1-Бромбутан (109-65-9): свойства, применение и данные по безопасности

Соединение 1-бромбутан, признанное номером CAS 109-65-9, является органическим веществом, используемым в различных секторах. Это алкилгалогенид, который жизненно важен для органического синтеза, служащий в качестве лидирующего элемента для производства фармацевтических, агрохимических и специальных химикатов. Отрасли промышленности постоянно совершенствуются, поэтому знание характеристик, применения и мер безопасности таких соединений, как 1-бромбутан, имеет основополагающее значение для обеспечения профессионализма, стремящегося к эффективности, при этом защищая риски для здоровья. В этой статье рассматривается 1-бромбутан и его химические характеристики, применение и необходимые меры предосторожности в отношении здоровья и безопасности при его использовании. Исследователи, инженеры-химики и специалисты по технике безопасности найдут это руководство полезным для понимания рассматриваемых вопросов.

Какова процедура синтеза 1-бромбутана?

Объясните шаги.

1. Фаза подготовки: Первичные реагенты для реакции синтеза н-бутанол, бромистоводородная кислота (HBr) и серная кислота ((H₂SO₄) дымящая башня три, Налить) - концентрированные это формы кислот.
2. Настройка реакции: Добавьте н-бутанол и бромистоводородную кислоту в реакционную колбу. Концентрированную серную кислоту следует добавлять с большой осторожностью, пошагово, чтобы размешать реакцию, а также катализировать ее.
3. Движение и обогрев: Подайте тепло на обратный поток к смеси, это необходимо для автоматического кипения, чтобы действие оставалось на месте во время нагревания и обратного потока, н-бутанол должен быть превращен в 1-бромбутан, шаг должен внимательно контролироваться, чтобы не допустить каких-либо дополнительных химических реакций.
4. Фаза очищения: Растворите 1-бромбутан во время разделительной дистилляции в циркуляционном холодильнике и сохраните сумму кислот по концентрациям, которые отделяются в петлях после перегонки и высушиваются с помощью осушающих агентов, таких как эозин, например, хлорид кальция.
5. Ремонтные работы на дистилляционном заводе: Дистилляция должна соответствовать критерию чистоты для 1-бромбутана, предназначенного для конечной цели, поэтому следует проводить дополнительную окончательную очистку.

Типичные пути реакции в синтезе 1-бромбутана

1. Свободнорадикальное галогенирование: Это влечет за собой простую реакцию замещения галогена, в ходе которой атом водорода в бутане заменяется атомом брома. Реакция инициируется разрывом связи брома под воздействием тепла или ультрафиолетового света. Образуются радикалы брома, которые связываются с бутаном, превращая его в 1-бромбутан (Br-хлоралкан). Эта стратегия не очень точна, и в качестве нежелательных побочных продуктов могут образовываться другие изомеры.
2. Нуклеофильное замещение (SN2): Основной метод, используемый в производстве 1-бромбутана. 1-бутанол реагирует с бромистым натрием (NaBr) в присутствии концентрированной серной кислоты (H2SO4), в результате чего бромирование происходит в активном центре функциональной группы спирта -OH. Эта реакция происходит в один этап и наиболее подходит для производства 1-бромбутана.

Понимание этих механизмов дает представление о шагах, которые необходимо предпринять при синтезе 1-бромбутана, сохраняя при этом низкий уровень загрязняющих веществ в конечном продукте.

Основные факторы, связанные с безопасностью при подготовке синтеза 1-бромбутана:

• Вентиляция: Рабочее пространство должно надлежащим образом проветриваться или следует использовать вытяжной шкаф для устранения воздействия вредных паров, таких как газ HBr.
• Защитная экипировка: Надевайте соответствующие средства индивидуальной защиты, такие как защитные очки или другие средства защиты глаз, химически стойкие перчатки и лабораторные халаты, чтобы свести к минимуму контакт кожи и глаз с едкими и ядовитыми материалами.
• Обращение с реагентами: Следует проявлять осторожность при использовании концентрированной серной кислоты и бромистоводородной кислоты. Обе кислоты очень едкие. Всегда помните, что кислоту нужно добавлять в воду, а не наоборот, иначе могут возникнуть бурные реакции.
• Наркотики должны быть нейтрализованы при необходимости утилизировать в соответствии с местными правилами.

Легковоспламеняющиеся вещества должны храниться вдали от открытого огня, а также должны быть реализованы другие средства пожаротушения. На рабочем месте следует использовать только неискрящие инструменты.

Как химические идентификаторы помогают классифицировать 1-бромбутан?

Проверка номера CAS 109-65-9

Номер CAS 109-65-9 — это специальный числовой регистр, который идентифицирует 1-бромбутан. Этот номер служит его ссылкой в ​​различных базах данных, отраслях промышленности и даже государственных учреждениях. Использование номеров CAS гарантирует эффективный обмен информацией и сводит к минимуму двусмысленность при обсуждении соединения. Эта система полезна для более легкого получения химикатов, документов по безопасности и юридических требований, поскольку она служит универсальной идентификацией для 1-бромбутана независимо от других веществ, которые носят то же название.

Интерпретация молекулярной массы и удельного веса 1-бромбутана

1-бромбутан легче других органических соединений с молекулярной массой 137.02 г/моль. Его удельный вес составляет около 1.27 при 20°C, что означает, что он имеет более высокую плотность, чем вода. Эти особенности имеют практическое значение, поскольку они влияют на реакцию химического вещества, а также на его потребности в хранении.

Роль химических идентификаторов в спецификации 1-бромбутана.

В промышленной и научной сферах химические идентификаторы имеют большое значение, когда речь идет о точной спецификации и классификации 1-бромбутана. Основные идентификаторы включают регистрационный номер CAS (CAS RN), молекулярную формулу и стандартизированные представления структур. Регистрационный номер CAS для 1-бромбутана — 109-65-9. Это уникальный номер, который принят во всем мире и может использоваться без противоречий для соединения в химических базах данных и литературе.

Молекулярная формула C4H9Br отображает соотношение и количество составляющих атомов молекулы, что также помогает в описании ее состава. Более того, в химической промышленности и исследовательской среде соблюдаются определенные руководящие принципы номенклатуры, поэтому 1-бромбутан является его названием по ИЮПАК. Br и C4H9 являются усовершенствованными электронными представлениями, известными как SMILES и InChI (1S/C4H9Br/c1-2-3-4-5/h2-4H2,1H3) соответственно, которые обеспечивают машинную читаемость, следовательно, совместимость с вычислительным моделированием и системами хранения данных.

По этим идентификаторам легко понять, что 1-бромбутан может быть единообразно распознан, управляем и применен в синтезе материалов, управлении опасностями и контроле за соблюдением нормативных требований, например, с международными стандартами REACH и GHS. Эта большая простота в избежании несоответствий в глобальной торговой и научной документации облегчается точностью.

Каковы факторы риска и защиты от 1-бромбутана?

Распознавание возможных факторов риска 1-бромбутана.

Существуют многочисленные потенциальные угрозы, создаваемые 1-бромбутаном, которые в первую очередь обусловлены его химическими и физическими характеристиками. Он считается легковоспламеняющимся, а его пары могут образовывать взрывоопасные смеси с воздухом. Воздействие на кожу, глаза и горло может быть весьма раздражающим. Хроническое воздействие может привести к эффектам на центральную нервную систему, таким как головокружение или сонливость. Чтобы избежать опасности, необходимо использовать средства индивидуальной защиты (СИЗ), такие как перчатки и очки, а также надлежащие протоколы хранения и вентиляции. Для получения дополнительных инструкций всегда следует обращаться к Паспорту безопасности (SDS).

Предлагаемые рекомендации по выбору контейнеров и хранению.

При работе с летучими или опасными материалами следует выбирать только соответствующие контейнеры, чтобы обеспечить безопасное обращение и хранение, в дополнение к строгим протоколам хранения. Контейнеры должны быть изготовлены из совместимых, нереактивных материалов, таких как полиэтилен высокой плотности (HDPE) для менее реактивных веществ и даже нержавеющая сталь для более реактивных веществ. Например, легковоспламеняющиеся жидкости должны храниться в контейнерах, сертифицированных DOT и UN. Эти контейнеры также должны иметь надежные герметичные уплотнения, чтобы избежать проливания контейнеров или утечки паров.

При хранении предметов необходимо обеспечить особые условия, такие как хорошая вентиляция, сухость и прохлада в помещении для хранения. Также необходимо, чтобы не было прямого воздействия солнечного света или других источников тепла. Кроме того, необходимо поддерживать стабильность температуры, поскольку для большого количества химикатов требуется диапазон температур от 15 до 25 градусов по Цельсию или, другими словами, от 59 до 77 градусов по Фаренгейту. Легковоспламеняющиеся вещества необходимо хранить в огнестойких шкафах, которые также должным образом заземлены, чтобы исключить вероятность возникновения статических пожаров. Кроме того, маркированные опасные материалы должны быть разделены по классу совместимости, чтобы избежать особо опасных химических реакций, а также должны быть четко маркированы и храниться на уровне или ниже рекомендуемых пределов объема для снижения рисков. Эти зоны необходимо регулярно проверять, поскольку несоблюдение этого требования может привести к проблемам с соблюдением требований безопасности и возможному ухудшению или отказу в сдерживании.

Определение температуры вспышки и опасностей паров

Температура вспышки описывается как минимальная температура, которая требуется жидкости для превращения в газ, чтобы воспламениться при наличии источника возгорания. Этот фактор имеет решающее значение для определения воспламеняемости и принятия решения о надлежащих методах обращения с определенным веществом. Когда летучая жидкость выделяет пары, образуется опасность испарения, и когда эти пары смешиваются с воздухом, она может стать взрывоопасной. Чтобы минимизировать риски, связанные с температурой вспышки и опасностью испарения, необходимо соблюдать надлежащие правила вентиляции и хранения. Наконец, всегда проверяйте паспорта безопасности материалов на предмет подробных указаний о том, как безопасно и правильно обращаться и хранить.

Каким образом 1-бромбутан реагирует с различными соединениями?

Реакция 1-бромбутана с водородом и другими соединениями:

При правильных условиях 1-бромбутан может реагировать с водородом, давая бутан через реакцию гидрирования. Для того, чтобы процесс происходил в течение разумного периода времени, необходимы катализаторы, такие как никель или палладий, а также повышенные температуры и давления. Кроме того, 1-бромбутан не ограничивается нуклеофильным замещением водородом; могут использоваться и другие вещества, такие как гидроксид-ионы, чтобы давать бутанол или цианид-ионы, которые образуют бутаннитрил; однако эти реакции зависят от реакционной среды и температуры, поэтому их часто проводят в полярных апротонных растворителях. Эти растворители повышают реакционную способность и температуру. Обращайтесь с веществами осторожно.

Применение 1-бромбутана в органическом синтезе:

1-бромбутан широко используется в органическом синтезе, поскольку является мощным алкилирующим агентом. Его полезность обусловлена ​​его склонностью к нуклеофильному замещению, что позволяет ему служить промежуточным продуктом в синтезе разнообразных органических соединений. Например, 1-бромбутан замещает этоксид натрия, давая этилбутиловый эфир по механизму S\(_N\)2, часто используемому в синтезе эфиров. Аналогично, 1-бромбутан дает бутаннитрил с цианидом калия, который используется для образования аминов и карбоновых кислот, открывая ворота для синтеза фармацевтических и агрохимических соединений.

Вставка бутильных групп в более длинные алкильные цепи — это синтез поверхностно-активных веществ, одно из самых полезных применений этого химиката. Кроме того, в полимерной химии бромбутан из водорослей служит в качестве алкилирующего звена функционального мономера. Полимерист получает материал с лучшими свойствами полученных полимеров.

Алкилбромиды, такие как 1-бромбутан, как было доказано статистическим исследованием, имеют константу скорости реакции около 10\^6 л.моль\^{-1}.с\^-1 при нормальных условиях и при воздействии некоторых других нуклеофилов. Оба эти показателя отражают эффективность и производительность химиката в лабораторных и промышленных условиях. Это означает ценность в диверсификации соединений. Эффект отсроченной температуры, как и тип растворителя и нагрева, влияет на то, как частицы содержатся в этих структурах, тем самым повышая значение, тем самым иллюстрируя необходимость хорошо спроектированных реакций.

Исследование реагентов Гриньяра с использованием 1-бромбутана в качестве прекурсора

Реактив Гриньяра получают из 1-бромбутана путем реакции 1-бромбутана с магнием в присутствии эфирного растворителя, обычно диэтилового эфира, который является безводным. Эта реакция производит бутилмагнийбромид, важное металлоорганическое соединение, реактивы Гриньяра чрезвычайно чувствительны к влаге, так как вода гидролизует их и разрушает их полезность. Магний должен присутствовать в гранулированной форме, чтобы максимизировать площадь поверхности, доступную для реакции. Реакция обычно проводится при комнатной температуре, она также является экзотермической, то есть выделяет больше энергии, чем потребляется, что приводит к очень быстрому нагреванию магния, а это означает, что 1-бромбутан должен медленно взаимодействовать с магнием, чтобы предотвратить перегрев. Бутилмагнийбромид является магнийорганическим соединением, которое имеет большое значение в органической и синтетической химии, поскольку оно используется для построения связей углерода с углеродом.

Где искать дополнительную информацию: ознакомьтесь со ссылками на 1-бромбутан.

Надежные сайты с данными и спецификациями CAS для 1-бромбутана.

• Публикация (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/): Основной, полный источник информации с доступными номерами CAS и различными подробностями о соединении 1-бромбутана, включая его химические характеристики, а также информацию об опасности.
• Сигма Олдрич (https://www.sigmaalrich.com): Один из них содержит принятые спецификации, а также номер CAS и паспорт безопасности материала для 1-бромбутана лабораторного класса.
• Реестр CAS (https://www.cas.org): Основной поставщик правильных номеров CAS, а также других соответствующих данных о соединениях.
• ChemSpider (http://www.chemspider.com): Репозиторий химической информации, включая номера CAS и спецификации соединений, является надежным.

Эти источники надежны, точны и актуальны, поскольку они часто обновляются.

Исследование появления 1-бромбутана в индексе Merck

Merck Index служит быстрым, но точным источником информации о 1-бромбутане, умело обрабатывает его сводную формулу и структуру C4H9Br, молекулярный вес 137.02 г/моль, а также предоставляет большинство важных физических характеристик, включая его температуру кипения и плотность. Они предоставляют классификации безопасности и соответствующую информацию о синтезе, а также основные применения соединения 1-бромбутана в различных отраслях промышленности. Пожалуйста, обратитесь к индексу для получения более подробной информации, но обеспечьте точность и получите доступ к последней версии для получения самых последних данных.

Подробнее о применении н-бутилбромида.

n-бутилбромид (1-бромбутан) регулярно используется в качестве основного строительного блока в органической химии. Он используется в качестве алкилирующего агента в синтезе фармацевтических препаратов, органических соединений, сельскохозяйственных химикатов и других органических химикатов. Он также полезен в синтезе важных для биохимии четвертичных аммониевых солей из-за его полезности в химической промышленности. Кроме того, n-бутилбромид также полезен в некоторых научных исследованиях, особенно при разработке и изучении новых химических реакций. Для получения более надежной и точной информации обратитесь к первичной литературе или авторитетным базам данных, таким как CAS Registry или ChemSpider.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В: Что такое 1-бромбутан и каковы его основные синонимы?

A: Идентифицированный по номеру CAS 109-65-9, 1-бромбутан был охарактеризован как органическое соединение, которое также может называться бутилбромидом и н-бутилбромидом. С номером EC 203-691-9 это соединение часто используется в качестве алкилирующего агента для облегчения органического синтеза. Его линейная структура соответствует формуле: CHBr. При стандартных условиях он существует как бесцветная или бледная жидкость.

В: Каковы физические свойства 1-бромбутана?

А: Как жидкость при комнатной температуре, внешний вид 1-бромэтана бесцветен. Его молекулярная масса относительно велика и составляет около 137.02 г/моль, а чистота превышает 98%. Ожидается, что температура плавления составит -112, а температура кипения — 101–102 градуса по Цельсию. Хотя это соединение нерастворимо в воде, оно растворяется в органических растворителях, таких как углеводороды, спирт и эфиры. Его температура вспышки составляет около 65 градусов по Фаренгейту (18 градусов по Цельсию), что означает, что его легко воспламенить.

В: Каковы основные области применения 1-бромбутана?

A: В области химии 1-бромбутан находит свое лучшее применение в качестве алкилирующего агента в органическом химическом синтезе. Это соединение облегчает производство металлоорганических соединений, таких как реактивы Гриньяра. Соединение также используется в качестве промежуточного продукта в синтезе специальных химикатов, включая фармацевтические препараты и агрономические препараты. Это соединение также может использоваться в лаборатории для реакций нуклеофильного замещения и может использоваться в малых количествах в других приложениях в качестве растворителя.

В: Как 1-бромбутан реагирует с атомами водорода?

A: Различные исследования сообщали о коэффициенте скорости реакции 1-бромбутана с атомами водорода. Эта реакция обычно включает отщепление водорода от различных участков молекулы бромбутана. Было показано, что реакция может протекать по разным путям в зависимости от условий, атом брома является хорошей уходящей группой во многих реакциях, и поэтому эта реакционная способность делает его полезным в органическом синтезе.

В: Каковы меры безопасности при работе с 1-бромбутаном?

A: При работе с 1-бромбутаном необходимо надевать соответствующие средства индивидуальной защиты, такие как перчатки, защитные очки и лабораторный халат. Следует избегать вдыхания паров, а также работы в местах без вытяжных шкафов. Одежду, подвергшуюся воздействию, следует немедленно снять. Поскольку 1-бромбутан легко воспламеняется, уберите его подальше от источников тепла и открытого огня. В случае пожара используйте сухие химикаты, CO₂ или пенные огнетушители, устойчивые к спирту. Химикат следует хранить в прохладных и хорошо проветриваемых местах, но вдали от несовместимых материалов.

В: Какие материалы нельзя смешивать с 1-бромбутаном?

A: Сильные основания, сильные окисляющие фракции и некоторые металлы конфликтуют с 1-бромбутаном. Его реакции с сильными основаниями, такими как гидроксид натрия или гидроксид калия, будут очень бурными. Он также агрессивен по отношению к другим агентам, которые могут вызвать окисление соединения. При проведении химических реакций с участием 1-бромбутана очень важно оценить любые потенциальные несовместимости, чтобы избежать нежелательных реакций, возникающих в результате непредвиденных событий.

В: Чем 1-бромбутан отличается от других алкилбромидов, таких как 2-бромпропан?

A: Оба алкилбромида 1-бромбутан (н-бутилбромид) и 2-бромпропан имеют различную структуру и реакционную способность. 1-бромбутан имеет хлорированный конец алифатической цепи из четырех атомов углерода, тогда как 2-бромпропан имеет бром на вторичном углероде цепи из трех атомов углерода. Из-за относительно низкого стерического препятствия по сравнению с 2-бромпропаном, 1-бромбутан, как правило, более реакционноспособен в реакциях SN2. Однако при определенных условиях 2-бромпропан может легче участвовать в реакциях элиминирования.

В: Какие действия следует предпринять для оказания первой помощи в случае воздействия 1-бромбутана?

A: В случае контакта с кожей промойте пораженный участок водой с мылом в течение не менее 15 минут и снимите одежду, которая может быть загрязнена. Что касается контакта с глазами, осторожно промойте глаза водой в течение нескольких минут. В случае вдыхания пострадавшего следует переместить в чистое место. В случае проглатывания НЕ вызывайте рвоту, но необходимо немедленно обратиться за медицинской помощью. Некоторые симптомы, вызванные воздействием, могут включать раздражение кожи глаз и дыхательных путей, а также головную боль, головокружение, тошноту, рвоту и, в некоторых случаях, обморок. В случаях с чрезвычайно значительным воздействием во всех случаях следует незамедлительно обратиться за медицинской помощью. 둮Учитывая масштаб вреда от воздействия, разумно обратиться за медицинской помощью как можно скорее.

В: Какова процедура утилизации и хранения 1-бромбутана?

A: 1-бромбутан следует хранить в прохладном, закрытом, сухом и непроветриваемом помещении, включая источники возгорания, отделенные неподходящими материалами вместе с дверями, окнами и нетронутыми. Когда он не используется, контейнеры следует держать плотно закрытыми. С точки зрения утилизации это соединение классифицируется как опасные отходы, что означает, что его нельзя утилизировать через общий мусор или вымывать через канализацию. Вместо этого лучше всего обратиться за помощью к профессионалам, имеющим лицензию на утилизацию отходов. Они также будут следовать установленным региональным государственным и центральным правилам, расходуя надлежащие материалы. Использованные и неиспользованные контейнеры также могут содержать остатки отходов, и поэтому любые продукты следует считать опасными.

Справочные источники

1. Тема: Микроволновый спектр 1-бромбутана
   Авторы: Джихён Ким, Хису Чан, Сухён Ка, Д. Обенчейн, Р. Пиблз, С. Пиблз, Дж. О
   Journal: Журнал молекулярной спектроскопии
   Дата публикации: 2016-10-01
   Токен цитирования: (Ким и др., 2016, стр. 50–58 гг.)
   Резюме: В этом исследовании представлен анализ микроволнового спектра 1-бромбутана с точки зрения его молекулярной структуры и вращательных переходов микроволнового спектра. Авторы использовали метод микроволновой спектроскопии, проанализировав заданные вращательные спектры, что позволило им оценить молекулярные параметры 1-бромбутана. Эти знания помогают углубить понимание молекулярной динамики, а также других взаимодействий этого конкретного соединения в различных условиях.
2. Тема: Плотности и вязкости бинарных и тройных смесей (нитробензол + 1-бромбутан), (1-бромбутан + метилциклогексан), (нитробензол + метилциклогексан) и (метилциклогексан + нитробензол + 1-бромбутан) от (293.15 до 308.15) К
   Авторы: С. Ранджбар, Сейед Хамид Моменян
   Journal: Журнал химических и инженерных данных
   Дата публикации: 2011-09-15 (не в течение последних 5 лет, но актуально)
   Токен цитирования: (Ранджбар и Момениан, 2011, стр. 3949–3954)
   Резюме:В этом документе анализируются плотности и вязкости различных смесей, включающих 1-бромбутан. Авторы тщательно изучили поведение физических параметров этих смесей при различных температурах, затем оценили избыточные молярные объемы с помощью уравнения Редлиха-Кистера. Эта работа важна для понимания термодинамических характеристик этих смесей, что имеет решающее значение для химической инженерии и разработка процесса, предоставляя полезную информацию для дальнейших исследований.
3. Тема: Фазовое поведение, плотности и изотермическая сжимаемость диоксида углерода + 1-бромбутана, диоксида углерода + 1-хлорбутана и диоксида углерода + 1-метилимидазола
   Авторы: Сяотин Чен, Юйцюй Хоу, Вэйцзэ Ву, Шухан Рен, Цзяньвэй Чжан, Цзиньлун Фань
   Journal: Журнал химических и инженерных данных
   Дата публикации: 2010-01-14 (не в течение последних 5 лет, но актуально)
   Токен цитирования: (Чен и др., 2010, стр. 385–399.)
   Резюме:В работе оценивается фазовое поведение и критические характеристики бинарных смесей 1-бромбутана и диоксида углерода. Авторы использовали ячейку с переменным объемом высокого давления для определения плотностей и изотермической сжимаемости, что помогает понять взаимодействие видов в различных условиях. Результаты полезны в процессах сверхкритической флюидной экстракции и других операциях химической инженерии.
4. жидкость
5. Раствор (химия)