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| 名前 | |||
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| 推奨されるIUPAC名
プロピレンニトリル | |||
| その他の名前 | |||
| 識別子 | |||
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3Dモデル（JSmol）
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| チェビ |
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| チェムBL |
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| ケムスパイダー |
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| ECHA 情報カード | 100.003.152 | ||
| EC番号 |
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| ケッグ |
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パブケム CID
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| RTECS番号 |
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| ユニ |
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| 国連番号 | 1093 | ||
CompTox ダッシュボード ( EPA )
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| プロパティ | |||
| Ｃ3Ｈ3Ｎ | |||
| モル質量 | 53.064 グラムモル−1 | ||
| 外観 | 無色の液体 | ||
| 密度 | 0.81グラム/ cm3 | ||
| 融点 | −84 °C (−119 °F; 189 K) | ||
| 沸点 | 77 °C (171 °F; 350 K) | ||
| 70グラム/リットル | |||
| ログP | 0.19 [2] | ||
| 蒸気圧 | 83mmHg [1] | ||
| 危険 | |||
| 労働安全衛生（OHS/OSH）： | |||
主な危険
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可燃性、 反応性、 毒性、 職業性発がん性物質[1] | ||
| NFPA 704 (ファイアダイヤモンド) | |||
| 引火点 | −1 °C; 30 °F; 272 K | ||
| 471 °C (880 °F; 744 K) | |||
| 爆発限界 | 3～17% | ||
| 致死量または濃度（LD、LC）： | |||
LC 50 (中央濃度)
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500 ppm（ラット、4時間） 313 ppm（マウス、4時間） 425 ppm（ラット、4時間）[3] | ||
LC Lo (公表最低額)
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260 ppm（ウサギ、4時間） 575 ppm（モルモット、4時間） 636 ppm（ラット、4時間） 452 ppm（ヒト、1時間）[3] | ||
| NIOSH（米国健康暴露限界）： | |||
PEL (許可)
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TWA 2 ppm C 10 ppm [15分] [皮膚] [1] | ||
REL (推奨)
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Ca TWA 1 ppm C 10 ppm [15分] [皮膚] [1] | ||
IDLH（差し迫った危険）
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85ppm [1] | ||
| 安全データシート（SDS） | 0092 ... | ||
| 関連化合物 | |||
関連ニトリル
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アセトニトリル プロピオニトリル | ||
関連化合物
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アクリル酸 アクロレイン | ||
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。
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アクリロニトリルは、化学式CH 2 CHCN、構造H 2 C=CH−C≡Nの有機化合物である。無色の揮発性液体である。ニンニクやタマネギのような刺激臭がある。[4]分子構造 はビニル基（−CH=CH 2）とニトリル（−C≡N ）が結合したもので、ポリアクリロニトリルなどの有用なプラスチックの製造に重要なモノマーである。少量でも反応性があり毒性がある。 [5]
アクリロニトリルはABSプラスチック（アクリロニトリルブタジエンスチレン）の成分の一つである。[6]
構造と基本特性
アクリロニトリルは、化学式CH 2 CHCN、構造H 2 C=CH−C≡Nの有機化合物です。無色の揮発性液体ですが、市販のサンプルは不純物のために黄色になっていることがあります。ニンニクやタマネギのような刺激臭があります。[4]分子構造はビニル基（−CH=CH 2 ）とニトリル（−C≡N ）が結合したものです。ポリアクリロニトリルなどの有用なプラスチックの製造に重要なモノマーです。少量でも反応性があり毒性があります。 [5]
生産
アクリロニトリルは、1893年にフランスの化学者シャルル・ムルーによって初めて合成されました。[7]アクリロニトリルは、 SOHIOプロセスとしても知られるプロピレンの触媒 アンモ酸化によって生産されます。2002年の世界生産能力は年間500万トンと推定され、[5] [8] 2017年までに約600万トンに増加しました。[9]アセトニトリルとシアン化水素は、回収されて販売される重要な副産物です。[5]実際、2008～2009年のアセトニトリル不足は、アクリロニトリルの需要減少によって引き起こされました。[10]
- 2 CH 3 −CH=CH 2 + 2 NH 3 + 3 O 2 → 2 CH 2 =CH−C≡N + 6 H 2 O
SOHIO プロセスでは、プロピレン、アンモニア、空気（酸化剤）を、触媒を含む流動床反応器に 400～510 °C、50～200 kPa gで通す。反応物は反応器を一度だけ通過し、その後水性硫酸で急冷する。溶解しない余分なプロピレン、一酸化炭素、二酸化炭素、二窒素は大気中に直接放出されるか、焼却される。水溶液は、アクリロニトリル、アセトニトリル、青酸、硫酸アンモニウム（余分なアンモニアから）からなる。回収カラムで大量の水を除去し、アクリロニトリルとアセトニトリルを蒸留で分離する。最初に有用だった触媒の 1 つは、シリカに担持されたリンモリブデン酸 ビスマス（Bi 9 PMo 12 O 52）であった。[11]その後、さらに改良が加えられた。[5]
代替ルート
アクリロニトリルへの様々なグリーンケミストリー経路が、リグノセルロース系バイオマス、グリセロール（バイオディーゼル生産から）、またはグルタミン酸（それ自体が再生可能な原料から生産可能）などの再生可能な原料から研究されている。リグノセルロース経路では、バイオマスを発酵させてプロピオン酸と3-ヒドロキシプロピオン酸とし、その後、脱水とアンモ酸化によってアクリロニトリルに変換する。 [ 12] [9]グリセロール経路では、まず脱水してアクロレインとし、アンモ酸化を受けてアクリロニトリルを生成する。[13]グルタミン酸経路では、酸化的脱炭酸によって3-シアノプロパン酸とし、その後、脱炭酸・脱離してアクリロニトリルを生成する。[14]これらのうち、グリセロール経路は最も実行可能であると広く考えられているが、これらのグリーン方法はいずれも商業的に競争力がない。[12] [13]
用途
アクリロニトリルは、主にポリアクリロニトリル、ホモポリマー、またはスチレン-アクリロニトリル（SAN）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ABS）、アクリロニトリルスチレンアクリレート（ASA）、アクリロニトリルブタジエン（NBR）などの他の合成ゴムなどのいくつかの重要な共重合体を製造するためのモノマーとして使用されます。アクリロニトリルの水素化二量化[15] [16]によりアジポニトリルが得られ、特定のナイロンの合成に使用されます。
- 2 CH 2 =CHCN + 2 e − + 2 H + → NCCH 2 −CH 2 −CH 2 −CH 2 CN
アクリロニトリルはアクリルアミドやアクリル酸の製造における前駆体でもある。[5]
化学物質の合成
アクリロニトリルの水素化はプロピオニトリルへの一つの経路である。硫酸で加水分解するとアクリルアミド硫酸塩、CH=CHC(O)NH 2 ·H 2 SO 4が得られる。この塩は塩基で処理するとアクリルアミドに、メタノールで処理するとメチルアクリレートに変換できる。[5]
アクリロニトリルとプロトン性求核剤の反応は、さまざまな特殊化学品の一般的な製造方法です。このプロセスはシアノエチル化と呼ばれます。
- YH + H 2 C=CHCN → Y−CH 2 −CH 2 CN
典型的なプロトン性求核剤はアルコール、チオール、特にアミンである。[17]
アクリロニトリルおよび2-クロロアクリロニトリルなどの誘導体は、ディールス・アルダー反応におけるジエノフィルです。
健康への影響
アクリロニトリルは中程度の毒性があり、LD50 = 81 mg/kg (ラット) です。爆発的に 重合します。燃焼するとシアン化水素と窒素酸化物の煙が発生します。国際がん研究機関(IARC) によってクラス 1 発がん性物質(発がん性)に分類されており、[18]空気中の高濃度アクリロニトリルにさらされた労働者は、一般の人々よりも肺がんと診断される頻度が高いとされています。 [19]アクリロニトリルは、タバコの煙に含まれる7 つの毒物のうちの 1 つで、呼吸器の発がんに最も関連しています。[20]アクリロニトリルの作用機序には、酸化ストレスと酸化 DNA 損傷が関与しているようです。[21]アクリロニトリルは、雄と雌のラットとマウスの高用量試験でがんを増加させ[22]、ヒト臍帯間葉系幹細胞のアポトーシスを誘導します。[23]
室温（20℃）で急速に蒸発して危険な濃度に達し、皮膚刺激、呼吸器刺激、眼刺激がこの暴露の即時的な影響である。[24]ヒトへの暴露経路には、排気ガス、自動車排気ガス、タバコの煙があり、吸入または喫煙するとヒト被験者は直接暴露される可能性がある。暴露経路には、吸入、経口、およびある程度の経皮摂取（ボランティアのヒトおよびラットの試験でテスト済み）が含まれる。[25]繰り返し暴露すると皮膚感作を引き起こし、中枢神経系および肝臓障害を引き起こす可能性がある。[24]
アクリロニトリルの排泄プロセスは主に2つあります。主な方法は、アクリロニトリルが直接グルタチオンと結合して代謝され、尿中に排泄される方法です。もう1つの方法は、アクリロニトリルが酵素的に2-シアノエチレンオキシドに変換され、最終的にチオシアネートを形成するシアン化物最終生成物が生成され、尿中に排泄される方法です。[25]したがって、採血と尿サンプル採取によって曝露を検出することができます。[18]
2024年7月、国際がん研究機関は、アクリロニトリルの分類を「おそらく発がん性がある」から「ヒトに対する発がん性がある」に引き上げました。同機関は、アクリロニトリルと肺がんとの関連を示す十分な証拠を発見しました。[26] [27]
ペットボトルでの使用
1974年6月、コカコーラはアクリロニトリル/スチレンの32オンスイージーゴーアプラスチックボトルを導入し、製造時のエネルギー節約、耐久性の向上、ガラスに比べて軽量化を実現しました。[28] 1977年3月、天然資源保護協議会による訴訟の後、FDAは実験動物への悪影響を理由にアクリロニトリルボトルの承認を取り消しました。[29]コカコーラのボトル製造業者である モンサントは、「繰り返しのテストで、ボトルの内容物へのアクリロニトリルの移行は検出されないことが実証されています」と述べ、この決定に反論しました。1977年9月までに数回の法廷での控訴の後、FDAは禁止を確定しました。[30] [31]
事件
1999年8月17日にトルコで発生した大地震の後、アクサ・アクリリク社所有の工業用ポリマー工場から大量のアクリロニトリル（約6500トン）が漏れた。5000人以上が被害を受け、暴露した動物は死亡した。[32]会社が漏れに気づいたのは事故から8時間後だった。医療従事者はアクリロニトリルの健康への影響を知らず、被害者を鎮痛剤や点滴で治療しようとした。[33]弁護士のアイシェ・アクデミール氏は、44家族を原告として会社を訴えた。[33]アクサ・アクリリク社は、アクリロニトリルの影響を受けた住民200人から訴えられた。[34]トルコ医師会は、この地域での癌症例の増加を確認しており、 [34]影響を受けた地域の癌発生率は1999年から2002年4月までに80％増加した。[33] 2003年、アクサ・アクリリクの所有者はアクリロニトリルへの曝露に関連する肺癌で死亡した。[33] 2001年時点で、これは知られている中で最大のアクリロニトリル漏出である。[32]
発生
アクリロニトリルは地球上で自然に生成されるものではない。工業地帯ではppm以下のレベルで検出されている。空気中に最大1週間残留する。酸素やヒドロキシラジカルと反応して分解し、シアン化ホルミルとホルムアルデヒドを形成する。[35]アクリロニトリルは水生生物に有害である。[24]アクリロニトリルは土星の衛星タイタンの大気中で検出されている。[36] [37] [38]コンピューターシミュレーションによると、タイタンには、この化合物が地球上の細胞膜や小胞に似た構造、いわゆるアゾトソームを形成できる条件が存在することが示唆されている。[36] [37]
参考文献
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外部リンク
- 国家汚染物質目録 – アクリロニトリル
- げっ歯類の発がん物質への人間の曝露による発がん性の比較 2012-09-03 にWayback Machineでアーカイブ
- アクリロニトリル – 統合リスク情報システム、米国環境保護庁
- CDC – NIOSH 化学物質の危険性に関するポケットガイド – アクリロニトリル
- 大気汚染物質に関するOSHA表Z-1