أسيتات الفينيل

📅 آخر تحديث: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

أسيتات الفينيل مركب عضوي صيغته الكيميائية CH₃CO₂CH = CH₂ . هذا السائل عديم اللون هو المادة الأولية لأسيتات البولي فينيل ، وأسيتات إيثيلين-فينيل ، وكحول البولي فينيل ، وغيرها من البوليمرات الصناعية الهامة . [ 3 ]

إنتاج

قُدِّرت الطاقة الإنتاجية العالمية لأسيتات الفينيل بنحو 6,969,000 طن سنويًا في عام 2007، حيث تركزت معظم هذه الطاقة في الولايات المتحدة (1,585,000 طن في تكساس)، والصين (1,261,000 طن)، واليابان (725,000 طن)، وتايوان (650,000 طن). [ 4 ] وبلغ متوسط ​​سعر البيع المعلن لعام 2008 نحو 1600 دولار أمريكي للطن. وتُعدّ شركة سيلانيز أكبر منتج (حوالي 25% من الطاقة الإنتاجية العالمية)، بينما تشمل الشركات المنتجة الأخرى الهامة شركة الصين للبتروكيماويات (7%)، ومجموعة تشانغ تشون (6%)، وليونديل باسيل (5%). [ 4 ]

يتم بلمرة أسيتات الفينيل بشكل رئيسي (80٪)، ويتم تحلل البوليمر الناتج مائيًا لإعطاء كحول البولي فينيل . [ 3 ]

تحضير

أسيتات الفينيل هو إستر الأسيتات لكحول الفينيل . ونظرًا لأن كحول الفينيل غير مستقر للغاية (مقارنةً بالأستالدهيد )، فإن تحضير أسيتات الفينيل أكثر تعقيدًا من تركيب إسترات الأسيتات الأخرى.

تتضمن الطريقة الصناعية الرئيسية تفاعل الإيثيلين وحمض الأسيتيك مع الأكسجين في وجود عامل حفاز من البلاديوم . [ 5 ]

2 C 2 H 4 + 2 CH 3 CO 2 H + O 2 → 2 CH 3 CO 2 CH CH 2 + 2 H 2 O

حلت هذه الطريقة محل إضافة حمض الأسيتيك إلى الأسيتيلين. ويتمثل التفاعل الجانبي الرئيسي في احتراق المركبات العضوية الأولية.

الآلية

تشير تجارب الوسم النظائري والحركية إلى أن الآلية تتضمن وسائط تحتوي على PdCH₂CH₂OAc. يؤدي حذف بيتا-هيدريد إلى توليد أسيتات الفينيل وهيدريد البلاديوم، والذي يتأكسد بدوره لإنتاج الهيدروكسيد . [ 6 ]

طرق بديلة

كان يُحضّر أسيتات الفينيل في السابق بشكل رئيسي عن طريق الهدرجة الإسترية ، أي إضافة حمض الأسيتيك إلى الأسيتيلين بوجود محفزات معدنية. وباستخدام محفزات الزئبق (II)، حضّر فريتز كلات أسيتات الفينيل لأول مرة عام 1912. [ 3 ] أما الآن، فيُستخدم أسيتات الزنك كمحفز.

CH 3 CO 2 H + C 2 H 2 → CH 3 CO 2 CHCH 2 .

يعتمد ما يقرب من ثلث الإنتاج العالمي على هذا المسار، والذي، نظرًا لكونه فوضويًا بيئيًا، يتم ممارسته بشكل رئيسي في البلدان ذات اللوائح البيئية المتساهلة، مثل الصين.

هناك طريقة أخرى للحصول على أسيتات الفينيل تتضمن التحلل الحراري لثنائي أسيتات الإيثيليدين :

(CH 3 CO 2 ) 2 CH CH 3 → CH 3 CO 2 CHCH 2 + CH 3 CO 2 H .

البلمرة

يمكن بلمرته لإنتاج بولي فينيل أسيتات (PVAc). ومع مونومرات أخرى ، يمكن استخدامه لتحضير بوليمرات مشتركة متنوعة مثل إيثيلين-فينيل أسيتات (EVA)، وفينيل أسيتات- حمض الأكريليك (VA/AA)، وبولي فينيل كلوريد أسيتات (PVCA)، وبولي فينيل بيروليدون (بوليمر مشترك Vp/Va، المستخدم في جل الشعر ). [ 7 ] ونظرًا لعدم استقرار الجذر الحر، فقد أثبتت محاولات التحكم في البلمرة باستخدام معظم عمليات الجذور الحرة "الحية/المتحكم بها" صعوبتها. ومع ذلك، توفر بلمرة RAFT (أو تحديدًا MADIX) طريقة ملائمة للتحكم في تخليق PVA عن طريق إضافة عامل نقل سلسلة من الزانثات أو ثنائي ثيوكربامات .

ردود فعل أخرى

يُعد أسيتات الفينيل مفيدًا في التخليق العضوي . [ 8 ] يخضع أسيتات الفينيل للعديد من التفاعلات المتوقعة للألكين والإستر .

يُعد تفاعل تبادل الإسترات مع مجموعة متنوعة من الأحماض الكربوكسيلية أهم تفاعلات الإسترات . [ 9 ] ويُستخدم تفاعل تبادل الأسيتيل للحصول على كحولات وإسترات غنية بالمتصاوغات الضوئية. كما تم إثبات تفاعل تبادل الأسيتيل المحفز بالإيريديوم: [ 10 ] [ 11 ]

ROH + CH 2 = CHOAc → ROCH = CH 2 + HOAc.

يخضع أسيتات الفينيل، باعتباره ألكينًا غنيًا بالإلكترونات، لتفاعلات إضافة متنوعة. تحدث تفاعلات ديلز-ألدر مع الديانات ، وتحدث تفاعلات إضافة ضوئية حلقية 2+2 مع الألكينات الأحادية. يُضاف البروم لإنتاج ثنائي البروميد. تُضاف هاليدات الهيدروجين لإنتاج أسيتات 1-هالوإيثيل، والتي لا يمكن إنتاجها بطرق أخرى لعدم توفر الكحولات الهالوجينية المقابلة. يُضاف حمض الأسيتيك بوجود محفزات البلاديوم لإنتاج ثنائي أسيتات الإيثيليدين، CH₃CH ( OAc) ₂ .

تقييم السمية

يتميز أسيتات الفينيل بانخفاض سميته. تبلغ الجرعة المميتة الوسطية عن طريق الفم للفئران 2920  ملغم/كغم. [ 3 ]

في 31 يناير 2009، خلص التقييم النهائي لحكومة كندا إلى أن التعرض لأسيتات الفينيل لا يضر بصحة الإنسان. [ 12 ] استند هذا القرار، بموجب قانون حماية البيئة الكندي ، إلى معلومات جديدة وردت خلال فترة التعليق العام، بالإضافة إلى معلومات أحدث من تقييم المخاطر الذي أجراه الاتحاد الأوروبي.

في سياق إطلاقه على نطاق واسع في البيئة، يُصنَّف هذا المركب كمادة شديدة الخطورة في الولايات المتحدة، وفقًا للمادة  302 من قانون التخطيط للطوارئ وحق المجتمع في المعرفة ( 42 USC 11002 )، حيث ينص على أنه "لا يستوفي معايير السمية، ولكن نظرًا لخطورته الشديدة، أو حجم إنتاجه الكبير، أو المخاطر المعروفة التي يُشكّلها، يُعتبر مادة كيميائية مثيرة للقلق". وبموجب هذا القانون، تخضع المنشآت التي تُنتجه أو تُخزّنه أو تستخدمه بكميات تزيد عن 1000 رطل (450 كيلوغرامًا) لمتطلبات إبلاغ صارمة . [ 13 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ «بيان الصحة العامة بشأن أسيتات الفينيل» . وكالة تسجيل المواد السامة والأمراض، مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها. مؤرشف من الأصل بتاريخ 19 فبراير 2019. تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 ديسمبر 2017. له رائحة حلوة لطيفة تشبه رائحة الفواكه، ولكن قد تكون الرائحة نفاذة ومزعجة لبعض الأشخاص.
  2. ↑ دليل الجيب الخاص بالمعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية (NIOSH) حول المخاطر الكيميائية. "#0656" . المعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية (NIOSH).
  3. 1 2 3 4 بينيفالد، فرانك؛ ليبولد، إدغار؛ توزينا، بافيل؛ روشر، غونتر (2019). "إسترات الفينيل". موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية . فاينهايم: وايلي-في سي إتش. ص 1-16 . doi : 10.1002/14356007.a27_419.pub2 . ISBN  978-3-527-30385-4.
  4. 1 2 هـ. تشين (سبتمبر 2008). "تقرير أبحاث التسويق الصادر عن مركز أبحاث الاقتصاد الكيميائي: أسيتات الفينيل" . دليل الاقتصاد الكيميائي . استشارات معهد أبحاث الاستدامة . تم الاطلاع عليه بتاريخ 1 يوليو 2011 .
  5. ↑ هان، واي. إف.؛ كومار، دي.؛ سيفادينارايانا، سي.؛ وجودمان، دي. دبليو. (2004). "حركية احتراق الإيثيلين في تخليق أسيتات الفينيل باستخدام محفز Pd/SiO₂" ( ملف PDF) . مجلة التحفيز . 224 : 60-68 . doi : 10.1016/j.jcat.2004.02.028 . مؤرشف من النسخة الأصلية (PDF) بتاريخ 7 مارس 2008. تم الاطلاع عليه بتاريخ 5 نوفمبر 2006 .
  6. ↑ ستاكيولا، د.؛ كالازا، ف.؛ بوركهولدر، ل.؛ شواباشر، آلان، و.؛ نيوروك، م.؛ تايسو، ويلفريد، ت. (2005). "توضيح آلية تفاعل التخليق المحفز بالبلاديوم لأسيتات الفينيل". Angewandte Chemie International Edition . 44 (29): 4572–4574 . doi : 10.1002/anie.200500782 . PMID 15988776 . 
  7. ↑ "بوليمر VP/VA المشترك" . مجلس منتجات العناية الشخصية. مؤرشف من الأصل بتاريخ 16 أكتوبر 2012. تم الاطلاع عليه بتاريخ 13 ديسمبر 2012 .
  8. ↑ مانشاند، بيرسي س. (2001). "أسيتات الفينيل". موسوعة الكواشف للتخليق العضوي . doi : 10.1002/047084289X.rv008 . ISBN 0-471-93623-5.
  9. ↑ د. سويرن وإي إف جوردان الابن (1963). "فينيل لورات وإسترات فينيل أخرى". التخليق العضوي، المجلد المجمع . 4 : 977. doi : 10.15227/orgsyn.030.0106 .
  10. ^ توموتاكا هيراباياشي؛ ساتوشي ساكاجوتشي؛ ياسوتاكا إيشي (2005). "تخليق إيثرات الفينيل المحفز بالإيريديوم من الكحوليات وخلات الفينيل" . منظمة. موالفة . 82 : 55. دوى : 10.15227/orgsyn.082.0055 .
  11. ^ ياسوشي أوبورا. ياسوتاكا إيشي (2012). "ملحق للمناقشة: تخليق إيريديوم محفز لإثيرات الفينيل من الكحوليات وخلات الفينيل". منظمة. موالفة . 89 : 307. دوى : 10.15227/orgsyn.089.0307 .
  12. ↑ "ملخص التعليقات العامة الواردة على مسودة تقرير التقييم الأولي لحكومة كندا بشأن أسيتات الفينيل ( رقم CAS 108-05-4)" (ملف PDF) . وزارة الصحة الكندية. 2009.  
  13. ↑ "40 CFR: الملحق أ للجزء 355 - قائمة المواد شديدة الخطورة وكميات التخطيط الحدية الخاصة بها" (ملف PDF) . قانون اللوائح الفيدرالية . الباب 40، المجلد 30، الجزء 355، الملحق أ (وكالة حماية البيئة) ( طبعة ديسمبر 2017). مكتب الطباعة الحكومي : 474. ديسمبر 2017. تم الاطلاع عليه في 7 مارس 2018 - عبر مكتب الطباعة الحكومي الأمريكي.