El cloropreno ( nombre IUPAC 2-clorobuta-1,3-dieno ) es un compuesto químico con la fórmula molecular CH 2 =CCl−CH=CH 2. [3] El cloropreno es un líquido volátil incoloro, utilizado casi exclusivamente como monómero para la producción del polímero policloropreno, más conocido como neopreno , un tipo de caucho sintético .
Aunque puede haber sido descubierto antes, el cloropreno fue desarrollado en gran medida por DuPont a principios de la década de 1930, específicamente con la formación de neopreno en mente. [4] Los químicos Elmer K. Bolton , Wallace Carothers , Arnold Collins e Ira Williams están generalmente acreditados con su desarrollo y comercialización, aunque el trabajo se basó en el de Julius Arthur Nieuwland , con quien colaboraron. [5]
El cloropreno se produce en tres pasos a partir de 1,3- butadieno : (i) cloración , (ii) isomerización de parte de la corriente del producto y (iii) deshidrocloración de 3,4-diclorobut-1-eno.
Se añade cloro al 1,3-butadieno para producir una mezcla de 3,4-diclorobut-1-eno y 1,4-diclorobut-2-eno. Posteriormente, el isómero 1,4-dicloro se isomeriza hasta el isómero 3,4, que a su vez se trata con una base para inducir la deshidrocloración hasta 2-clorobuta-1,3-dieno. Esta deshidrohalogenación conlleva la pérdida de un átomo de hidrógeno en la posición 3 y del átomo de cloro en la posición 4, formando así un doble enlace entre los carbonos 3 y 4. En 1983, se produjeron de esta manera aproximadamente 2.000.000 kg. [3] La principal impureza del cloropreno preparado de esta manera es el 1-clorobuta-1,3-dieno, que generalmente se separa por destilación .
Hasta la década de 1960, la producción de cloropreno estuvo dominada por el "proceso de acetileno", que se inspiró en la síntesis original de vinilacetileno . [4] En este proceso, el acetileno se dimeriza para dar vinil acetileno, que luego se combina con cloruro de hidrógeno para producir 4-cloro-1,2-butadieno (un derivado de aleno), que en presencia de cloruro de cobre (I) , se reorganiza en el 2-clorobuta-1,3-dieno objetivo: [3]
Este proceso consume mucha energía y tiene altos costes de inversión. Además, el vinilacetileno intermedio es inestable. Este "proceso de acetileno" ha sido reemplazado por un proceso que agrega Cl 2 a uno de los dobles enlaces del 1,3-butadieno y posterior eliminación del HCl :
El cloropreno pertenece a la clase de peligro 3 (líquido inflamable). Su número ONU es 1991 y se encuentra en el grupo de embalaje 1.
El cloropreno es tóxico. Reacciona con el aire produciendo peróxidos, que también son tóxicos. La manipulación y exposición al cloropreno plantea un riesgo para la salud ocupacional de los trabajadores involucrados en la fabricación y producción de neopreno.
Como una forma de comunicar visualmente los peligros asociados con la exposición al cloropreno, el Sistema Globalmente Armonizado de Clasificación y Etiquetado de Productos Químicos de las Naciones Unidas ha designado los siguientes peligros para la exposición al cloropreno: inflamable, tóxico, peligroso para el medio ambiente, peligroso para la salud e irritante. El cloropreno presenta riesgo de incendio (punto de inflamación -4 °F (-20 °C)). [8] OSHA identifica el cloropreno como un líquido inflamable de categoría 2 y enfatiza que al menos un extintor de incendios portátil debe estar a una distancia de entre 10 y no más de 25 pies del área de almacenamiento de líquidos inflamables. [9] OSHA proporciona recursos para abordar líquidos inflamables en plantas industriales, que es donde existe la probable exposición al cloropreno (ver recursos externos). En forma de vapor, el cloropreno es más pesado que el aire.
Según el sistema de clasificación de la Asociación Nacional de Protección contra Incendios , el cloropreno está designado como peligro para la salud de categoría 2 (incapacitación temporal o lesión residual), peligro de incendio de categoría 3 (ignición en presencia de calor moderado) y reactividad de categoría 1 ( inestable a altas temperaturas y presiones). [10] [11]
La exposición crónica al cloropreno puede tener los siguientes síntomas: anomalías de la función hepática, trastornos del sistema cardiovascular y depresión del sistema inmunológico. [8]
La Agencia de Protección Ambiental designó al cloropreno como probablemente cancerígeno para los humanos basándose en evidencia de estudios que mostraron una asociación estadísticamente significativa entre la exposición ocupacional al cloropreno y el riesgo de cáncer de pulmón. [12] Ya en 1975, NIOSH había identificado los riesgos potenciales para la salud del cloropreno en su boletín citando principalmente dos estudios de cohortes rusos de quienes trabajaban con cloropreno en un entorno ocupacional. [13]
Varios estudios epidemiológicos e informes toxicológicos proporcionan evidencia de la capacidad del cloropreno para causar problemas de seguridad y salud ocupacional. Sin embargo, diversas revisiones sobre el grado en que se debe responsabilizar al cloropreno por los problemas de salud resaltan la importancia de una investigación científica sólida. [14] [15] [16] Sólo se ha registrado una muerte como resultado de la intoxicación por cloropreno que fue resultado de la limpieza de un recipiente utilizado para cloropreno. [dieciséis]
La principal preocupación ocupacional por el cloropreno se limita a las instalaciones que producen cloropreno y que utilizan cloropreno para producir el caucho sintético policloropreno. [12] NIOSH desarrolló una lista de acciones para abordar riesgos específicos en el lugar de trabajo. Estas acciones están representadas en su diagrama de la " Jerarquía de Controles " que se muestra a continuación con los pasos más efectivos en la parte superior y los menos efectivos en la parte inferior.
El alto potencial de vaporización y la inflamabilidad del cloropreno tienen implicaciones importantes para las operaciones de manipulación y almacenamiento en el entorno ocupacional. El cloropreno debe almacenarse en recipientes cerrados en un área fresca y bien ventilada con una temperatura no superior a 50 °F (10 °C). Además, el cloropreno tiene una alta reactividad y debe almacenarse lejos de agentes oxidantes como perclorato, peróxidos, permanganatos, cloratos, nitratos, cloro, bromo y flúor. Deben evitarse todas las actividades que conlleven un riesgo potencial de incendio. Por ejemplo, debería prohibirse fumar, tener llamas abiertas o utilizar herramientas que produzcan chispas para abrir o cerrar contenedores de almacenamiento. También se recomienda utilizar contenedores metálicos conectados a tierra y conectados a tierra para el transporte de cloropreno. [17]
A continuación se incluye una tabla de límites de exposición ocupacional (OEL) de varias jurisdicciones. En general, los OEL oscilan entre 0,55 ppm y 25 ppm. [18]
En el folleto TLV y BEI de 2018 de la ACGIH , el cloropreno se designó con una piel y una notación A2. La designación de notación cutánea se basa en investigaciones en animales y humanos que han demostrado la capacidad del cloropreno para ser absorbido por la piel. [19] Una designación A2 por parte de la ACGIH significa que la sustancia es un carcinógeno humano sospechoso con el respaldo de datos en humanos que se aceptan como de calidad adecuada, pero que pueden no ser suficientes para declarar una designación A1 (carcinógeno humano conocido). Además, la base del TLV para estas designaciones se debe a estudios científicos que muestran una asociación entre la exposición al cloropreno y el cáncer de pulmón, el tracto respiratorio superior (URT) y la irritación de los ojos. [20]
Se ha examinado el destino del cloropreno en el medio ambiente. [21] Debido a su volatilidad y extrema reactividad, no se espera que se bioacumule. [12]
En Estados Unidos sólo se puede transportar cloropreno estabilizado.