Аллилбромид (106-95-6) Физические и химические свойства
Аллилбромид
Галогенсодержащий аллильный реагент, широко используемый в качестве реакционноспособного интермедиата в промышленном органическом синтезе и производстве специализированных химикатов.
| Номер CAS | 106-95-6 |
| Класс веществ | Аллильный галогенид (галогенсодержащий алифатический) |
| Типичная форма | Бесцветная до светло-желтой жидкость |
| Распространённые сорта | BP, EP, JP, Reagent Grade, USP |
Аллилбромид представляет собой низкомолекулярный ненасыщенный алкилбромид аллильного класса. Структурно это аллильный галогенид с молекулярной формулой \( \ce{C3H5Br} \); атом брома расположен на первичном аллильном атоме углерода пропенильного фрагмента. Пи-система двойной связи C=C, сопряжённая с бензилиоподобной (аллильной) позицией, стабилизирует карбокатионные и радикальные интермедиаты, усиливая реакционную способность в реакциях нуклеофильного замещения, радикального присоединения и полимеризации по сравнению с насыщенными первичными бромидами. Электронно атом брома оттягивает электронную плотность индуктивно, а аллильный резонанс делокализует положительный заряд в интермедиатах; топологическая полярная площадь равна 0, соединение не обладает донорной или акцепторной функцией водородных связей, что соответствует низкой полярности и умеренной липофильности.
Как галогенсодержащий ненасыщенный углеводород, аллилбромид ведёт себя как летучий, воспламеняющийся и электрофильный алкилирующий агент. Он слабо растворим в воде, но хорошо смешивается со многими органическими растворителями; летучесть и плотность пара выше плотности воздуха делают ингаляционный путь важным для воздействия. Химически он активен по отношению к нуклеофилам, окислителям и инициаторам радикалов, может подвергаться экзотермической полимеризации при инициации. В промышленности и лабораторной практике главным образом используется как аллилирующий интермедиат и химический строительный блок для производства полимеров, ароматизаторов, фармацевтики и агрохимикатов; в прошлом также применялся в качестве фумиганта. Распространённые коммерческие сорта включают: BP, EP, JP, Reagent Grade, USP.
Основные физические свойства
Плотность
- Сообщённые значения: \(1.4161\) при \(68\ ^\circ\mathrm{F}\) (USCG, 1999) — плотнее воды; опустится на дно. Альтернативное значение: \(1.398\) при \(20\ ^\circ\mathrm{C}/4\ ^\circ\mathrm{C}\).
Качественно плотность значительно превышает плотность воды, поэтому при крупных разливах формируется жидкая фаза, которая может оседать и скапливаться в низинах или сливных каналах; это влияет на меры по локализации разливов и контролю дренажа.
Температура плавления
- Сообщённые значения: \(-182\ ^\circ\mathrm{F}\) (USCG, 1999); \(-119\ ^\circ\mathrm{C}\).
Дополнительных экспериментально установленных данных по температуре плавления здесь не представлено, кроме приведённых значений.
Температура кипения
- Сообщённые значения: \(158\ ^\circ\mathrm{F}\) при \(760\ \mathrm{mmHg}\) (USCG, 1999); \(71.3\ ^\circ\mathrm{C}\) при \(760\ \mathrm{mmHg}\).
Температура кипения соответствует летучей органической жидкости при комнатных условиях; поэтому для контроля процессов важны давление пара в замкнутой системе и адекватная вентиляция.
Давление пара
- Сообщённое значение: \(136.0\ \mathrm{mmHg}\).
Относительно высокое давление пара при комнатной температуре указывает на существенное испарение и возможность быстрого улетучивания с поверхности жидкости; пары имеют плотность выше воздуха (сообщённая плотность пара \(4.17\) по отношению к воздуху).
Температура воспламенения
- Сообщённые значения: \(28\ ^\circ\mathrm{F}\) (USCG, 1999); \(-1\ ^\circ\mathrm{C}\); суммарно около \(30\ ^\circ\mathrm{F}\) (\(-1\ ^\circ\mathrm{C}\)).
Низкая температура воспламенения классифицирует вещество как легковоспламеняющееся; пары могут образовывать взрывоопасные смеси с воздухом (см. пределы воспламеняемости ниже).
Химические свойства
Растворимость и фазовое поведение
- Смешивается с алкоголем, хлороформом, эфиром, дисульфидом углерода и тетрахлоридом углерода.
- Растворимость в воде: \(3,835\ \mathrm{мг/л}\) при \(25\ ^\circ\mathrm{C}\).
Аллилбромид слабо растворим в воде, но хорошо растворяется во многих органических средах; это поддерживает его использование в качестве реагента в органической фазе. Учитывая его летучесть и плотность пара > 1, он формирует паровую фазу над жидкостными бассейнами и может накапливаться в низко расположенных, плохо проветриваемых местах.
Реакционная способность и стабильность
- Полимеризация может инициироваться повышенной температурой, окислителями, пероксидами.
- Разложение при нагревании выделяет токсичный бромоводород и связанные с ним бромсодержащие вещества.
- Профиль реакционной совместимости: бурно реагирует с окислителями и щелочами; относится к галогеносодержащим органическим и ненасыщенным алифатическим соединениям.
Аллилбромид является электрофильным алкилирующим агентом по аллильному атому углерода и легко претерпевает нуклеофильное замещение (включая быстрые SN2-реакции в аллильной позиции), радикальное присоединение и инициацию полимеризации при соответствующих условиях. При нагревании разлагается с выделением HBr — конструкции технологических процессов должны учитывать коррозионные и токсичные продукты разложения и включать меры ингибирования пероксидации/полимеризации при хранении или дистилляции.
Термодинамические данные
Стандартные энтальпии и теплоёмкость
Экспериментально установленное значение данного свойства отсутствует в текущем датасете.
Качественно, как и у других низкомолекулярных алкилбромидов, горение и разложение экзотермичны и образуют коррозионно активные продукты, содержащие бром; риски теплового разгона при дистилляции или реактивной обработке следует минимизировать контролем температуры и инертированием.
Молекулярные параметры
Молекулярная масса и формула
- Молекулярная формула: \( \ce{C3H5Br} \).
- Молекулярная масса: \(120.98\ \mathrm{г/моль}\) (сообщённое значение: 120.98).
- Точная/моноизотопная масса: \(119.95746\).
Идентификаторы для спецификации структуры: SMILES C=CCBr, InChI InChI=1S/C3H5Br/c1-2-3-4/h2H,1,3H2, InChIKey BHELZAPQIKSEDF-UHFFFAOYSA-N.
LogP и полярность
- Сообщённые XLogP / log Kow: XLogP = 1.8; log Kow = 1.79.
- Топологическая полярная площадь (TPSA): 0.
- Доноры водородных связей: 0; акцепторы водородных связей: 0.
Умеренная липофильность и отсутствие функций водородных связей объясняют ограниченную растворимость в воде и умеренную проницаемость через мембраны и кожные покровы; измеренные предельные значения профессионального воздействия соответственно низки.
Структурные особенности
Аллилбромид содержит терминальную двойную связь C=C, соседствующую с бромометильным заместителем (аллильный бромид). Аллильная позиция обеспечивает: - Повышенную реактивность по отношению к нуклеофилам (стабилизированный карбокатион/переходное состояние); - Повышенную активность в радикальной химии и склонность к реакциям присоединения или полимеризации; - Алкилирующее поведение, способное модифицировать тиольные биомолекулы и нуклеофильные центры в белках и нуклеиновых кислотах.
Сочетание электрофильного аллильного центра и хорошей уходящей группы (Br) делает молекулу широко используемым аллилирующим реагентом в органическом синтезе, а также мощным биологическим алкилирующим агентом.
Идентификаторы и синонимы
Реестровые номера и коды
- Номер CAS: 106-95-6
- Номер Европейского сообщества (EC): 203-446-6
- УН/НА номер транспортировки: UN1099
- UNII: FXQ8X2F74Z
- Другие реестровые идентификаторы указаны в исходных примечаниях (например, ChEMBL, DSSTox) и могут использоваться для перекрестных ссылок в процессах закупок и регуляторных процедурах.
Синонимы и структурные названия
Распространённые синонимы и структурные наименования включают: аллилбромид; 3-бромпроп-1-ен; 3-бромпропен; 3-бром-1-пропен; 1-пропен, 3-бром-; 2-пропенилбромид; 1-бром-2-пропен; CH2=CHCH2Br. Эти синонимы широко применяются в технических спецификациях, документации по закупкам и материалах по технике безопасности.
Промышленные и коммерческие применения
Типичные области использования и отраслевые секторы
Аллилбромид преимущественно используется в качестве химического промежуточного соединения в органическом синтезе и как строительный блок для: - Производства полимеров и смол (включая сополимеризацию с диоксидом серы); - Синтетических ароматизаторов и промежуточных соединений для парфюмерии; - Фармацевтических и агрохимических промежуточных веществ; - Специализированных аллильных производных, применяемых в дальнейших химических превращениях.
Профессиональное воздействие может возникать на производствах химической продукции и при формулировании, а также в отраслях, где реакции аллилирования проводятся в промышленном масштабе.
Роль в синтезе и препаративных смесях
Функционально аллилбромид служит коммерческим аллилирующим реагентом для введения аллильной группы в нуклеофилы (кислород-, азот-, сера- и углерод-нуклеофилы) и как мономер/промежуточное вещество в полимерной химии. Он подвергается обработке и дозировке как реакционноспособный жидкий реагент; контроль процесса обычно включает ингибиторы для предотвращения неконтролируемой полимеризации и стабилизаторы для транспортировки и хранения.
Если краткое описание применения недостаточно для конкретного случая, выбор основывается на профиле реакционной способности данного соединения (аллильный электрофил, летучесть, воспламеняемость).
Обзор безопасности и обращение
Острая и профессиональная токсичность
- Указанные показатели острой токсичности и порогов воздействия: RD50 (раздражение дыхательных путей) = \(257.0\ \mathrm{ppm}\); TLV \(0.1\ \mathrm{ppm}\) с TLV-STEL \(0.2\ \mathrm{ppm}\).
- Примеры данных токсичности: LD50 (перорально, морская свинка) = \(30\ \mathrm{мг/кг}\); LD50 (внутриперитонеально, мышь) = \(108\ \mathrm{мг/кг}\); LC50 (крыса, ингаляционно) приведены значения (например, \(2020\ \mathrm{ppm}/30\ \mathrm{мин}\) в одном исследовании и другое значение \(10{,}000\ \mathrm{мг/кг}\) для ингаляции крысами 30 мин).
- Зарегистрированные эффекты для здоровья: тяжелые ожоги глаз и кожи, раздражение дыхательных путей, слизистых оболочек, системная токсичность, включая поражения желудочно-кишечного тракта и лёгких. Аллилбромид является алкилирующим агентом, способным модифицировать тиольные группы и ДНК; имеются сведения о мутагенности аллильных алкилирующих соединений.
С учётом низких пределов профессионального воздействия и установленной токсичности при кожном и ингаляционном контакте, в производственных и эксплуатируемых помещениях необходимы инженерные меры контроля (местная вытяжная вентиляция), герметизация процессов и строгие требования к средствам индивидуальной защиты. При экстренной первой помощи показано немедленное промывание при попадании в глаза или на кожу и срочное медицинское обследование при вдыхании или проглатывании.
Требования к хранению и обращению
- Условия хранения: содержать плотно закрытым; хранить в прохладном, сухом, хорошо проветриваемом месте, вдали от окислителей и щелочей. Хранить отдельно от источников тепла и возгорания.
- Пожаро- и взрывоопасность: высоковоспламеняющаяся жидкость и пар; нижний предел воспламенения \(4.4\%\) по объёму, верхний предел воспламенения \(7.3\%\) по объёму. Температура самовоспламенения \(563\ ^\circ\mathrm{F}\) (\(295\ ^\circ\mathrm{C}\)). Пары тяжелее воздуха, могут перемещаться к источникам возгорания и создавать обратное пламя.
- Действия при чрезвычайных ситуациях: при пожаре выделяются токсичные гидробромид и соединения на основе брома. Использовать сухие химические порошки, CO2, спиртоустойчивую пену или водяной туман для тушения больших пожаров (охлаждение контейнеров). Эвакуировать и изолировать зону разлива; исключить источники возгорания и заземлить оборудование при перекачке.
- Средства индивидуальной защиты: химически стойкие перчатки, защитные очки или лицевой щиток, соответствующая защитная одежда; средства защиты дыхания (аппараты с подачей положительного давления) при высокой концентрации паров или при аварийных ситуациях.
При проектировании процессов и закупках учитывать требования к стабилизации и ингибированию полимеризации для операций хранения и дистилляции. Для получения подробной информации об опасностях, транспортировке и нормативных требованиях рекомендуется обращаться к соответствующему Паспорту безопасности (SDS) и местному законодательству.
