El cloropreno es el nombre común del 2-clorobuta-1,3-dieno ( nombre IUPAC ) con la fórmula química CH 2 = CCl − CH = CH 2. [3] El cloropreno es un líquido volátil incoloro, utilizado casi exclusivamente como monómero para la producción del polímero policloropreno , un tipo de caucho sintético . El policloropreno es más conocido como neopreno , el nombre comercial dado por DuPont .
Nombres | |||
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Nombre IUPAC preferido 2-clorobuta-1,3-dieno | |||
Otros nombres Cloropreno, 2-cloro-1,3-butadieno, clorobutadieno, β-cloropreno | |||
Identificadores | |||
Modelo 3D ( JSmol ) | |||
741875 | |||
CHEBI | |||
CHEMBL | |||
ChemSpider | |||
Tarjeta de información ECHA | 100.004.381 | ||
Número CE |
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277888 | |||
KEGG | |||
PubChem CID | |||
Número RTECS |
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UNII | |||
un numero | 1991 | ||
Tablero CompTox ( EPA ) | |||
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Propiedades | |||
C 4 H 5 Cl | |||
Masa molar | 88,5365 g / mol | ||
Apariencia | Líquido incoloro | ||
Olor | picante, parecido al éter | ||
Densidad | 0,9598 g / cm 3 | ||
Punto de fusion | −130 ° C (−202 ° F; 143 K) | ||
Punto de ebullición | 59,4 ° C (138,9 ° F; 332,5 K) | ||
0,026 g / 100 ml | |||
Solubilidad | soluble en alcohol , éter dietílico miscible en éter etílico , acetona , benceno | ||
Presión de vapor | 188 mmHg (20 ° C) [1] | ||
Índice de refracción ( n D ) | 1.4583 | ||
Peligros | |||
Principales peligros | Altamente inflamable, irritante, tóxico. | ||
Pictogramas GHS | |||
Palabra de señal GHS | Peligro | ||
Declaraciones de peligro GHS | H225 , H302 , H315 , H319 , H332 , H335 , H350 , H373 | ||
Consejos de prudencia del SGA | P201 , P202 , P210 , P233 , P240 , P241 , P242 , P243 , P260 , P261 , P264 , P270 , P271 , P280 , P281 , P301 + 312 , P302 + 352 , P303 + 361 + 353 , P304 + 312 , P304 + 340 , P305 + 351 + 338 , P308 + 313 , P312 , P314 , P321 | ||
NFPA 704 (diamante de fuego) | 2 3 0 | ||
punto de inflamabilidad | -15,6 ° C (3,9 ° F; 257,5 K) | ||
Límites explosivos | 1,9% -11,3% [1] | ||
Dosis o concentración letal (LD, LC): | |||
LD 50 ( dosis media ) | 450 mg / kg (rata, oral) | ||
LC 50 ( concentración media ) | 3207 ppm (rata, 4 h) [2] | ||
LC Lo ( menor publicado ) | 1052 ppm (conejo, 8 h) 350 ppm (gato, 8 h) [2] | ||
NIOSH (límites de exposición a la salud de EE. UU.): | |||
PEL (permitido) | TWA 25 ppm (90 mg / m 3 ) [piel] [1] | ||
REL (recomendado) | Ca C 1 ppm (3,6 mg / m 3 ) [15 minutos] [1] | ||
IDLH (peligro inmediato) | 300 ppm [1] | ||
Compuestos relacionados | |||
Dienes relacionados | Isopreno de butadieno | ||
Compuestos relacionados | Cloruro de vinilo | ||
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |||
verificar ( ¿qué es ?) | |||
Referencias de Infobox | |||
Historia
Aunque puede haber sido descubierto antes, el cloropreno fue desarrollado en gran parte por DuPont a principios de la década de 1930, específicamente con la formación del neopreno en mente. [4] Los químicos Elmer K. Bolton , Wallace Carothers , Arnold Collins e Ira Williams están generalmente acreditados con su desarrollo y comercialización, aunque el trabajo se basó en el de Julius Arthur Nieuwland , con quien colaboraron. [5]
Producción
El cloropreno se produce en tres pasos a partir del 1,3- butadieno : (i) cloración , (ii) isomerización de parte de la corriente de producto y (iii) deshidrocloración de 3,4-diclorobut-1-eno.
Se añade cloro al 1,3-butadieno para producir una mezcla de 3,4-diclorobut-1-eno y 1,4-diclorobut-2-eno. El isómero 1,4-dicloro se isomeriza posteriormente a isómero 3,4, que a su vez se trata con una base para inducir la deshidrocloración a 2-clorobuta-1,3-dieno. Esta deshidrohalogenación conlleva la pérdida de un átomo de hidrógeno en la posición 3 y del átomo de cloro en la posición 4, formando así un doble enlace entre los carbonos 3 y 4. En 1983, se produjeron aproximadamente 2.000.000 kg de esta manera. [3] La principal impureza del cloropreno preparado de esta manera es el 1-clorobuta-1,3-dieno, que generalmente se separa por destilación .
Proceso de acetileno
Hasta la década de 1960, la producción de cloropreno estuvo dominada por el "proceso del acetileno", que se inspiró en la síntesis original de vinilacetileno . [4] En este proceso, el acetileno se dimeriza para dar acetileno de vinilo, que luego se combina con cloruro de hidrógeno para producir 4-cloro-1,2-butadieno (un derivado de aleno), que en presencia de cloruro de cobre (I) , se reorganiza en el 2-clorobuta-1,3-dieno objetivo: [3]
Este proceso consume mucha energía y tiene altos costos de inversión. Además, el vinil acetileno intermedio es inestable. Este "proceso de acetileno" ha sido reemplazado por un proceso, que agrega Cl 2 a uno de los dobles enlaces en el 1,3-butadieno , y la eliminación posterior produce en su lugar HCl , así como cloropreno.
Normativas
Transporte
Solo el cloropreno estabilizado se puede transportar en EE. UU.
Seguridad y salud ocupacional
Está en la clase de peligro 3 (líquido inflamable). Su número ONU es 1991 y está en el grupo de embalaje 1.
Peligros
Como una forma de comunicar visualmente los peligros asociados con la exposición al cloropreno, el Sistema Globalmente Armonizado de Clasificación y Etiquetado de Sustancias Químicas ha designado los siguientes peligros para la exposición al cloropreno: inflamable, tóxico, peligroso para el medio ambiente, peligro para la salud e irritante. El cloropreno presenta peligro de incendio (punto de inflamación -4 ° F). [8] OSHA identifica el cloropreno como un líquido inflamable de categoría 2 y enfatiza que al menos un extintor de incendios portátil debe estar a 10 y no más de 25 pies de distancia del área de almacenamiento de líquidos inflamables. [9] OSHA proporciona recursos para tratar líquidos inflamables en plantas industriales que es donde existe la probable exposición al cloropreno (ver recursos externos). Como vapor, el cloropreno es más pesado que el aire.
De acuerdo con el sistema de clasificación de la Asociación Nacional de Protección contra Incendios , el cloropreno está designado con un riesgo para la salud de categoría 2 (incapacitación temporal o lesión residual), un riesgo de incendio de categoría 3 (ignición en presencia de calor moderado) y una reactividad de categoría 1 ( inestable a altas temperaturas y presiones). [10] [11]
La exposición crónica al cloropreno puede tener los siguientes síntomas: anomalías en la función hepática, trastornos del sistema cardiovascular y depresión del sistema inmunológico. [8]
La Agencia de Protección Ambiental designó al cloropreno como probable carcinógeno para los seres humanos según la evidencia de estudios que mostraron una asociación estadísticamente significativa entre la exposición ocupacional al cloropreno y el riesgo de cáncer de pulmón. [12] Ya en 1975, NIOSH había identificado los peligros potenciales para la salud del cloropreno en su boletín citando principalmente dos estudios de cohortes rusos de quienes trabajaban con cloropreno en un entorno ocupacional. [13]
Determinación de peligros
OSHA define la determinación de peligro como "el proceso de evaluar la evidencia científica disponible para determinar si una sustancia química es peligrosa de conformidad con la HCS". Si bien los fabricantes e importadores de productos químicos deben realizar una determinación de peligro, otras empresas pueden realizar voluntariamente una determinación de peligro para garantizar la salud y la seguridad de los trabajadores. Según el marco de determinación de peligros, cualquier producto químico que tenga un peligro físico o para la salud se considera un producto químico peligroso. Los peligros físicos incluyen peligros de incendio, peligros reactivos y peligros de explosión. Los peligros para la salud incluyen efectos sistémicos y efectos sobre órganos diana. El cloropreno está en la lista de OSHA de sustancias reguladas como tóxicas y peligrosas. [14]
En la Unión Europea, el equivalente de determinación de peligro es el reglamento de Registro, Evaluación, Autorización y Restricción de Productos Químicos (REACH) promulgado el 1 de junio de 2007 por la Agencia Europea de Productos Químicos (ECHA). El objetivo de REACH es "mejorar la protección de la salud humana y el medio ambiente frente a los riesgos que pueden plantear los productos químicos, al tiempo que se mejora la competitividad de la industria química de la UE". [15] Si los riesgos de los productos químicos son inmanejables, la ECHA puede prohibir su uso.
Controles de peligro
Varios estudios epidemiológicos e informes toxicológicos proporcionan evidencia de la capacidad del cloropreno para infligir problemas de salud y seguridad ocupacional. Sin embargo, diversas revisiones sobre el grado en que el cloropreno debe ser considerado responsable de los problemas de salud destacan la importancia de una investigación científica sólida. [16] No obstante, las prácticas de salud y seguridad siempre deben implementarse en el lugar de trabajo. Algunas de estas preocupaciones ocupacionales incluyen: limpieza de equipos o desatasco de tuberías recubiertas con cloropreno, inhalación de gases de escape de cloropreno, cloropreno que reacciona espontáneamente con otras sustancias químicas y cloropreno que induce un incendio en el lugar de trabajo. Ante la obstrucción del equipo asociado con el uso ocupacional de cloropreno, los empleadores deben asegurarse de que sus empleados usen el PPE adecuado y establecer controles administrativos para evitar la exposición de la piel y la inhalación de cloropreno. [17] [18] Sólo se ha registrado una muerte como resultado de la intoxicación por cloropreno, que fue el resultado de la limpieza de un recipiente utilizado para el cloropreno. [18]
La principal preocupación ocupacional del cloropreno se limita a las instalaciones que producen cloropreno y utilizan cloropreno para producir caucho sintético, policloropreno. [12] NIOSH desarrolló una lista de acciones para abordar peligros específicos en el lugar de trabajo. Estas acciones están representadas en su diagrama de la " Jerarquía de controles " que se muestra a continuación con los pasos más efectivos en la parte superior y los menos efectivos en la parte inferior.
El alto potencial de vaporización y la inflamabilidad del cloropreno tiene implicaciones importantes para las operaciones de manipulación y almacenamiento en el entorno laboral. El cloropreno debe almacenarse en recipientes cerrados en un área fresca y bien ventilada con una temperatura no superior a 50 grados Fahrenheit. Además, el cloropreno tiene una alta reactividad y debe almacenarse lejos de agentes oxidantes como perclorato, peróxidos, permanganatos, cloratos, nitratos, cloro, bromo y flúor. Deben evitarse todas las actividades que induzcan un riesgo potencial de incendio. Por ejemplo, se debe prohibir fumar, tener llamas abiertas o usar herramientas que produzcan chispas para abrir o cerrar los contenedores de almacenamiento. También se recomienda que se utilicen contenedores de metal conectados a tierra y adheridos para el transporte de cloropreno. [19]
Límites de exposición ocupacional [20]
El organismo legal oficial que desarrolla y hace cumplir los límites de exposición ocupacional (OEL) para garantizar las regulaciones de seguridad y salud en el lugar de trabajo es la Administración de Seguridad y Salud Ocupacional (OSHA) que trabaja bajo el Departamento de Trabajo de EE. UU . Los límites de exposición permisibles (PEL) de OSHA, una guía para exposiciones ocupacionales, fueron adoptados de los valores límite umbral (TLV) de 1968 de la Conferencia Americana de Higienistas Industriales Gubernamentales (ACGIH). [21] Cada año, la ACGIH publica su folleto TLV y BEI que proporciona información actualizada sobre "pautas de exposición ocupacional para más de 700 sustancias químicas y agentes físicos". [22] La literatura científica sobre ciertas exposiciones químicas y físicas ha evolucionado desde 1968, por lo tanto, OSHA reconoce que sus PEL pueden no garantizar la salud y seguridad de los trabajadores. El Instituto Nacional de Salud y Seguridad Ocupacional (NIOSH) del Departamento de Salud y Servicios Humanos de EE. UU. Compensa la rigidez del PEL investigando "toda la información médica, biológica, de ingeniería, química y comercial relevante al peligro" y publicando recomendaciones límites de exposición (REL) basados en su investigación. [21] Por lo tanto, como una forma de garantizar la seguridad y salud de los trabajadores, las siguientes secciones sobre pautas de seguridad y control de peligros considerarán los límites de exposición ocupacional más recientes del folleto TLV y BEI 2018 de ACGIH y el REL de NIOSH.
A continuación se muestra una tabla de límites de exposición ocupacional (OEL) de varias jurisdicciones. En general, los OEL oscilan entre 0,55 ppm y 25 ppm. [23]
Límites de exposición ocupacional al cloropreno [23] | |
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Organización | Concentración |
NIOSH REL | 1 ppm |
ACGIH TLV TWA de 8 horas | 1 ppm |
OSHA PEL TWA de 8 horas | 25 ppm |
Administración de Salud y Seguridad Minera | 25 ppm |
Austria OEL MAK-TMW | 5 ppm |
Bélgica OEL TWA | 10 ppm |
Concentración máxima de OEL en Dinamarca | 1 ppm |
Finlandia OEL TWA | 1 ppm |
Francia OEL VME | 10 ppm |
Hungría OEL TWA | 5 ppm |
Límite de exposición a corto plazo de Islandia OEL (STEL) | 1 ppm |
Corea OEL TWA | 10 ppm |
México OEL TWA | 10 ppm |
Nueva Zelanda OEL TWA | 10 ppm |
Noruega OEL TWA | 1 ppm |
Perú OEL TWA | 10 ppm |
Polonia OEL MAC TWA | 0,55 ppm |
Rusia OEL STEL | 0,55 ppm |
Suecia OEL TWA | 1 ppm |
Suiza OEL MAK-semana | 5 ppm |
Holanda OEL MAC-TGG | 5 ppm |
En el folleto TLV y BEI de 2018 de la ACGIH , el cloropreno se designó con una piel y una notación A2. La designación de la notación de la piel se basa en investigaciones en animales y humanos que han demostrado la capacidad del cloropreno para ser absorbido por la piel. [24] Una designación A2 de la ACGIH significa que la sustancia es un carcinógeno humano sospechoso con el apoyo de datos humanos que se aceptan como de calidad adecuada pero que pueden no ser suficientes para declarar una designación A1 (carcinógeno humano conocido). Además, la base de TLV para estas designaciones se debe a estudios científicos que muestran una asociación entre la exposición al cloropreno y el cáncer de pulmón, el tracto respiratorio superior (URT) y la irritación ocular. [20]
Implicaciones para la salud pública
Dado que el uso de cloropreno se limita a las instalaciones que producen neopreno, los riesgos para la salud ocupacional se aíslan a esas instalaciones. Sin embargo, un control insuficiente de las emisiones de cloropreno puede extender las preocupaciones de salud y seguridad del cloropreno más allá de la instalación y hacia las áreas circundantes. La liberación de cloropreno es predominantemente como contaminante del aire, pero a continuación se analizan otros destinos factibles y el transporte de cloropreno en el medio ambiente.
En la decimocuarta edición del informe del Instituto Nacional de Salud sobre carcinógenos, se destacaron las diferencias de tiempo de vida media entre el cloropreno en el aire, el agua y el suelo. En el aire, el cloropreno “reacciona con radicales hidroxilo generados fotoquímicamente” y tiene una vida media de 18 horas. Las cantidades más pequeñas que se eliminan por reacción con el ozono tienen una vida media de 10 días. En corrientes, se indica que el cloropreno se volatiliza rápidamente con una vida media de 3 horas. Sin embargo, en cuerpos de agua más grandes, como un lago, la vida media del cloropreno es de 4 días. De manera similar a su reacción con el agua, se mencionó que el cloropreno en el suelo se volatiliza desde la superficie. Sin embargo, el informe señaló que el cloropreno tiene el potencial de filtrarse a los suministros de agua subterránea. [25] Debido a su volatilidad y reactividad extrema, la amenaza del cloropreno existe predominantemente como contaminante del aire y no se espera que se bioacumule o persista en el medio ambiente según la Revisión toxicológica del cloropreno de la EPA de EE. UU. [12] Sin embargo, los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC) afirman que el cloropreno, de hecho, tiene el potencial de persistir en el medio ambiente. No obstante, la ruta principal de exposición para animales y humanos es la inhalación, pero puede absorberse a través de la piel o la indigestión. [23]
En diciembre de 2015, la EPA publicó su Evaluación Nacional de Tóxicos en el Aire de 2011 para ayudar a las agencias estatales y locales a priorizar los pasos necesarios para identificar y mitigar las fuentes de contaminación del aire. [26] En este informe, se midió que el cloropreno se estaba liberando de las instalaciones de Pontchartrain de Denka Performance Elastomer ubicadas en LaPlace, Louisiana . La EPA trabajó con el Departamento de Calidad Ambiental de Louisiana, DuPont y la organización sin fines de lucro Louisiana Environmental Action Network para instituir el monitoreo de la contaminación por cloropreno cerca de la instalación y en el vecindario circundante. El monitoreo del aire está en curso.
Referencias
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- ^ a b Carothers, Wallace H .; Williams, Ira .; Collins, Arnold M .; Kirby, James E. (noviembre de 1931). "Polímeros de acetileno y sus derivados. II. Un nuevo caucho sintético: el cloropreno y sus polímeros". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 53 (11): 4203–4225. doi : 10.1021 / ja01362a042 .
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enlaces externos
- Tarjeta internacional de seguridad química 0133
- Guía de bolsillo de NIOSH sobre peligros químicos. "# 0133" . Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH).
- Monografía IARC " Cloropreno " .
- [1]
- [2]
- LaPlace, Parroquia de San Juan Bautista, Luisiana
- Temas de seguridad y salud | Seguridad contra incendios | Administración de Seguridad y Salud Ocupacional
- [3]