1,3-Cyklopentadien Właściwości chemiczne, zastosowania, produkcja
Właściwości chemiczne
bezbarwna ciecz
Właściwości chemiczne
Cyklopentadien jest łatwopalną, bezbarwną cieczą o słodkim zapachu, podobnym do terpentyny.
Właściwości chemiczne
1,3-Cyklopentadien jest bezbarwną cieczą, która łatwo dimeryzuje w obecności nadtlenków i kwasu trichlorooctowego do bezbarwnego ciała stałego.
Właściwości fizyczne
Bezbarwna ciecz o zapachu przypominającym terpentynę. Stężenie progowe zapachu wynosi 1,9 ppm (cytowane, Amoore i Hautala, 1983).
Użycie
W produkcji żywic; w syntezie organicznej
Definicja
Cykliczny węglowodór otrzymywany przez kraking ropy naftowej. Cząsteczki mają pięcioczłonowy pierścień zawierający dwa podwójne wiązania węgiel-węgiel i jedną grupę CH2. Tworzy on negatywny cyklopentadienylionC5H5-, obecny w związkach warstwowych, takich jak ferrocen.
Definicja
Cyklopentadien: Bezbarwna ciecz, cykliczny alken, C5H6; r.d. 0,8021;m.p. -97,2°C; b.p. 40,0°C. Otrzymywany jest jako produkt uboczny podczas destylacji frakcyjnej surowego benzenu ze smoły węglowej. Ulega reakcjom kondensacji z ketonami, dając wysoko zabarwione związki (fulveny) i łatwo ulega polimeryzacji w temperaturze pokojowej, dając dimer, dicyklopentadien.Sam cyklopentadien nie jest związkiem aromatycznym, ponieważ nie posiada wymaganej liczby elektronów pi.Jednakże usunięcie atomu wodoru tworzy stabilny jon cyklopentadienylowy, C5H5-, który ma właściwości aromatyczne. W szczególności, pierścień może koordynować do jonów dodatnich w takich związkach jakferrocen.
Profil reaktywności
1，3-cyklopentadien jest niekompatybilny z silnymi utleniaczami. Zapala się w kontakcie z tlenem (O2) i ozonem (O3). Wybucha w kontakcie z dymiącym kwasem azotowym lub mieszaniną kwasu siarkowego i tetratlenku azotu. Reaguje gwałtownie w kontakcie z wodorotlenkiem potasu i innymi silnymi zasadami. Mieszaniny z powietrzem są wybuchowe. Stanowi umiarkowane zagrożenie wybuchem w kontakcie z ciepłem lub płomieniem. Rozkłada się gwałtownie w wysokiej temperaturze i pod wysokim ciśnieniem. Podczas przechowywania może tworzyć wybuchowe nadtlenki. Ulega spontanicznej dimeryzacji w temperaturze pokojowej dając DI1，3-Cyklopentadien (C10H12, nr CAS: 77-73-6), który jest niskotopliwą substancją stałą (temperatura topnienia: 32,5°C). Reakcja jest silnie egzotermiczna (Hazardous Chemicals Desk Reference, str. 360 (1987)), ale zachodzi na tyle wolno, że można powiedzieć, że 1，3-Cyklopentadien jest stabilny w temperaturze pokojowej. Dimeryzacja odpowiada za częściowe lub całkowite zestalenie się ciekłego 1，3-Cyklopentadienu podczas przechowywania. Polimeryzacja zachodzi szybciej i bardziej intensywnie w wyższych temperaturach. Po podgrzaniu do 180-200°C 1，3-cyklopentadien daje poli-1，3-cyklopentadien, białe, woskowate ciało stałe. Silniejsze ogrzewanie powoduje rozpad poli-1，3-Cyklopentadienu i ponowne wytworzenie monomerycznego 1，3-Cyklopentadienu w postaci pary. Opary ulegają gwałtownemu rozkładowi w wyższych temperaturach i ciśnieniach.
Zagrożenie dla zdrowia
Cyklopentadien wykazywał niską toksyczność u zwierząt. Wdychanie powodowało podrażnienie oczu i nosa. Ilość 3 ml wstrzyknięta podskórnie królikom spowodowała narkozę, konwulsje i śmierć (von Oettingen 1940).Dawka ≤ 1 ml była nietoksyczna. Powtarzające się narażenie na 500 ppm powodowało uszkodzenia wątroby i nerek u szczurów; ale dłuższe powtarzające się narażenie na 250 ppm nie powodowało takich skutków u badanych zwierząt (ACGIH 1986). Doustna wartość LD50 u szczurów dla formy dimerycznej została odnotowana na poziomie 820 mg/kg (Smyth 1954).
Zagrożenie pożarowe
Łatwopalna ciecz; temperatura zapłonu (otwarty kubek) 32°C (90°F); środki gaśnicze: suchy środek chemiczny, piana lub CO2; do schłodzenia otoczenia można użyć rozpylonej wody. Długotrwała ekspozycja na powietrze może powodować powstawanie nadtlenków.
Profil bezpieczeństwa
Niska toksyczność po połknięciu. Niebezpieczne zagrożenie pożarowe w kontakcie z ciepłem lub płomieniem; może reagować z materiałami utleniającymi. Umiarkowane zagrożenie wybuchem w postaci gazu pod wpływem ciepła lub w wyniku reakcji chemicznej. Rozkład gwałtowny w wysokich temperaturach i ciśnieniach. dimeryzacja jest silnie egzotermiczna. Reakcja wybuchowa z dymiącym kwasem azotowym, czterotlenkiem dinitu, kwasem siarkowym. Reakcja z tlenkiem azotu + tlen tworzy produkt wybuchowy. Reakcja z tlenem tworzy produkt wybuchowy wrażliwy na płomień. Zapala się w kontakcie z tlenem + ozonem. Reaguje gwałtownie w kontakcie z wodorotlenkiem potasu. Niekompatybilny z tlenkami azotu, kwasem siarkowym. Po podgrzaniu do rozkładu wydziela ostry dym i dymy.
Potencjalne narażenie
Cyklopentadien jest stosowany jako półprodukt w produkcji żywic, środków owadobójczych, środków grzybobójczych i innych chemikaliów.
Postać w środowisku
Biologiczny. Cyklopentadien może być utleniany przez mikroby do cyklopentanonu (Dugan, 1972).
Chemiczne/fizyczne. Dimeryzuje do dicyklopentadienu na stojąco (Windholz et al., 1983).
Wysyłka
UN1993 Ciecze łatwopalne, i.n.o., Klasa zagrożenia: 3; Etykiety: 3-Flammable liquid, Technical NameRequired.
Metody oczyszczania
Dien wysuszyć za pomocą Mg(ClO4)2 i szybko oddestylować, ponieważ łatwo ulega dimeryzacji w temperaturze pokojowej. Powinien być użyty natychmiast lub przechowywany w suchym lodzie lub w kąpieli lodowo-solnej. WYSOCE ŁATWOPALNY. Dimer cyklopentadienu (4,7-metano-3a,4,7,7a-tetrahydroinden) ma , M 132,3, m 33o, b 170o/atm, i d2 5 0,986; dodać ~0,05% 2,6-di-tert-butylo-4-metylofenolu jako stabilizatora. Cyklopentadien jest przygotowywany w razie potrzeby przez de-polimeryzację dimeru klasy technicznej przez ostrożne ogrzewanie go pod kolumną frakcjonującą, jak opisano w Moffett (powyżej), lub przez dodanie dimeru w stałym tempie na olej mineralny ogrzewany w temperaturze 240-270o (Korach et al. Org Synth 42 50 1962).