Дибромхлорметан (124-48-1) Физические и химические свойства
Дибромхлорметан
Плотный галогенпроизводный метан, используемый в качестве реагента и аналитического эталона в специализированном синтезе и лабораторных работах.
| Номер CAS | 124-48-1 |
| Класс | Галогеналкановые углеводороды |
| Типичная форма | Бесцветная до светло-желтой жидкости |
| Часто доступные сорта | EP, JP, USP |
Дибромхлорметан — это галогеналкановый углеводород (галоформ) из класса тригалогенметанов. Его молекулярная формула — \( \ce{CHBr2Cl} \), однокарбоновое, тетрагалоидованное производное метана, в котором два брома и один хлор связаны с центральным атомом углерода. Электронная структура подчинена крупным, поляризуемым галогенным заместителям; молекула не содержит доноров или акцепторов неподелённых электронных пар гетероатомов, подходящих для классического водородного связывания, и имеет рассчитанную топологическую площадь полярной поверхности 0, что соответствует низкой полярности, но значительной поляризуемости и высокой плотности из-за тяжёлых галогенов.
Физико-химические свойства типичны для малых галоформ: низкая водная полярность и умеренная липофильность (см. logP), летучесть, достаточная для перехода в атмосферу из воды и почв, существенная плотность по сравнению с водой и ограниченная химическая реакционная способность в нейтральных условиях. Соединение химически стабильно к нейтральному гидролизу, но может подвергаться окислению и метаболической активации с образованием реакционноспособных дигалогенкарбонильных соединений при сильных окислительных или метаболических условиях. Его летучесть и низкая адсорбция в воде способствуют удалению посредством испарения с поверхностей водных объектов; анаэробное биоразложение значительно, в то время как аэробное происходит медленно.
С практической точки зрения, дибромхлорметан встречается как синтетический промежуточный продукт и как непреднамеренный побочный продукт дезинфекции при хлорировании вод. Профессиональные воздействия возможны на производстве и при использовании в качестве промежуточного вещества; пути воздействия включают ингаляцию испарений и приём загрязнённой воды. Распространённые коммерческие сорта: EP, JP, USP.
Основные физические свойства
Плотность
Экспериментально зарегистрированы очень высокие значения плотности для малых органических соединений: \(2.451\ \mathrm{г}/\mathrm{см}^3\) при \(68\ ^\circ\mathrm{F}\) (данные), отмечено, что плотность выше плотности воды, следовательно, вещество, вероятно, тонет в водных средах. Указано безразмерное значение относительной плотности (удельного веса) \(2.38\).
Температура плавления
Отчёт о двух экспериментах: \(-8\ ^\circ\mathrm{F}\) (данные) и \(-20\ ^\circ\mathrm{C}\). При необходимости точного значения замерзания для технологических процессов или хранения при низкой температуре рекомендуется проверять значение с учётом аналитической информации конкретной партии.
Температура кипения
Сообщены различные экспериментальные значения температур кипения: \(246\)–\(248\ ^\circ\mathrm{F}\) при \(748\ \mathrm{мм рт.ст.}\) (данные), а также \(121.3\)–\(121.8\ ^\circ\mathrm{C}\); в других источниках — \(123\)–\(125\ ^\circ\mathrm{C}\). Таким образом, соединение является умеренно летучей жидкостью при комнатной температуре с нормальным диапазоном кипения около \(121\)–\(125\ ^\circ\mathrm{C}\).
Давление пара
Давление пара: \(45.7\ \mathrm{мм рт.ст.}\) при \(63\ ^\circ\mathrm{F}\) и \(54.9\ \mathrm{мм рт.ст.}\) при \(75\ ^\circ\mathrm{F}\) (данные). Ещё одно значение — \(5.54\) мм рт.ст. Эти показатели свидетельствуют о заметном давлении пара при комнатной температуре и значительной летучести из водных и почвенных поверхностей.
Температура воспламенения
Доступные экспериментальные сведения противоречивы: ранний обзор указывает «Температура воспламенения не определена». Позднее экспериментальное сообщение даёт «температура воспламенения выше \(200\ ^\circ\mathrm{F}\)». Для оценки пожарной опасности рассматривайте вещество как с низкой горючестью при обычных условиях обращения, но обязательно консультируйтесь с паспортом безопасности (SDS) конкретной партии для данных о температуре воспламенения и мерах экстренного реагирования.
Химические свойства
Растворимость и фазовое поведение
Указанные показатели растворимости: «менее 1 мг/мл при \(68\ ^\circ\mathrm{F}\)» (данные) и отдельно «В воде 2,70×10^3 мг/л при \(20\ ^\circ\mathrm{C}\)». Описывается как «растворимый в этаноле, эфире, бензоле, тетрахлорметане, органических растворителях и ацетоне» и «Смешивается с органическими растворителями». Несколько конкретных заявлений указывают растворимость свыше 10% в ацетоне, бензоле, эфире и этаноле. Практически дибромхлорметан слабо до умеренно растворим в воде (в зависимости от условий измерения), но хорошо смешивается с большинством неполярных и умеренно полярных органических растворителей; он сильно распределяется в органические фазы и в атмосферу.
Параметры распределения и летучести: экспериментальный log Kow = 2.16 и вычисленный XLogP = 2.6; показатели закона Генри и давления пара (см. выше) указывают на склонность к испарению из водных систем.
Реакционная способность и стабильность
Соединение химически стабильно в нейтральных условиях, несовместимо с сильными основаниями, сильными окислителями и металлическим магнием. Тепловое разложение и окислительная деградация приводят к образованию хлороводорода, бромоводорода, монооксида и двуоксида углерода, а также реакционноспособных дигалогенкарбонильных соединений (аналог фосгена); такие продукты деградации токсичны и коррозионны. При щелочных условиях гидролиз на коротких временных интервалах пренебрежимо мал, однако константа скорости второго порядка при катализе основанием равна 3.1×10⁻⁴ Л/(моль·с) с оценённым периодом полураспада в столетия при нейтральном pH (около 700 лет при pH 7) и десятилетия при щелочном pH (около 70 лет при pH 8) (данные оценок). Метаболическая активация в биологических системах происходит при участии монооксигеназ с образованием реактивных промежуточных продуктов и возможным выделением монооксида углерода и других соединений.
Термодинамические данные
Стандартные энтальпии и теплоёмкость
Доступные стандартные термохимические данные для газовой фазы при \(25\ ^\circ\mathrm{C}\): энтальпия образования \(-5.0\) ккал/моль (газ), энергия Гиббса образования \(-4.50\) ккал/моль (газ), энтропия \(78.31\) кал/град·моль (газ). Экспериментальные данные по теплоёмкости при постоянном давлении в рассматриваемом контексте отсутствуют.
Молекулярные параметры
Молекулярный вес и формула
- Молекулярная формула: \( \ce{CHBr2Cl} \)
- Молекулярный вес: \(208.28\) (данные)
- Точная масса: \(207.81130\) (данные)
- Моноизотопная масса: \(205.81335\) (данные)
- Количество тяжёлых атомов: \(4\) Эти параметры отражают молекулу с одним атомом углерода, несущим три тяжёлых галогеновых заместителя и один атом водорода.
LogP и полярность
- Расчётный XLogP3-AA: \(2.6\) (данные)
- Экспериментальный log Kow: \(2.16\) (данные)
- Топологическая площадь полярной поверхности (TPSA): \(0\)
- Число доноров водородных связей: \(0\)
- Количество акцепторов водородных связей: \(0\) Умеренные положительные значения logP указывают на среднюю растворимость в липидах, что соответствует фазовому распределению в органические фазы и биологические мембраны, тогда как значения TPSA и параметры водородных связей указывают на минимальное количество полярных поверхностных участков.
Структурные особенности
Структурно молекула является тетраэдрической вокруг атома углерода, без подвижных связей за исключением ориентировок, допускаемых симметрией вокруг связей C–X; заявленное количество вращающихся связей равно \(0\). Отсутствие функций, способных образовывать водородные связи, в сочетании с тяжёлыми галогенами приводит к низкой классической полярности, но высокой поляризуемости, высокой молекулярной плотности и значительному показателю преломления (заявленный показатель преломления \(= 1.5482\) при \(20\ ^\circ\mathrm{C}\)/D). Химическая сложность рассчитывается как \(13.5\) (вычисленный показатель). Малый размер и отсутствие функциональных групп, подверженных быстрому гидролизу, объясняют химическую устойчивость в аэробных условиях и чувствительность к биотическому анаэробному разложению.
Идентификаторы и синонимы
Регистрационные номера и коды
- Номер по реестру CAS: 124-48-1
- Номер Европейского сообщества (EC): 204-704-0
- UNII: 3T4AJR1H24
- UN Number: 2810 (CHLORODIBROMOMETHANE)
- ChEBI: CHEBI:34627
- ChEMBL: CHEMBL157093
- DSSTox Substance ID: DTXSID1020300 (и DTXSID30188461)
- HMDB: HMDB0059903
- KEGG: C14692
Также сопутствующие идентификаторы и регистрационные обозначения указаны в списках поставщиков и нормативных документов; уточняйте конкретный идентификатор при закупках и в регуляторных документах.
Синонимы и структурные наименования
Распространённые синонимы и альтернативные названия вещества включают: хлордибромметан; дибромхлорметан; дибром(хлоро)метан; монохлордибромметан; хлорбромформ; CDBM; дибромомонохлорметан; CHBr2Cl; CHClBr2; метан, хлордибромовый; дибромхлорметан (стабилизирован этанолом). Для аналитических целей и закупок сверяйте синоним, используемый поставщиком, с номером CAS.
Также доступны молекулярные идентификаторы:
- SMILES: C(Cl)(Br)Br
- InChI: InChI=1S/CHBr2Cl/c2-1(3)4/h1H
- InChIKey: GATVIKZLVQHOMN-UHFFFAOYSA-N
(Приведённые SMILES/InChI/InChIKey представлены как машинные идентификаторы для поиска структур и спектральных баз данных.)
Промышленные и коммерческие применения
Типичные области применения и отрасли
Дибромхлорметан используется как химический промежуточный продукт при производстве других органических химикатов, включая вещества для тушения пожаров, аэрозольные пропелленты, хладагенты и некоторые пестициды. Также он встречается как малый побочный продукт дезинфекции при взаимодействии хлора с природным органическим веществом в процессе очистки воды; поэтому контролируется в программах мониторинга качества питьевой воды. Пути воздействия включают промышленное обращение, использование в качестве промежуточного продукта и непреднамеренное воздействие посредством хлорированной воды и плавательных бассейнов.
Роль в синтезе и формулах
В синтезе используется как реагент/промежуточное соединение, например, при подготовке органортутистых производных и в реакциях образования галогенкарбеновых интермедиатов (бромхлоркарбен). Основное применение — в качестве галогенсодержащего строительного блока или реагента-растворителя для неполярных реакционных сред; обычно не применяется в средах, требующих полярной реакционной способности или водородных связей.
Коммерчески доступные чистоты и формулы включают аналитические и стабилизированные растворы, а также распространённые сорта чистоты (например, 98% и 99%, стандарты растворов). При разработке формул учитывайте летучесть соединения, высокую плотность и растворимость в различных растворителях при выборе сорастворителей и стабилизаторов.
Обзор безопасности и обращения
Острая и профессиональная токсичность
Дибромхлорметан является острым токсикантом при различных путях воздействия (орально, ингаляционно, через кожу) и вызывает угнетение центральной нервной системы при высоких дозах. Целевые органы у животных включают печень и почки; при повторных дозах наблюдаются гепатотоксичность и нефротоксичность. Известные значения медианной летальной дозы (LD50) включают оральную LD50 для крыс \(= 370\ \mathrm{мг}/\mathrm{кг}\) (самцы) и более высокие для самок крыс и мышей (диапазоны опубликованы). Метаболизм происходит с участием оксидативных ферментов, образующих реакционноспособные интермедиаты, способные формировать ковалентные аддукты и продуцирующие окись углерода как метаболит.
В классификации опасностей отмечаются острая токсичность, специфическое поражение органов-мишеней (наркотические эффекты), репродуктивная и генотоксическая активность в некоторых уведомлениях, а также токсичность для водной среды. Сообщаемые коды опасностей включают H302 (вредно при проглатывании), H336 (может вызвать сонливость или головокружение), H341 (подозрение на мутагенность), H361 (подозрение на вред для репродуктивной функции или плода), H373 (может вызвать повреждение органов при длительном или повторном воздействии), а также коды для акватоксичности (например, H401/H410/H411) в зависимости от конкретной классификации. Соединение демонстрирует ограниченные данные по канцерогенности в ряде исследований на животных; общая классификация — «не классифицируется как канцерогенное для человека (Группа 3)» согласно доступным оценкам.
Меры контроля на рабочем месте должны сосредотачиваться на минимизации ингаляционного и кожного воздействия: инженерные меры (местная аспирация), соответствующие респираторы при концентрациях паров выше пределов, химически стойкие перчатки (рекомендуются материалы, такие как Viton или бутиловая резина), защитные очки с брызгозащитой или лицевой щиток, а также защитная одежда. В аварийных случаях использовать автономные дыхательные аппараты. Организация рабочих процедур должна исключать контакт с кожей и проглатывание.
Особенности хранения и обращения
Хранить материал в прохладном, хорошо проветриваемом месте, защищённом от света и тепла. Контейнеры должны быть плотно закрыты, предпочтительно под инертной атмосферой, если это указано поставщиком; избегать совместного хранения с сильными окислителями, сильными щелочами и реакционноспособными металлами. Поскольку термическое или окислительное разложение может образовывать коррозионно-активные и токсичные газы (HCl, HBr, CO, CO2 и реакционноспособные дигалогенкарбонильные соединения), контролировать источники возгорания и тепла, а также обеспечивать наличие соответствующих средств тушения пожара как в газовой, так и в жидкой фазе.
При разливах и утечках обеспечивать вентиляцию, использовать абсорбирующие материалы; собирать для утилизации или обезвреживания, избегать попадания в дренажные системы. Не прикасаться к разлитому веществу без соответствующих средств индивидуальной защиты. Для тушения пожаров применять сухие химические средства, CO2 или другие подходящие огнетушащие вещества; избегать прямого контакта с продуктами разложения. При обращении с отходами соблюдать местные нормативы и использовать документацию по безопасности конкретного продукта.
Для подробной информации о рисках, транспортировке и нормативных требованиях рекомендуется обращаться к паспорту безопасности вещества (SDS) и местному законодательству.
