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Óxido de propileno

El óxido de propileno es un compuesto orgánico sumamente tóxico y cancerígeno con la fórmula molecular C 3 H 6 O. Este líquido volátil incoloro con un olor similar al éter se produce a gran escala industrialmente. Su principal aplicación es su uso para la producción de polioles de poliéter para su uso en la fabricación de plásticos de poliuretano . Es un epóxido quiral , aunque se utiliza comúnmente como mezcla racémica .

Este compuesto a veces se denomina óxido de 1,2-propileno para distinguirlo de su isómero óxido de 1,3-propileno, más conocido como oxetano .

Producción

La producción industrial de óxido de propileno comienza a partir del propileno . [8] Se emplean dos enfoques generales, uno que implica la hidrocloración y el otro que implica la oxidación . [9] En 2005, aproximadamente la mitad de la producción mundial se realizó mediante tecnología de clorhidrina y la otra mitad mediante rutas de oxidación. Este último enfoque está cobrando importancia. [10]

Ruta de hidrocloración

La ruta tradicional procede a través de la conversión de propeno en clorhidrina de propileno según el siguiente esquema simplificado:

A continuación se deshidroclora la mezcla de 1-cloro-2-propanol y 2-cloro-1-propanol. Por ejemplo:

A menudo se utiliza cal ( hidróxido de calcio ) para absorber el HCl .

Oxidación del propileno

La otra vía general para obtener óxido de propileno implica la oxidación del propileno con un peróxido orgánico . La reacción sigue esta estequiometría:

CH3CH = CH2 + RO2H → CH3CHCH2O + ROH​​

El proceso se practica con cuatro hidroperóxidos : [10]

En principio, este proceso produce únicamente agua como subproducto . En la práctica, se generan algunos derivados de PO con anillo abierto. [12]

El óxido de propileno es un componente quiral que se encuentra disponible comercialmente en forma enantiomérica (( R )-(+) y ( S )-(–)). Los enantiómeros separados se pueden obtener a través de una resolución cinética hidrolítica catalizada por Co(III)-salen del material racémico. [13]

Reacciones

Al igual que otros epóxidos, el PO sufre reacciones de apertura de anillo. Con agua se produce propilenglicol. Con alcoholes se producen reacciones llamadas hidroxipropilación , análogas a la etoxilación . Los reactivos de Grignard se añaden al óxido de propileno para dar lugar a alcoholes secundarios.

Algunas otras reacciones del óxido de propileno incluyen: [14]

Usos

Entre el 60 y el 70% de todo el óxido de propileno se convierte en polioles de poliéter mediante el proceso llamado alcoxilación . [15] Estos polioles son bloques de construcción en la producción de plásticos de poliuretano . [16] Alrededor del 20% del óxido de propileno se hidroliza en propilenglicol , a través de un proceso que se acelera mediante catálisis ácida o básica . Otros productos importantes son el polipropilenglicol , los éteres de propilenglicol y el carbonato de propileno .

Usos de nicho

Fumigante

La Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos aprobó el uso de óxido de propileno para pasteurizar almendras crudas a partir del 1 de septiembre de 2007, en respuesta a dos incidentes de contaminación por Salmonella en huertos comerciales, un incidente ocurrido en Canadá y otro en los Estados Unidos. [17] [18] Los pistachos también pueden someterse a óxido de propileno para controlar la Salmonella .

Microscopía

El óxido de propileno se utiliza habitualmente en la preparación de muestras biológicas para microscopía electrónica , para eliminar el etanol residual utilizado previamente para la deshidratación. En un procedimiento típico, la muestra se sumerge primero en una mezcla de volúmenes iguales de etanol y óxido de propileno durante 5 minutos, y luego cuatro veces en óxido puro, 10 minutos cada vez.

Munición

El óxido de propileno se utiliza a veces en municiones termobáricas como combustible en explosivos de combustible-aire. Además del daño explosivo causado por la onda expansiva , el óxido de propileno sin explotar puede causar efectos adicionales de toxicidad directa. [19]

Seguridad

El óxido de propileno es a la vez tóxico y cancerígeno de forma aguda . La exposición aguda causa irritación del tracto respiratorio , que eventualmente conduce a la muerte. [20] Los signos de toxicidad después de la exposición aguda incluyen salivación , lagrimeo , secreción nasal, jadeo, letargo e hipoactividad , debilidad y falta de coordinación. El óxido de propileno también es neurotóxico en ratas y presumiblemente en humanos . [21] El óxido de propileno alquila el ADN y se considera un mutágeno tanto para animales como para humanos. [22] [23] [24] Las ratas preñadas expuestas a 500 ppm de óxido de propileno durante menos de 8 horas dieron a luz camadas con deformidades significativas y deficiencias de peso. También se ha demostrado que una exposición similar reduce la fertilidad animal. [25] Como tal, es un carcinógeno animal conocido [26] y un carcinógeno humano potencial, y está incluido en la Lista de carcinógenos del Grupo 2B de la IARC . [27]

El óxido de propileno es un líquido extremadamente inflamable y sus vapores pueden formar mezclas explosivas con el aire en concentraciones tan bajas como 2,3% ( límite explosivo inferior ). [25] El vapor de óxido de propileno es dos veces más denso que el aire . Cuando se expone a una atmósfera abierta, el vapor puede acumularse en áreas bajas mientras se extiende a grandes distancias y alcanza la fuente de ignición, provocando un retroceso o una explosión. [25] [28] Cuando se calienta, el óxido de propileno puede autopolimerizarse y descomponerse rápidamente produciendo otros gases tóxicos como monóxido de carbono y varios radicales libres . [29] [25] Los incendios de óxido de propileno son especialmente peligrosos y difíciles de extinguir para los bomberos. En un incendio, los tanques sellados de óxido de propileno deben enfriarse con mangueras contra incendios para evitar la explosión por autopolimerización. [25] Sin embargo, cuando se quema al aire libre, el agua puede transportar el óxido de propileno fuera de la zona de incendio, que puede volver a encenderse al flotar a la superficie. Se deben tomar medidas adicionales de lucha contra incendios para evitar que el óxido de propileno se filtre a desagües y alcantarillas cercanas y contamine el entorno circundante. [30] [25]

Ocurrencia natural

En 2016 se informó que se detectó óxido de propileno en Sagitario B2 , una nube de gas en la Vía Láctea que pesa tres millones de masas solares . Es la primera molécula quiral que se detecta en el espacio, aunque sin exceso enantiomérico . [31]

Referencias

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Fuentes citadas

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