La etenona es un gas altamente reactivo (en condiciones estándar ) y tiene un olor irritante intenso. Sólo 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 dicetena o reacciona con polímeros difíciles de manipular. El contenido de polímero formado durante la preparación se reduce, por ejemplo, añadiendo dióxido de azufre al gas cetena. [5] 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 formar las correspondientes acetamidas .
Preparación
La etenona se produce por deshidratación térmica del ácido acético a 700–750 °C en presencia de fosfato de trietilo como catalizador: [6] [7]
CH3CO2H → CH2 = C = O + H2O
También se ha producido a escala de laboratorio mediante termólisis de acetona a 600-700 °C . [8] [9]
CH3 COCH3 → CH2 = C = O + CH4
Esta reacción se llama síntesis de cetena de Schmidlin. [10]
A escala de laboratorio se puede producir mediante la descomposición térmica del ácido de Meldrum a temperaturas superiores a 200 °C. [ cita necesaria ]
Historia
Cuando se pasa a través de tuberías calentadas o alambres metálicos (como el cobre ) calentados eléctricamente a 500-600 °C en presencia de disulfuro de carbono , la acetona se descompone en metano y etenona, con un rendimiento del 95%. [11] [12]
La etenona fue descubierta al mismo tiempo por Hermann Staudinger (por reacción de bromuro de bromoacetilo con zinc metálico ) [13] [14] La deshidratación del ácido acético se informó en 1910. [15]
También se describió la descomposición térmica del anhídrido acético. [16]
ocurrencia natural
Se ha observado que la etenona se encuentra en el espacio, en cometas o en gas como parte del medio interestelar. [17]
Reacciones con amoníaco, agua, etanol y ácido acético.
Mecanismo de las reacciones anteriores.
La etenona reacciona con metanal en presencia de catalizadores como los ácidos de Lewis (AlCl 3 , ZnCl 2 o BF 3 ) para dar β-propiolactona . [19] El uso técnicamente más importante de la etenona es la síntesis de ácido sórbico mediante reacción con 2-butenal (crotonaldehído) en tolueno a aproximadamente 50 °C en presencia de sales de zinc de ácidos carboxílicos de cadena larga. Se obtiene así un poliéster de ácido 3-hidroxi-4-hexenoico, que se despolimeriza térmicamente [20] o hidrolíticamente para dar 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 ; [21] con ácido acético para formar anhídrido acético ; con amoniaco y aminas para formar etanamidas; [22] y con haluros de hidrógeno secos para formar haluros de acetilo. [23]
La formación de ácido acético probablemente ocurre mediante una formación inicial de 1,1-dihidroxieteno , que luego se tautomeriza para dar el producto final. [24]
La etenona también reaccionará consigo misma mediante fotocicloadiciones [2 + 2] para formar dímeros cíclicos conocidos como dicetenos . Por este motivo, no se debe almacenar durante periodos prolongados. [25]
Peligros
La exposición a niveles concentrados hace que los humanos experimenten irritación de partes del cuerpo como los ojos , la nariz , la garganta y los pulmones . Las pruebas de toxicidad ampliadas 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 . [26] [18]
La formación de cetena en la pirólisis del acetato de vitamina E , un aditivo de algunos productos de e-líquido , es un posible mecanismo del daño pulmonar informado [27] causado por el uso de cigarrillos electrónicos. [28]
Varias patentes describen la formación catalítica de cetena a partir de ácidos y acetatos carboxílicos, 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). [29] [30]
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. [31]
Un límite de IDLH se establece en 5 ppm, ya que esta es la concentración más baja productiva de una respuesta fisiológica clínicamente relevante en humanos. [32]
Referencias
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