stringtranslate.com

Acetato de vinilo

El acetato de vinilo es un compuesto orgánico con la fórmula CH 3 CO 2 CH=CH 2 . Este líquido incoloro es el precursor del acetato de polivinilo , los copolímeros de eteno-acetato de vinilo , el alcohol polivinílico y otros polímeros industriales importantes. [3]

Producción

La capacidad de producción mundial de acetato de vinilo se estimó en 6.969.000 toneladas /año en 2007, con la mayor parte de la capacidad concentrada en los Estados Unidos (1.585.000, todas en Texas), China (1.261.000), Japón (725.000) y Taiwán (650.000). [4] El precio de lista promedio para 2008 fue de 1.600 dólares estadounidenses/tonelada. Celanese es el mayor productor (aproximadamente el 25% de la capacidad mundial), mientras que otros productores importantes incluyen China Petrochemical Corporation (7%), Chang Chun Group (6%) y LyondellBasell (5%). [4]

Es un ingrediente clave en el pegamento para muebles. [5]

Preparación

El acetato de vinilo es el éster de acetato del alcohol vinílico . Como el alcohol vinílico es muy inestable (con respecto al acetaldehído ), la preparación del acetato de vinilo es más compleja que la síntesis de otros ésteres de acetato.

La principal ruta industrial implica la reacción de etileno y ácido acético con oxígeno en presencia de un catalizador de paladio . [6]

Este método ha sustituido la adición de ácido acético al acetileno. La principal reacción secundaria es la combustión de precursores orgánicos.

Mecanismo

Los experimentos de cinética y marcado de isótopos sugieren que el mecanismo involucra intermediarios que contienen PdCH 2 CH 2 OAc. La eliminación del beta-hidruro generaría acetato de vinilo y un hidruro de paladio, que se oxidarían para dar hidróxido. [7]

Rutas alternativas

El acetato de vinilo se preparaba principalmente mediante hidroesterificación , es decir, la adición de ácido acético al acetileno en presencia de catalizadores metálicos. El acetato de vinilo fue preparado por primera vez utilizando catalizadores de mercurio (II) por Fritz Klatte en 1912. [3] En la actualidad, se utiliza acetato de zinc como catalizador:

CH3CO2H + C2H2 → CH3CO2CHCH2

Aproximadamente un tercio de la producción mundial depende de esta ruta, que, por ser perjudicial para el medio ambiente, se practica principalmente en países con regulaciones ambientales relajadas, como China.

Otra ruta para obtener acetato de vinilo implica la descomposición térmica del diacetato de etilideno :

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

Polimerización

Se puede polimerizar para dar acetato de polivinilo (PVAc). Con otros monómeros se puede utilizar para preparar varios copolímeros como etileno-acetato de vinilo (EVA), acetato de vinilo- ácido acrílico (VA/AA), acetato de cloruro de polivinilo (PVCA) y polivinilpirrolidona (copolímero Vp/Va, utilizado en geles para el cabello ). [8] Debido a la inestabilidad del radical, los intentos de controlar la polimerización mediante la mayoría de los procesos radicales "vivos/controlados" han resultado problemáticos. Sin embargo, la polimerización RAFT (o más específicamente, MADIX) ofrece un método conveniente para controlar la síntesis de PVA mediante la adición de un xantato o un agente de transferencia de cadena de ditiocarbamato .

Otras reacciones

El acetato de vinilo es útil en la síntesis orgánica . [9] La transacetilación se utiliza para obtener alcoholes y ésteres enantioenriquecidos. También se ha demostrado la transacetilación catalizada por iridio: [10] [11]

ROH + CH2 = CHOAc → ROCH=CH2 + HOAc

La transvinilación también es posible con acetato de vinilo, que sufre reacciones de Diels-Alder con dienos .

El acetato de vinilo experimenta muchas de las reacciones previstas para un alqueno y un éster . El bromo se añade para dar el dibromuro. Los haluros de hidrógeno se añaden para dar acetatos de 1-haloetilo, que no se pueden generar por otros métodos debido a la no disponibilidad de los haloalcoholes correspondientes. El ácido acético se añade en presencia de catalizadores de paladio para dar diacetato de etilideno, CH 3 CH(OAc) 2 . Experimenta transesterificación con una variedad de ácidos carboxílicos . [12] El alqueno también experimenta cicloadiciones de Diels-Alder y 2+2.

Evaluación de toxicidad

Las pruebas sugieren que el acetato de vinilo tiene una toxicidad baja. La DL50 oral para ratas es de 2920 mg/kg. [3]

El 31 de enero de 2009, la evaluación final del Gobierno de Canadá concluyó que la exposición al acetato de vinilo no es perjudicial para la salud humana. [13] Esta decisión, adoptada en virtud de la Ley de Protección Ambiental de Canadá (CEPA), se basó en nueva información recibida durante el período de comentarios públicos, así como en información más reciente de la evaluación de riesgos realizada por la Unión Europea.

En el contexto de una liberación a gran escala al medio ambiente, se clasifica como una sustancia extremadamente peligrosa en los Estados Unidos según se define en la Sección 302 de la Ley de Planificación de Emergencias y Derecho a Saber de la Comunidad de los Estados Unidos ( 42 USC 11002 ), según la cual "no cumple los criterios de toxicidad[,] pero debido a su letalidad aguda, alto volumen de producción [o] riesgo conocido se considera una sustancia química preocupante". Según esta ley, está sujeta a estrictos requisitos de notificación por parte de las instalaciones que la producen, almacenan o utilizan en cantidades superiores a 1000 libras. [14]

Véase también

Referencias

  1. ^ "Declaración de salud pública sobre el acetato de vinilo". Agencia para Sustancias Tóxicas y Registro de Enfermedades, Centros para el Control y Prevención de Enfermedades. Tiene un olor dulce, agradable y afrutado, pero puede resultar fuerte e irritante para algunas personas.
  2. ^ Guía de bolsillo del NIOSH sobre peligros químicos. "#0656". Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH).
  3. ^ abc Bienewald, Frank; Leibold, Edgar; Tužina, Pavel; Roscher, Günter (2019). "Ésteres de vinilo". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . Weinheim: Wiley-VCH. págs. 1–16. doi :10.1002/14356007.a27_419.pub2. ISBN 978-3-527-30385-4.
  4. ^ ab H. Chinn (septiembre de 2008). "Informe de investigación de marketing de CEH: acetato de vinilo". Chemical Economics Handbook . SRI consulting . Consultado el 1 de julio de 2011 .[ enlace muerto ]
  5. ^ Karl Shmavonian (24 de octubre de 2012). "La industria Pidilite de Madhukar Parekh le genera a su familia 1.360 millones de dólares". Forbes.com . Consultado el 27 de enero de 2013. Aunque Pidilite ha tenido que lidiar con el aumento del precio del monómero de acetato de vinilo, su principal materia prima.
  6. ^ Y.-F. Han; D. Kumar; C. Sivadinarayana y DW Goodman (2004). "Cinética de la combustión de etileno en la síntesis de acetato de vinilo sobre un catalizador de Pd/SiO2" (PDF) . Journal of Catalysis . 224 : 60–68. doi :10.1016/j.jcat.2004.02.028. Archivado desde el original (PDF) el 2008-03-07 . Consultado el 2006-11-05 .
  7. ^ Stacchiola, D.; Calaza, F.; Burkholder, L.; Schwabacher Alan, W.; Neurock, M.; Tysoe Wilfred, T. (2005). "Elucidación del mecanismo de reacción para la síntesis de acetato de vinilo catalizada por paladio". Angewandte Chemie International Edition . 44 (29): 4572–4574. doi :10.1002/anie.200500782. PMID  15988776.
  8. ^ "Copolímero VP/VA". Consejo de Productos para el Cuidado Personal. Archivado desde el original el 16 de octubre de 2012. Consultado el 13 de diciembre de 2012 .
  9. ^ Manchand, Percy S. (2001). "Acetato de vinilo". Enciclopedia de reactivos para síntesis orgánica . doi :10.1002/047084289X.rv008. ISBN 0-471-93623-5.
  10. ^ Tomotaka Hirabayashi; Satoshi Sakaguchi; Yasutaka Ishii (2005). "Síntesis de éteres vinílicos a partir de alcoholes y acetato de vinilo catalizada por iridio". Org. Sintetizador . 82 : 55. doi : 10.15227/orgsyn.082.0055 .
  11. ^ Yasushi Obora; Yasutaka Ishii (2012). "Apéndice de discusión: Síntesis catalizada por iridio de éteres vinílicos a partir de alcoholes y acetato de vinilo". Org. Sintetizador . 89 : 307. doi : 10.15227/orgsyn.089.0307.
  12. ^ D. Swern y EF Jordan, Jr. (1963). "Laurato de vinilo y otros ésteres de vinilo" (PDF) . Organic Syntheses, Volumen recopilado . 4 : 977. Archivado desde el original (PDF) el 5 de junio de 2011. Consultado el 11 de noviembre de 2007 .
  13. ^ "Resumen de los comentarios públicos recibidos sobre el borrador del informe de evaluación de detección del acetato de vinilo (CAS No. 108-05-4) elaborado por el Gobierno de Canadá" (PDF) . Health Canada. 2009.
  14. ^ "40 CFR: Apéndice A de la Parte 355: La lista de sustancias extremadamente peligrosas y sus cantidades límite de planificación" (PDF) . Código de Regulaciones Federales . título 40, vol. 30, parte 355, apéndice A (EPA) (edición de diciembre de 2017). Oficina de Imprenta del Gobierno : 474. Diciembre de 2017 . Consultado el 7 de marzo de 2018 – a través de US GPO.

Enlaces externos