stringtranslate.com

Дихлорметан

Дихлорметан ( DCM , метиленхлорид или метиленбихлорид ) — это хлорорганическое соединение с формулой CH2Cl2 . Эта бесцветная, летучая жидкость со сладким запахом , похожим на запах хлороформа , широко используется в качестве растворителя . Хотя он не смешивается с водой, он слегка полярный и смешивается со многими органическими растворителями . [12]

Происшествие

Естественные источники дихлорметана включают океанические источники, макроводоросли , водно-болотные угодья и вулканы. [13] Однако большая часть дихлорметана в окружающей среде является результатом промышленных выбросов. [13]

Производство

DCM производится путем обработки хлорметана или метана газообразным хлором при температуре 400–500 °C. При этих температурах и метан, и хлорметан подвергаются серии реакций, производя все больше хлорированных продуктов. Таким образом, в 1993 году в США, Европе и Японии было произведено около 400 000 тонн. [ 12]

СН4 + Cl2 → СН3Cl + HCl​​​​
СН3Сl + Сl2 → СН2Сl2 + HCl​​
CH2Cl2 + Cl2 → CHCl3 + HCl​​​
CHCl3 + Cl2 → CCl4 + HCl​

Выходом этих процессов является смесь хлорметана, дихлорметана, хлороформа и четыреххлористого углерода , а также побочный продукт — хлористый водород. Эти соединения разделяются путем перегонки .

DCM был впервые получен в 1839 году французским химиком Анри Виктором Реньо (1810–1878), который выделил его из смеси хлорметана и хлора , подвергшейся воздействию солнечного света . [14]

Использует

Летучесть DCM и его способность растворять широкий спектр органических соединений делают его полезным растворителем для многих химических процессов. [12] В пищевой промышленности он используется для удаления кофеина из кофе и чая , а также для приготовления экстрактов хмеля и других ароматизаторов . [15] [16] Его летучесть привела к его использованию в качестве пропеллента для аэрозольных спреев и в качестве вспенивающего агента для полиуретановых пен .

Специализированное использование

Спектр поглощения дихлорметана в ближнем ИК-диапазоне, демонстрирующий сложные перекрывающиеся обертоны особенностей поглощения в среднем ИК-диапазоне

Низкая температура кипения химического соединения позволяет химикату функционировать в тепловом двигателе , который может извлекать механическую энергию из небольших разниц температур. Примером теплового двигателя DCM является пьющая птица . Игрушка работает при комнатной температуре. [17] Она также используется в качестве жидкости в дисплеях музыкальных автоматов и праздничных пузырьковых огнях , которые имеют цветную пузырьковую трубку над лампой в качестве источника тепла и небольшое количество каменной соли для обеспечения тепловой массы и места зародышеобразования для растворителя с изменяющейся фазой.

DCM химически сваривает некоторые виды пластика. Например, он используется для герметизации корпуса электросчетчиков. Часто продается как основной компонент клеев для сварки пластика , а также широко используется любителями моделирования для соединения пластиковых компонентов. Его обычно называют «Di-clo».

Используется в швейной промышленности для удаления термотрансферных изображений с одежды.

DCM используется в области испытаний материалов в гражданском строительстве ; в частности, он используется во время испытаний битумных материалов в качестве растворителя для отделения связующего от заполнителя асфальта или щебня , чтобы обеспечить возможность испытания материалов. [18]

Было обнаружено, что дихлорметановый экстракт Asparagopsis taxiformis , водорослей, используемых в качестве корма для крупного рогатого скота, снижает выбросы метана на 79% [19] .

Он использовался в качестве основного компонента различных средств для удаления краски и лака, хотя в настоящее время его использование ограничено в ЕС, и во многих подобных продуктах теперь используется бензиловый спирт как более безопасная альтернатива.

Химические реакции

Дихлорметан широко используется в качестве растворителя отчасти потому, что он относительно инертен. Однако он участвует в реакциях с некоторыми сильными нуклеофилами. Трет-бутиллитий депротонирует DCM: [20]

H 2 CCl 2 + RLi → HCCl 2 Li + RH

Метиллитий реагирует с метиленхлоридом, образуя хлорокарбен : [ требуется ссылка ]

CH2Cl2 + CH3Li → CHCl + CH4 + LiCl

Хотя DCM является обычным растворителем в лабораториях органической химии и обычно считается инертным, он реагирует с некоторыми аминами и триазолами. [21] Третичные амины могут реагировать с DCM с образованием четвертичных хлорметилхлоридных солей посредством реакции Меншуткина . [22] Вторичные амины могут реагировать с DCM с образованием равновесия хлоридов иминия и хлорметилхлоридов, которые могут реагировать со вторым эквивалентом вторичного амина с образованием аминалей . [ 23] При повышенных температурах пиридины , включая DMAP , реагируют с DCM с образованием дихлоридов метиленбиспиридиния. [24] Гидроксибензотриазол и родственные реагенты, используемые в пептидной связи, реагируют с DCM в присутствии триэтиламина , образуя ацетали . [25]

Токсичность

Серьёзные риски для здоровья связаны с DCM, несмотря на то, что он является одним из наименее токсичных простых хлоруглеводородов . Его высокая летучесть делает его опасным при вдыхании. [26] [27] Он также может всасываться через кожу. [1] [28] Симптомы острого передозировки дихлорметана при вдыхании включают трудности с концентрацией внимания, головокружение , усталость , тошноту , головные боли , онемение, слабость и раздражение верхних дыхательных путей и глаз . Более серьёзные последствия могут включать удушье , потерю сознания , кому и смерть. [1] [28]

DCM также метаболизируется в окись углерода , что может привести к отравлению окисью углерода . [29] Острое воздействие при вдыхании привело к оптической нейропатии [30] и гепатиту . [31] Длительный контакт с кожей может привести к растворению DCM некоторых жировых тканей в коже, что приведет к раздражению кожи или химическим ожогам . [32]

Он может быть канцерогенным , так как его связывали с раком легких , печени и поджелудочной железы у лабораторных животных. [33] Другие исследования на животных показали рак груди и рак слюнных желез . Исследования пока не ясно, какие уровни могут быть канцерогенными для человека. [1] [28] DCM проникает через плаценту, но токсичность для плода у женщин, которые подвергались его воздействию во время беременности, не была доказана. [34] В экспериментах на животных он был фетотоксичным в дозах, которые были токсичны для матери, но никаких тератогенных эффектов не наблюдалось. [33]

У людей с уже имеющимися проблемами с сердцем воздействие DCM может вызвать аномальные сердечные ритмы и/или сердечные приступы , иногда без каких-либо других симптомов передозировки. [28] У людей с имеющимися проблемами с печенью , нервной системой или кожей может ухудшиться состояние после воздействия метиленхлорида. [9]

Регулирование

Во многих странах продукты, содержащие DCM, должны иметь этикетки, предупреждающие о его рисках для здоровья. Опасения по поводу его воздействия на здоровье привели к поиску альтернатив во многих его применениях. [12] [35]

В Европейском союзе Научный комитет по предельным значениям профессионального воздействия (SCOEL) рекомендует предел профессионального воздействия для DCM в размере 100 ppm (средневзвешенное по времени значение за 8 часов) и предел краткосрочного воздействия в размере 200 ppm в течение 15-минутного периода. [36] В 2009 году Европейский парламент проголосовал за запрет использования DCM в средствах для снятия краски для потребителей и многих профессионалов, [37] запрет вступил в силу в декабре 2010 года. [38]

В феврале 2013 года Управление по охране труда США (OSHA) и Национальный институт охраны труда предупредили, что по крайней мере 14 рабочих по отделке ванн умерли с 2000 года от воздействия DCM. Эти рабочие работали в одиночку, в плохо проветриваемых ванных комнатах, с ненадлежащей или отсутствующей защитой органов дыхания и без обучения об опасностях DCM. [9] [28] [39] С тех пор OSHA выпустила стандарт DCM. [40]

15 марта 2019 года Агентство по охране окружающей среды США (EPA) выпустило окончательное правило, запрещающее производство (включая импорт и экспорт), переработку и распространение DCM во всех средствах для удаления краски для потребительского использования, вступающее в силу через 180 дней. Однако оно не распространяется на другие продукты, содержащие DCM, включая многие потребительские товары, не предназначенные для удаления краски. 20 апреля 2023 года EPA предложило широкомасштабный запрет на производство DCM с некоторыми исключениями для военного и промышленного использования. [41] 30 апреля 2024 года EPA окончательно утвердило запрет на большинство коммерческих видов использования DCM, который в основном запретил его применение для удаления краски и обезжиривания поверхностей, но разрешил некоторые оставшиеся коммерческие виды применения, такие как химическое производство. [42]

Воздействие на окружающую среду

CH 2 Cl 2 измеряется в ходе Advanced Global Atmospheric Gases Experiment (AGAGE) в нижних слоях атмосферы ( тропосфере ) на станциях по всему миру. Содержание дано в виде среднемесячных молярных долей без загрязнения в частях на триллион .

Дихлорметан не классифицируется как вещество, разрушающее озоновый слой, Монреальским протоколом . [43] Закон США о чистом воздухе не регулирует дихлорметан как разрушающее озоновый слой вещество . [44] Дихлорметан был классифицирован как очень короткоживущее вещество (VSLS). Несмотря на их короткое время жизни в атмосфере, менее 0,5 года, VSLS могут способствовать разрушению стратосферного озона, особенно если они выбрасываются в регионах, где происходит быстрый перенос в стратосферу. [45] В последние годы содержание дихлорметана в атмосфере увеличивается.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abcdefgh Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям. "#0414". Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  2. ^ Хейнс, Уильям М., ред. (2011). CRC Handbook of Chemistry and Physics (92-е изд.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press . стр. 3.164. ISBN 1-4398-5511-0.
  3. ^ abcd Свойства дихлорметана. chemister.ru
  4. ^ abcd CID 6344 из PubChem
  5. ^ "Дихлорметан_msds".
  6. ^ abcde Метиленхлорид в Linstrom, Peter J.; Mallard, William G. (ред.); NIST Chemistry WebBook, NIST Standard Reference Database Number 69 , Национальный институт стандартов и технологий, Гейтерсберг (Мэриленд) (получено 26 мая 2014 г.)
  7. ^ ab Sigma-Aldrich Co. , Дихлорметан. Получено 26.05.2014.
  8. ^ "Измерение в реальном времени смесей, содержащих дихлорметан" (PDF) . Лаборатория охраны труда и техники безопасности . Получено 5 августа 2015 г. .
  9. ^ abc "Опасности метиленхлорида для отделочников ванн". OSHA-NIOSH Предупреждение об опасности 2013-110 . OSHA и NIOSH . Получено 22 января 2015 г. .
  10. ^ ab "метиленхлорид". Концентрации, представляющие немедленную опасность для жизни или здоровья (IDLH) . Национальный институт охраны труда (NIOSH).
  11. ^ Анвиса (31 марта 2023 г.). «RDC № 784 - Listas de Substâncias Entorpecentes, Psicotrópicas, Precursoras e Outras sob Controle Especial» [Постановление Коллегиального совета № 784 - Списки наркотических, психотропных веществ, прекурсоров и других веществ, находящихся под особым контролем] (на бразильском португальском языке). Diário Oficial da União (опубликовано 4 апреля 2023 г.). Архивировано из оригинала 3 августа 2023 г. Проверено 16 августа 2023 г.
  12. ^ abcd Россберг, М. и др. (2006) «Хлорированные углеводороды» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана, Wiley-VCH, Вайнхайм. doi :10.1002/14356007.a06_233.pub2.
  13. ^ ab Gribble, Gordon W. (2009). Природные галогенорганические соединения . Springer. ISBN 978-3211993248.
  14. ^ Реньо, В. (1839) «De l'action du chrome sur les éthers гидрохлоридов de l'alcool et de l'esprit de bois, et de plusieurs Points de la theorie des éthers» (О действии хлора на соляную кислоту). эфиры этанола и метанола и о некоторых пунктах теории эфиров), Annales de chimie et physique , серия 2, 71  : 353–431; см. особенно: «Seconde party. De l'action du chrome sur l'éther Hydrolorique de l'esprit de bois» (Часть вторая. О действии хлора на соляной эфир метанола [т. е. хлорметана]), стр. 377– 380. Реньо дает дихлорметану название éther hydrochlorique monochloruré (монохлорированный хлористоводородный эфир). Примечание: Реньо дает эмпирическую формулу дихлорметана как C 2 H 4 Cl 4 , потому что в ту эпоху химики использовали неправильные атомные массы.
    Перепечатано на немецком языке в:
    • Реньо, В. (1840). «Ueber die Einwirkung des Chlors auf die Chlorwasserstoffäther des Alkohols und Holzgeistes und über mehrere Punkte der Aethertheorie». Аннален дер Химии и Фармации . 33 (3): 310–334. дои : 10.1002/jlac.18400330306.См. стр. 328.
    • Реньо, В. (1840). «Ueber die Wirkung des Chlors auf den Chlorwasserstoffäther des Alkohols und des Holzgeistes, так что wie über mehrere Puncte der Aethertheorie». Журнал практической химии . 19 : 193–218. дои : 10.1002/prac.18400190134.См. стр. 210.
  15. ^ Управление по оценке рисков для здоровья окружающей среды (сентябрь 2000 г.). «Дихлорметан» (PDF) . Цели общественного здравоохранения в отношении химических веществ в питьевой воде . Агентство по охране окружающей среды Калифорнии . Получено 5 июня 2016 г.[ постоянная мертвая ссылка ]
  16. ^ James2014-04-09T00:00:00+01:00, Эмили. "Дихлорметан". Мир химии .{{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  17. ^ Перельман, Яков (1972) [1936]. Физика для развлечения. Т. 2. Hyperion Books. С. 175–178. ISBN 978-1401309213.[1] [2]
  18. ^ Shell Bitumen (2003-09-25). Справочник Shell Bitumen. Томас Телфорд. ISBN 978-0-7277-3220-0.
  19. ^ Мачадо, Лоренна; Магнуссон, Мари; Пол, Николас; Томкинс, Найджел (2016). «Идентификация биоактивных веществ из красной морской водоросли Asparagopsis taxiformis, которые способствуют антиметаногенной активности in vitro». Журнал прикладной физиологии . 28 (5): 3117–3126. Bibcode : 2016JAPco..28.3117M. doi : 10.1007/s10811-016-0830-7 .
  20. ^ Мэттесон, Дональд С.; Маджумдар, Дебеш (1983). «Гомологация эфиров бороновой кислоты в .альфа.-хлорэстеры бороновой кислоты». Металлоорганические соединения . 2 (11): 1529–1535. doi :10.1021/om50005a008.
  21. ^ Миллс, Джон Э.; Марьянофф, Синтия А.; Косгроув, Робин М.; Скотт, Лоррейн; МакКомси, Дэвид Ф. (1984). «Реакция аминов с метиленхлоридом. Краткий обзор». Organic Preparations and Procedures International . 16 (2): 97–114. doi :10.1080/00304948409356172. ISSN  0030-4948.
  22. ^ Данлап, Ли Э.; Олсон, Дэвид Э. (2018-05-31). «Реакция N, N-диметилтриптамина с дихлорметаном в обычных экспериментальных условиях». ACS Omega . 3 (5): 4968–4973. doi :10.1021/acsomega.8b00507. ISSN  2470-1343. PMC 5981293. PMID  29876537 . 
  23. ^ Миллс, Джон Э.; Марьянофф, Синтия А.; МакКомси, Дэвид Ф.; Станционе, Робин К.; Скотт, Лоррейн (1987). «Реакция аминов с метиленхлоридом. Доказательства быстрого образования аминалей из хлорида N-метиленпирролидиния и пирролидина». Журнал органической химии . 52 (9): 1857–1859. doi :10.1021/jo00385a038. ISSN  0022-3263.
  24. ^ Рудин, Александр Б.; Уолтер, Майкл Г.; Вамсер, Карл К. (2010-06-18). «Реакция дихлорметана с производными пиридина в условиях окружающей среды». Журнал органической химии . 75 (12): 4292–4295. doi :10.1021/jo100276m. ISSN  0022-3263. PMID  20469919.
  25. ^ Цзи, Цзянь-го; Чжан, Дэи; Е, Юнь-хуа; Син, Ци-и (1998). «Исследования реакций HOBt, HOOBt, HOSu с дихлоралкановыми растворителями». Буквы тетраэдра . 39 (36): 6515–6516. дои : 10.1016/S0040-4039(98)01406-3.
  26. ^ Rioux JP, Myers RA (1988). «Отравление метиленхлоридом: парадигматический обзор». J Emerg Med . 6 (3): 227–238. doi :10.1016/0736-4679(88)90330-7. PMID  3049777.
  27. ^ CDC (2012). «Смертельное воздействие метиленхлорида среди ремонтников ванн — США, 2000–2011». MMWR . 61 (7): 119–122. PMID  22357403.
  28. ^ abcde Hall, Ronald M. (4 февраля 2013 г.). «Опасности повторной отделки ванн». Национальный институт охраны труда и здоровья . Получено 21 января 2015 г.
  29. ^ Fagin J, Bradley J, Williams D (1980). «Отравление угарным газом вследствие вдыхания метиленхлорида». Br Med J . 281 (6253): 1461. doi :10.1136/bmj.281.6253.1461. PMC 1714874 . PMID  7437838. 
  30. ^ Кобаяши А, Андо А, Тагами Н, Китагава М, Каваи Э, Акиока М, Араи Э, Накатани Т, Накано С, Мацуи Ю, Мацумура М (2008). «Тяжелая оптическая невропатия, вызванная вдыханием дихлорметана». J Ocul Pharmacol и Ther . 24 (6): 607–612. дои : 10.1089/jop.2007.0100. ПМИД  19049266.
  31. ^ Cordes DH, Brown WD, Quinn KM (1988). «Химически индуцированный гепатит после вдыхания органических растворителей». West J Med . 148 (4): 458–460. PMC 1026148. PMID  3388849 . 
  32. ^ Уэллс ГГ, Уолдрон HA (1984). «Ожоги от метиленхлорида». Br J Ind Med . 41 (3): 420. doi :10.1136/oem.41.3.420. PMC 1009322. PMID  6743591 . 
  33. ^ ab USDHHS. "Токсикологический профиль метиленхлорида" (PDF) . Получено 2006-09-10 .
  34. ^ Bell BP, Franks P, Hildreth N, Melius J (1991). «Воздействие метиленхлорида и вес при рождении в округе Монро, штат Нью-Йорк». Environ Res . 55 (1): 31–9. Bibcode : 1991ER.....55...31B. doi : 10.1016/S0013-9351(05)80138-0. PMID  1855488.
  35. ^ "Краткое изложение правил, контролирующих выбросы в атмосферу при удалении краски и нанесении различных покрытий на поверхность" (PDF) . NESHAP (Подраздел HHHHHH) . Агентство по охране окружающей среды США. Апрель 2008 г. Архивировано из оригинала (PDF) 2016-11-23.
  36. ^ Рекомендация Научного комитета по предельным значениям профессионального воздействия метиленхлорида (дихлорметана) (PDF) . Европейское химическое агентство (отчет). Июнь 2009 г. Получено 2023-09-07 .
  37. ^ "ЕС запрещает большинство растворителей для краски DCM". PaintSquare News . 2012-03-09 . Получено 2023-09-07 .
  38. ^ "РЕГЛАМЕНТ КОМИССИИ (ЕС) № 276/2010 (Официальный журнал Европейского Союза, L 86/7)". 2010-04-01 . Получено 2012-02-07 .
  39. ^ OSHA QuickTakes, 1 февраля 2013 г.;
  40. ^ Метиленхлорид. Управление по охране труда и технике безопасности. osha.gov
  41. ^ «EPA предлагает запретить все виды потребительского, большинства промышленных и коммерческих видов использования метиленхлорида для защиты общественного здоровья». 2023-04-20.
  42. ^ «Администрация Байдена-Харриса завершает запрет на большинство видов использования метиленхлорида, защищая рабочих и население от смертельного воздействия». 2024-04-30.
  43. ^ Агентство по охране окружающей среды США (2015-07-17). "Вещества, разрушающие озоновый слой" . Получено 20 апреля 2018 г.
  44. ^ Агентство по охране окружающей среды США (октябрь 1995 г.). «Вопросы и ответы по растворителям, разрушающим озоновый слой, и их заменителям» . Получено 20 апреля 2018 г.
  45. ^ Всемирная метеорологическая организация, Программа ООН по окружающей среде (15 апреля 2020 г.). «Научная оценка разрушения озонового слоя: 2018 г.». Архивировано из оригинала 18 декабря 2023 г.

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме Дихлорметан .