Etenona es el nombre formal de la cetena , un compuesto orgánico con fórmula C 2 H 2 O o H 2 C = C = O. Es el miembro más simple de la clase cetena . Es un tautómero del etinol aún menos estable .
Nombres | |
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Nombre IUPAC preferido Etenona [1] | |
Otros nombres Cetena Carbomethene Keto-etileno | |
Identificadores | |
Modelo 3D ( JSmol ) | |
1098282 | |
CHEBI | |
ChemSpider | |
Tarjeta de información ECHA | 100.006.671 |
Número CE |
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PubChem CID | |
Número RTECS |
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UNII | |
Tablero CompTox ( EPA ) | |
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Propiedades | |
C 2 H 2 O | |
Masa molar | 42,037 g / mol |
Apariencia | Gas incoloro |
Olor | penetrante |
Densidad | 1,93 g / cm 3 |
Punto de fusion | −150,5 ° C (−238,9 ° F; 122,6 K) |
Punto de ebullición | −56,1 ° C (−69,0 ° F; 217,1 K) |
se descompone | |
Solubilidad | soluble en acetona etanol éter etílico disolventes aromáticos halocarbonos |
Presión de vapor | > 1 atm (20 ° C) [2] |
Índice de refracción ( n D ) | 1.4355 |
Termoquímica | |
Capacidad calorífica ( C ) | 51,75 J / K mol |
-87,24 kJ / mol | |
Peligros | |
Ficha de datos de seguridad | MSDS externa |
NFPA 704 (diamante de fuego) | 4 4 1 |
punto de inflamabilidad | −107 ° C (−161 ° F; 166 K) |
Límites explosivos | 5,5-18% |
Dosis o concentración letal (LD, LC): | |
LD 50 ( dosis media ) | 1300 mg / kg (oral, rata) |
LC 50 ( concentración media ) | 17 ppm (ratón, 10 min) [3] |
LC Lo ( menor publicado ) | 23 ppm (ratón, 30 min) 53 ppm (conejo, 2 h) 53 ppm (cobaya, 2 h) 750 ppm (gato, 10 min) 200 ppm (mono, 10 min) 50 ppm (ratón, 10 min) 1000 ppm (conejo, 10 min) [3] |
NIOSH (límites de exposición a la salud de EE. UU.): | |
PEL (permitido) | TWA 0,5 ppm (0,9 mg / m 3 ) [2] |
REL (recomendado) | TWA 0,5 ppm (0,9 mg / m 3 ) ST 1,5 ppm (3 mg / m 3 ) [2] |
IDLH (peligro inmediato) | 5 ppm [2] |
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 | |
Propiedades
La etenona es un gas altamente reactivo (en condiciones estándar ) y tiene un fuerte olor irritante. Solo es razonablemente estable a bajas temperaturas (-80 ° C). Por lo tanto, siempre debe prepararse para cada uso y procesarse inmediatamente, de lo contrario se produce una dimerización a diceteno o reacciona a polímeros que son difíciles de manipular. El contenido de polímero formado durante la preparación se reduce, por ejemplo, añadiendo dióxido de azufre al gas ceteno. [4] Debido a sus dobles enlaces acumulativos, la etenona es altamente reactiva y reacciona en una reacción de adición de compuestos H-ácidos a los correspondientes derivados del ácido acético. Por ejemplo, reacciona con agua para formar ácido acético o con aminas primarias o secundarias para dar las correspondientes acetamidas .
La etenona es muy venenosa; su toxicidad es aproximadamente ocho veces mayor que la del fosgeno . [5]
La etenona tiende a polimerizar espontáneamente . El contacto con el peróxido de hidrógeno provoca una reacción explosiva. Puede formar una mezcla explosiva con el aire.
Es soluble en acetona , etanol , éter etílico , disolventes aromáticos y halocarbonos .
Preparación
La etenona fue descubierta al mismo tiempo por Hermann Staudinger (por reacción del bromuro de bromoacetilo con zinc metálico ) [6] [7]
y por Norman TM Wilsmore (por descomposición térmica de anhídrido acético). [8]
La etenona se produce industrialmente a gran escala para su uso en la producción de anhídrido acético . Puede prepararse mediante pirólisis de acetona , y este era anteriormente el principal proceso industrial. Al pasar los vapores de acetona a través de tuberías calentadas o alambres metálicos calentados eléctricamente (como el cobre ) a 500-600 ° C en presencia de poco disulfuro de carbono (CS 2 ), la acetona se descompone en metano y etenona, con un rendimiento del 95%. [9] [10]
En química industrial, la pirólisis de cetonas ha sido reemplazada en gran parte por la deshidratación del ácido acético (la reacción de Schmidlin-Bergman-Wilsmore). [11]
Ocurrencia natural
Se ha observado que la etenona se encuentra en el espacio, en cometas o en gas como parte del medio interestelar. [12]
Usar
La etenona se usa para fabricar anhídrido acético a partir de ácido acético . Generalmente se utiliza para la acetilación de compuestos químicos. [5]
La etenona reacciona con el metanal en presencia de catalizadores como los ácidos de Lewis (AlCl 3 , ZnCl 2 o BF 3 ) para dar β-propiolactona . [13] El uso técnicamente más significativo de la etenona es la síntesis de ácido sórbico por reacción con 2-butenal (crotonaldehído) en tolueno a aproximadamente 50 ° C en presencia de sales de zinc de ácidos carboxílicos de cadena larga. Esto produce un poliéster de ácido 3-hidroxi-4-hexenoico, que se despolimeriza térmica [14] o hidrolíticamente a ácido sórbico.
La etenona es muy reactiva y tiende a reaccionar con los nucleófilos para formar un grupo acetilo . Por ejemplo, reacciona con el agua para formar ácido acético ; [15] con ácido acético para formar anhídrido acético ; con amoniaco y aminas para formar etanamidas; [16] y con haluros de hidrógeno secos para formar haluros de acetilo. [17]
La formación de ácido acético probablemente ocurre por una formación inicial de 1,1-dihidroxieteno , que luego se tautomeriza para dar el producto final. [18]
La etenona también reaccionará consigo misma a través de fotocicloadiciones [2 + 2] para formar dímeros cíclicos conocidos como dicetenos . Por esta razón, no debe almacenarse durante períodos prolongados. [19]
Peligros
La exposición a niveles concentrados hace que los humanos experimenten irritación de partes del cuerpo como ojos , nariz , garganta y pulmones . Las pruebas de toxicidad extendidas en ratones, ratas, cobayas y conejos mostraron que exposiciones de diez minutos a concentraciones de etenona recién generada tan bajas como 0.2 mg / litro (116 ppm ) pueden producir un alto porcentaje de muertes en animales pequeños. Estos hallazgos muestran que la etenona es toxicológicamente idéntica al fosgeno . [20]
La formación de cetena en la pirólisis del acetato de vitamina E , un aditivo de algunos productos e-líquidos , es un posible mecanismo del daño pulmonar reportado [21] causado por el uso de cigarrillos electrónicos. [22] Varias patentes describen la formación catalítica de cetena a partir de ácidos carboxílicos y acetatos, utilizando una variedad de metales o cerámicas, algunos de los cuales se sabe que ocurren en dispositivos de cigarrillos electrónicos de pacientes que usan cigarrillos electrónicos o productos de vapeo. lesión pulmonar asociada (EVALI). [23] [24]
Los límites de exposición ocupacional se establecen en 0,5 ppm (0,9 mg / m 3 ) durante un promedio ponderado en el tiempo de ocho horas. [25] Se establece un límite de IDLH en 5 ppm, ya que esta es la concentración más baja que produce una respuesta fisiológica clínicamente relevante en humanos. [26]
Referencias
- ^ "Materia principal". Nomenclatura de la química orgánica: Recomendaciones y nombres preferidos de la IUPAC 2013 (Libro azul) . Cambridge: La Real Sociedad de Química . 2014. p. 723. doi : 10.1039 / 9781849733069-FP001 . ISBN 978-0-85404-182-4.
- ^ a b c d Guía de bolsillo de NIOSH sobre peligros químicos. "# 0367" . Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH).
- ^ a b "Ketene" . Concentraciones inmediatamente peligrosas para la vida o la salud (IDLH) . Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH).
- ^ EP 0377438 , R. Bergamin et al., Expedido el 11 de junio de 1990, asignado a Lonza AG
- ^ a b Entrada en Diketen . en: Römpp Online . Georg Thieme Verlag, consultado el 16 de junio de 2014.
- ^ H. Staudinger HW Klever (1908): "Keten. Bemerkung zur Abhandlung zur Abhandlung der HHrn. VT Wilsmore und AW Stewart". Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft , volumen 41, número 1, páginas 1516-1517. doi : 10.1002 / cber.190804101275
- ^ Tidwell, TT (2005), "Ein Jahrhundert Ketene (1905-2005): die Entdeckung einer vielseitigen Klasse reaktiver Intermediate". Angewandte Chemie , volumen 117, páginas 5926–5933. doi : 10.1002 / ange.200500098
- ^ Norman Thomas Mortimer Wilsmore (1907): "Keten". Revista de la Sociedad Química, Transacciones , volumen 91, artículo CLXXXVIII (188), páginas 1938-1941. doi : 10.1039 / ct9079101938
- ^ K.-H. Lautenschläger, W. Schröter, A. Wanninger, "Taschenbuch der Chemie", 20. Aufl. 2006, ISBN 978-3-8171-1761-1 .
- ^ "Ketene". Síntesis orgánicas . doi : 10.15227 / orgsyn.004.0039 .
- ^ J. Schmidlin, M. Bergman (1910): Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft , volumen 43, páginas 2821-. doi : 10.1002 / cber.19100430340 .
- ^ Hudson, Reggie L .; Loeffler, Mark J. (2013). "Formación de ceteno en hielos interestelares: un estudio de laboratorio" . El diario astrofísico . 773 (2): 109. doi : 10.1088 / 0004-637x / 773/2/109 . hdl : 2060/20140010162 . ISSN 0004-637X .
- ^ Hans-Jürgen Arpe, "Industrielle Organische Chemie", 6. Aufl., 2007, WILEY-VCH Verlag, Weinheim, ISBN 978-3-527-31540-6 .
- ^ EP 1295860 , D. Decker et al., Expedido el 26 de marzo de 2003, 26 de marzo, asignado a Nutrinova GmbH
- ^ Tidwell, pág. 11 .
- ^ Tidwell, pág. 560.
- ^ ChemSpider http://www.chemspider.com/Chemical-Structure.9643.html
- ^ Nguyen, Minh Tho; Raspoet, Saludo (1999). "El mecanismo de hidratación de la cetena: 15 años después". Lata. J. Chem . 77 (5–6): 817–829. doi : 10.1139 / v99-090 .
- ^ Christoph Taeschler: Ketenes, Ketene Dimers y sustancias relacionadas, Enciclopedia Kirk-Othmer de tecnología química , John Wiley & Sons, Nueva York, 2010
- ^ HA Wooster; CC Lushbaugh; CE Redeman (1946). "La toxicidad por inhalación de ceteno y de dímero de ceteno". Mermelada. Chem. Soc. 68 (12): 2743. doi : 10.1021 / ja01216a526 .
- ^ https://time.com/5753947/vaping-lung-disease-outbreak-peak/
- ^ Dan Wu y F. O'Shea, " Potencial de liberación de cetena tóxica pulmonar por pirólisis de vapeo de acetato de vitamina E ", PNAS 24 de marzo de 2020 117 (12) 6349-6355.
- ^ K. Attfield, W. Chen, K. Cummings, P. Jacob 3rd, D. O'Shea, J. Wagner, P. Wang y J. Fowles, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov / 32551843 / Potencial de la etenona (cetena) para contribuir a la lesión pulmonar asociada al uso de cigarrillos electrónicos o productos de vapeo. Am J Respir Crit Care Med, 2020 doi: 10.1164 / rccm.202003-0654LE.
- ^ Patente de Estados Unidos Nº 5475144. Catalizador y proceso para la síntesis de cetenos a partir de ácidos carboxílicos. 12 de diciembre de 1995. https://patents.google.com/patent/US5475144A/en
- ^ Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (4 de abril de 2013). "Ketene" . Guía de bolsillo de NIOSH sobre peligros químicos . Consultado el 13 de noviembre de 2013 .
- ^ Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (mayo de 1994). "Ketene" . Documentación para concentraciones inmediatamente peligrosas para la vida o la salud (IDLH) . Consultado el 13 de noviembre de 2013 .
Literatura
- Tidwell, Thomas T. Ketenes , segunda edición. John Wiley & Sons, 2006, ISBN 978-0-471-69282-9 .
enlaces externos
- Medios relacionados con Ethenone en Wikimedia Commons