเคมี
ความจุความร้อน( C )	120.4  J·(K·mol) −1
เอนโทรปีโมลาร์มาตรฐาน( S ⦵ 298 )	196.5  J·(K·mol) −1
เอนทาลปีมาตรฐานของการเกิด(Δ f H ⦵ 298 )	−123.0  kJ·mol −1 [ 4 ]
อันตราย
ความปลอดภัยและสุขภาพในการทำงาน (OHS/OSH):
อันตรายหลัก	ไวไฟอย่างมาก[ 5 ] [ 6 ]
การติดฉลากGHS :
ภาพสัญลักษณ์
คำสัญญาณ	อันตราย
NFPA 704 (สัญลักษณ์รูปเพชรกันไฟ)	3 4 2
จุดวาบไฟ	−37 °C (−35 °F; 236 K)
อุณหภูมิการจุดระเบิดเอง	747 องศาเซลเซียส (1,377 องศาฟาเรนไฮต์; 1,020 เคลวิน)
ขีดจำกัดการระเบิด	2.3–36% [ 1 ]
ปริมาณหรือความเข้มข้นที่ทำให้เสียชีวิต (LD, LC):
LD 50 ( ขนาดยาเฉลี่ย )	660 มก./กก. (หนูตะเภา, รับประทาน) 380 มก./กก. ( หนู, รับประทาน) 440 มก./กก. (หนูเมาส์, รับประทาน) 1140 มก./กก. (หนู, รับประทาน) 690 มก./กก. (หนูตะเภา, รับประทาน) [ 7 ]
LC 50 ( ความเข้มข้นเฉลี่ย )	1740 ppm (เมาส์, 4 ชม.) 4000 ppm (หนู, 4 ชม.) [ 7 ]
LC Lo ( ราคาต่ำสุดที่เผยแพร่ )	2005 ppm (สุนัข, 4 ชม.) 4000 ppm (หนูตะเภา, 4 ชม.) [ 7 ]
NIOSH (ขีดจำกัดการสัมผัสต่อสุขภาพในสหรัฐอเมริกา):
PEL (อนุญาต)	TWA 100 ppm (240 mg/ m³ ) [ 1 ]
REL (แนะนำ)	Ca [ 1 ]
IDLH (อันตรายทันที)	Ca [400 ppm] [ 1 ]
เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น ข้อมูลที่ให้ไว้เป็นข้อมูลสำหรับวัสดุในสภาวะมาตรฐาน (ที่อุณหภูมิ 25 °C [77 °F] ความดัน 100 kPa) เอ็น ตรวจสอบ  (คืออะไร   ?) วายเอ็น ข้อมูลอ้างอิงในกล่องข้อมูล

โพรพิลีนออกไซด์เป็นอีพอกไซด์ที่มีสูตรโมเลกุล C₃H₆O _{ของเหลว}ใสไม่มีสี ระเหยง่ายมีกลิ่นคล้ายอีเทอร์ผลิตในระดับอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ การใช้งานหลักคือการใช้ในการผลิตโพลีอีเทอร์โพลีออล เพื่อ _ใช้ในการผลิตพลาสติกโพ ลียูรีเทน เป็น อีพอกไซด์แบบไครัลแม้ว่าจะนิยมใช้ในรูปของสารผสมราเซมิกก็ตาม

สารประกอบนี้บางครั้งเรียกว่า1,2-โพรพิลีนออกไซด์เพื่อแยกความแตกต่างจากไอโซเมอร์ ของมัน คือ 1,3-โพรพิลีนออกไซด์ ซึ่งเป็นที่รู้จักกันดีในชื่อออกซีเทน

การผลิตโพรพิลีนออกไซด์ในระดับอุตสาหกรรมเริ่มต้นจากโพรพิลีน [ ^{8 ] โดย}ทั่วไปมีการใช้สองแนวทาง แนวทางหนึ่งเกี่ยวข้องกับการสร้างคลอโรไฮดรินและอีกแนวทางหนึ่งเกี่ยวข้องกับการออกซิเดชัน^{[ 9 ]}ในปี 2548 ประมาณครึ่งหนึ่งของการผลิตทั่วโลกใช้ เทคโนโลยี คลอโรไฮดรินและอีกครึ่งหนึ่งใช้เส้นทางการออกซิเดชัน ซึ่งแนวทางหลังนี้กำลังมีความสำคัญเพิ่มมากขึ้น^{[ 10 ]}

กระบวนการแบบดั้งเดิมเริ่มต้นด้วยการเปลี่ยนโพรพิลีนให้เป็นโพรพิลีนคลอโรไฮดรินตามแผนภาพแบบง่ายดังต่อไปนี้:

จากนั้นสารผสมระหว่าง 1-คลอโร-2-โพรพานอลและ 2-คลอโร-1-โพรพานอลจะเกิดปฏิกิริยาการสร้างวงภายในตัวอย่างเช่น:

ปูนขาว ( แคลเซียมไฮดรอกไซด์ ) มักถูกนำมาใช้เพื่อดูดซับกรดไฮโดรคลอ ริก (HCl )

อีกวิธีหนึ่งที่ใช้กันทั่วไปในการผลิตโพรพิลีนออกไซด์คือการออกซิเดชันของโพรพิลีนด้วยเปอร์ออกไซด์อินทรีย์ปฏิกิริยาเป็นไปตามอัตราส่วนทางเคมีดังนี้:

CH ₃ CH=CH ₂ + RO ₂ H → CH ₃ CH CH ₂ O + ROH

กระบวนการนี้ดำเนินการโดยใช้ไฮโดรเปอร์ออกไซด์ สี่ชนิด : ^{[ 10 ]}

• ในกระบวนการ Halcon นั้น t - Butyl hydroperoxideได้มาจากปฏิกิริยาออกซิเดชันของไอโซบิวเทนซึ่งให้ผลผลิตเป็นt -butanolผลิตภัณฑ์ร่วมนี้สามารถทำให้เกิดการขาดน้ำกลายเป็นไอโซบิวทีน และแปลงเป็นMTBEซึ่งเป็นสารเติมแต่งสำหรับน้ำมันเบนซินได้
• เอทิลเบนซีนไฮโดรเปอร์ออกไซด์ได้มาจากปฏิกิริยาออกซิเดชันของเอทิลเบนซีนซึ่งให้ผลผลิตเป็น 1-ฟีนิลเอทานอล ผลิตภัณฑ์ร่วมนี้สามารถทำให้เกิดปฏิกิริยาการกำจัดน้ำเพื่อให้ได้สไตรีน ซึ่งเป็นโมโนเมอร์ที่มีประโยชน์
• คิวมีนไฮโดรเปอร์ออกไซด์ได้มาจากการออกซิเดชันของคิวมีน (ไอโซโพรพิลเบนซีน) ซึ่งให้คิวมิลแอลกอฮอล์ สามารถนำผลิตภัณฑ์ร่วมนี้กลับไปรีไซเคิลเป็นคิวมีนได้ ผ่านการกำจัดน้ำและการเติมไฮโดรเจนเทคโนโลยีนี้ได้รับการพัฒนาเชิงพาณิชย์โดย Sumitomo Chemical ^{[ 11 ]}
• ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์เป็นสารออกซิไดซ์ในกระบวนการเปลี่ยนไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์เป็นโพรพิลีนออกไซด์ (HPPO) โดยมีซิลิกาไลต์ ที่เจือด้วยไทเทเนียมเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา :

  C ₃ H ₆ + H ₂ O ₂ → C ₃ H ₆ O + H ₂ O

โดยหลักการแล้ว กระบวนการนี้จะผลิตน้ำเป็นผลพลอยได้ เท่านั้น ในทางปฏิบัติ จะมีการสร้างอนุพันธ์ของ PO ที่เปิดวงแหวนบางส่วน^{[ 12 ]}

โพรพิลีนออกไซด์เป็นหน่วยโครงสร้างไครัลที่มีจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ในรูปแบบเอนันติโอเมอร์ (( R )-(+) และ ( S )-(–)) เอนันติโอเมอร์ที่แยกออกจากกันได้สามารถได้รับผ่าน การแยกจลนศาสตร์ ไฮโดรไลซิส ของวัสดุราเซมิกโดยใช้ Co(III)-salen เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา^{[ 13 ]}

เช่นเดียวกับอีพอกไซด์อื่นๆ PO เกิดปฏิกิริยาเปิดวงแหวน เมื่อทำปฏิกิริยากับน้ำจะได้โพรพิลีนไกลคอล เมื่อทำปฏิกิริยากับแอลกอฮอล์จะเกิดปฏิกิริยาที่เรียกว่าไฮดรอกซีโพรพิ เลชัน ซึ่งคล้ายกับเอทอกซีเลชันสารรีเอเจนต์กรินยาร์ดจะทำปฏิกิริยากับโพรพิลีนออกไซด์เพื่อให้ได้แอลกอฮอล์ทุติยภูมิ

ปฏิกิริยาอื่นๆ ของโพรพิลีนออกไซด์ ได้แก่: ^{[ 14 ]}

• ปฏิกิริยากับอะลูมิเนียมออกไซด์ที่อุณหภูมิ 250–260 °C จะได้โพรพิโอนัลดีไฮด์ และ อะซิโตนเล็กน้อย
• ปฏิกิริยากับซิลเวอร์(I)ออกไซด์จะทำให้เกิดกรดอะซิติก
• ปฏิกิริยาระหว่างโซเดียม-ปรอทอะมัลกัมกับน้ำจะให้ผลผลิตเป็นไอโซโพรพานอล

โพรพิลีนออกไซด์ประมาณ 60 ถึง 70% จะถูกแปลงเป็นโพลีอีเทอร์โพลีออลโดยกระบวนการที่เรียกว่าอัลคอกซิเลชัน [ ^{15 ] โพ} ลีออลเหล่านี้เป็นส่วนประกอบสำคัญในการผลิตพลาสติกโพลียู รีเทน ^{[ 16 ]} ประมาณ 20% ของโพรพิลีนออกไซด์จะถูกไฮโดรไลซ์เป็นโพรพิลีนไกลคอลผ่านกระบวนการที่เร่งด้วยตัวเร่งปฏิกิริยา ที่เป็นกรดหรือเบส ผลิตภัณฑ์หลักอีกอย่างหนึ่งคือ โพรพิลี น คาร์บอเนต

สำนักงานคณะกรรมการอาหารและยาของสหรัฐอเมริกาได้อนุมัติการใช้โพรพิลีนออกไซด์เพื่อพาสเจอร์ไรซ์อัลมอนด์ ดิบ ตั้งแต่วันที่ 1 กันยายน พ.ศ. 2550 เพื่อตอบสนองต่อเหตุการณ์การปนเปื้อนของเชื้อซัลโมเนลลาในสวนผลไม้เชิงพาณิชย์ 2 ครั้ง โดยครั้งหนึ่งเกิดขึ้นในแคนาดาและอีกครั้งในสหรัฐอเมริกา^{[ 17 ] [ 18 ]} ถั่ว พิสตาชิโอยังสามารถใช้โพรพิลีนออกไซด์เพื่อควบคุมเชื้อซัลโมเนลลาได้ อีกด้วย

โพรพิลีนออกไซด์มักใช้ในการเตรียมตัวอย่างทางชีวภาพสำหรับการศึกษาด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนเพื่อกำจัดเอทานอล ที่ตกค้าง จากการกำจัดน้ำในขั้นตอนก่อนหน้า โดยทั่วไปแล้ว ตัวอย่างจะถูกแช่ในส่วนผสมของเอทานอลและโพรพิลีนออกไซด์ในปริมาตรเท่ากันเป็นเวลา 5 นาที จากนั้นแช่ในโพรพิลีนออกไซด์บริสุทธิ์อีก 4 ครั้ง ครั้งละ 10 นาที

บางครั้งโพรพิลีนออกไซด์ถูกใช้ในกระสุนเทอร์โมบาริกเป็นเชื้อเพลิงในวัตถุระเบิดเชื้อเพลิง-อากาศ นอกจากความเสียหายจากการระเบิดจากคลื่นระเบิดแล้ว โพรพิลีนออกไซด์ที่ยังไม่ระเบิดยังสามารถก่อให้เกิดผลกระทบเพิ่มเติมจากความเป็นพิษโดยตรงได้อีก ด้วย ^{[ 19 ]}

โพรพิลีนออกไซด์เป็นสารพิษเฉียบพลันและเป็นสารก่อมะเร็งการสัมผัสแบบเฉียบพลันทำให้เกิดการระคายเคืองทางเดินหายใจ ซึ่งในที่สุดอาจนำไปสู่การเสียชีวิต^{[ 20 ]}อาการของความเป็นพิษหลังจากการสัมผัสแบบเฉียบพลัน ได้แก่น้ำลายไหลน้ำตาไหล น้ำมูกไหล หายใจหอบ ง่วงซึมและเฉื่อยชาอ่อนแรง และเสียการทรงตัว โพรพิลีนออกไซด์ยังเป็นพิษต่อระบบประสาทในหนู และคาดว่าในมนุษย์ ด้วย ^{[ 21 ]}โพรพิลีนออกไซด์ทำปฏิกิริยาอัลคิเลตกับ DNAและถือว่าเป็นสารก่อกลายพันธุ์ทั้งในสัตว์และมนุษย์^{[ 22 ] [ 23 ] [ 24 ]}หนูตั้งครรภ์ที่สัมผัสกับโพรพิลีนออกไซด์ 500 ppm เป็นเวลาน้อยกว่า 8 ชั่วโมง ให้กำเนิดลูกที่มีความผิดปกติอย่างมีนัยสำคัญและน้ำหนักต่ำกว่าเกณฑ์ การสัมผัสในลักษณะเดียวกันนี้ยังแสดงให้เห็นว่าลดความสามารถในการสืบพันธุ์ของสัตว์ด้วย^{[ 25 ]}ด้วยเหตุนี้ จึงเป็นสารก่อมะเร็งในสัตว์ที่เป็นที่รู้จัก^{[ 26 ]}และเป็นสารก่อมะเร็งในมนุษย์ที่อาจเกิดขึ้นได้ และรวมอยู่ในรายชื่อสารก่อมะเร็งกลุ่ม 2B ของ IARC ^{[ 27 ]}

โพรพิลีนออกไซด์เป็นของเหลวไวไฟอย่างยิ่ง และไอระเหยของมันสามารถก่อตัวเป็นส่วนผสมที่ระเบิดได้กับอากาศที่ความเข้มข้นต่ำเพียง 2.3% ( ขีดจำกัดการระเบิดต่ำสุด ) ^{[ 25 ]}ไอระเหยของโพรพิลีนออกไซด์มีความหนาแน่นเป็นสองเท่าของอากาศเมื่อสัมผัสกับบรรยากาศเปิด ไอระเหยสามารถสะสมในพื้นที่ต่ำในขณะที่กระจายออกไปในระยะทางไกลและไปถึงแหล่งกำเนิดประกายไฟ ทำให้เกิดการย้อนกลับหรือการระเบิด^{[ 25 ] [ 28 ]}เมื่อได้รับความร้อน โพรพิลีนออกไซด์สามารถเกิดปฏิกิริยาพอลิ เมอไรเซชัน และสลายตัวได้อย่างรวดเร็ว ทำให้เกิดก๊าซพิษอื่นๆ เช่นคาร์บอนมอนอกไซด์และอนุมูลอิสระต่างๆ[ 29 ^{] [ 25 ]ไฟไหม้}โพรพิลีนออกไซด์เป็นอันตรายอย่างยิ่งและยากต่อการดับสำหรับนักดับเพลิง ในกรณีเกิดไฟไหม้ ควรทำให้ถังโพรพิลีนออกไซด์ที่ปิดผนึกเย็นลงด้วยสายยางดับเพลิงเพื่อป้องกันการระเบิดจากปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชัน^{[ 25 ]}อย่างไรก็ตาม เมื่อเผาไหม้ในอากาศเปิด น้ำสามารถพัดพาโพรพิลีนออกไซด์ออกไปนอกเขตไฟไหม้ ซึ่งสามารถลุกไหม้ขึ้นอีกครั้งเมื่อลอยขึ้นสู่ผิวน้ำ ควรใช้มาตรการดับเพลิงเพิ่มเติมเพื่อป้องกันไม่ให้โพรพิลีนออกไซด์ไหลลงสู่ท่อระบายน้ำและท่อน้ำเสียที่อยู่ใกล้เคียงและปนเปื้อนสิ่งแวดล้อมโดยรอบ^{[ 30 ] [ 25 ]}

ในปี 2016 มีรายงานว่าตรวจพบโพรพิลีนออกไซด์ในSagittarius B2ซึ่งเป็นกลุ่มก๊าซในทางช้างเผือกที่มีมวล 3 ล้านเท่าของมวลของดวง อาทิตย์ นับเป็น โมเลกุล ไครัล ตัวแรก ที่ตรวจพบในอวกาศ แม้ว่าจะไม่มีส่วนเกินของเอนันติโอเมอร์ก็ตาม^{[ 31 ]}

• Haynes WM, บรรณาธิการ (2011). คู่มือเคมีและฟิสิกส์ CRC (ฉบับที่ 92). โบคา ราตัน, ฟลอริดา: สำนักพิมพ์ CRC . ISBN 1-4398-5511-0.

• หน้าเว็บสำหรับ C3H6O
• โพรพิลีนออกไซด์ที่สำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมแห่งสหรัฐอเมริกา
• โพรพิลีนออกไซด์ – ข้อมูลผลิตภัณฑ์เคมี: คุณสมบัติ การผลิต การใช้งาน
• โพรพิลีนออกไซด์ที่เว็บไซต์เครือข่ายการถ่ายทอดเทคโนโลยีเกี่ยวกับสารพิษในอากาศ
• คู่มือพกพาเกี่ยวกับอันตรายจากสารเคมีของ CDC – NIOSH