Acroleína

Acroleina Alerta sobre risco à saúde


Nome IUPAC	Acrylaldehyde
Outros nomes	Acraldehyde Acrylic Aldehyde Allyl Aldehyde Ethylene Aldehyde
Identificadores
Número CAS	107-02-8
SMILES	`C(=O)C=C`
Propriedades
Fórmula molecular	C₃H₄O
Massa molar	56.06 g/mol
Aparência	Liquido incolor ou levemente amarelado. Odor irritante.
Ponto de fusão	-88 °C (-126 °F)
Ponto de ebulição	53 °C (127 °F)
Solubilidade em água	Appreciable (> 10%)
Riscos associados
MSDS	External MSDS^[1]
Principais riscos associados	Altamente venenoso. Causa irritação nas membranas. Liquido e vapor altamente inflamáveis.
NFPA 704	3 4 3
Ponto de fulgor	-26°C
Compostos relacionados
Aldeídos e cetonas relacionados	Propanal Crotonaldeído ((E)-2-Butenal) Metil vinil cetona (Butenona)
Compostos relacionados	Álcool alílico Ácido acrílico
Página de dados suplementares
Estrutura e propriedades	n, ε_r, etc.
Dados termodinâmicos	Phase behaviour Solid, liquid, gas
Dados espectrais	UV, IV, RMN, EM
Exceto onde denotado, os dados referem-se a materiais sob condições normais de temperatura e pressão Referências e avisos gerais sobre esta caixa. Alerta sobre risco à saúde.

A acroleína também chamada de propenal, possui a fórmula química C₃H₄O. É um composto de aldeído etilênico obtido pela desidratação da glicerina por bactérias. Tem características líquidas possuindo odor e sabor amargo. Pode ser produzido no motor quando este utiliza como combustível o óleo vegetal cru. Industrialmente é produzido pela oxidação seletiva de propileno, usando catalisadores à base de bismuto-molibdato. A acroleína pode ainda ser oxidada para ácido acrílico utilizando catalisadores de óxido misto à base de molibdénio e vanádio. Estudos recentes têm mostrado que a adição de vapor na mistura de gás melhora significativamente o rendimento de ácido acrílico.^[2]^[3]

Quando o glicerol (C₃H₈O₃) é aquecido a 150 °C, ele se decompõe em acroleína.

Produção

A acroleína é preparada industrialmente pela oxidação do propeno. O processo utiliza ar como fonte de oxigênio e requer óxidos metálicos como catalisadores heterogêneos.^[4]

CH₂CHCH₃ O₂ H₂O → CH₂CHCHO

Cerca de 500.000 toneladas de acroleína são produzidas desta forma anualmente na América do Norte, Europa e Japão. Além disso, todo o ácido acrílico é produzido através da formação transiente da acroleína. O principal desafio é, de fato, a superoxidação da acroleína a CO_x competindo para a formação desse ácido.^[5] O propano representa uma matéria-prima promissora, mas um desafio para a síntese de acroleína (e ácido acrílico).

Quando o glicerol (também chamado glicerina) é aquecido a 280 °C, decompõe-se em acroleína:

(CH₂OH)₂CHOH → CH₂ = CHCHO 2H₂O

Essa forma é interessante quando o glicerol é co-gerado pela produção de biodiesel a partir de óleos vegetais ou de gorduras animais.^[6] A desidratação do glicerol foi demonstrado, mas não provou ser competitiva com a rota de petroquímicos.^[7]

Nicho ou Métodos de Laboratório

A rota industrial original para a acroleína, desenvolvido pela Degussa, envolve a condensação de formaldeído e acetaldeído:

HCHO CH₃CHO → CH₂=CHCHO H₂O

Acroleína pode também ser produzida em escala laboratorial por meio da reação de bissulfato de potássio em glicerol (glicerina).^[8]

Reações

A acroleína é um composto relativamente eletrofílico e reativo, fatores que resultam em sua elevada toxicidade. É um bom aceptor de Michael, o que permite sua reação com tióis. Ela forma acetais, como o derivado do pentaeritritol, o dialil pentanotriol. A acroleína participa em muitas reações de Diels-Alder, um precursor para alguns perfumes comerciais.^[4]

Usos

Biocida

A acroleína é utilizada principalmente como um herbicida de contato para controlar ervas daninhas submersas e flutuantes, bem como algas em canais de irrigação. Ela é usada a um nível de 10 p.p.m. em águas de irrigação e de recirculação. Na indústria do petróleo e de gás, é utilizada como um biocida na perfuração de águas, bem como um agente de limpeza para sulfeto de hidrogênio e mercaptanas.^[4]

Precursor químico

Muitos compostos úteis são feitos a partir de acroleína, explorando assim sua bifuncionalidade. A metionina, um aminoácido, é produzida por adição de metanotiol seguido pela síntese de Strecker. A acroleína condensa com acetaldeídos e aminas para formar piridinas metílicas. Ela também é planejada para ser um intermediário na síntese Skraup de quinolinas, mas raramente é usada como tal, devido à sua instabilidade.

A acroleína pode polimerizar na presença de oxigênio e de água a concentrações superiores a 22%. A cor e textura do polímero depende das condições. Com o tempo, ele irá polimerizar com si próprio para formar um sólido amarelo claro. Em água, formará um plástico duro e poroso.

As vezes, é usada como um fixador para a preparação de espécimes biológicas para microscopia de elétrons.^[9]

Riscos para a saúde

A acroleína é tóxica e é fortemente irritante para a pele, os olhos e para as vias aéreas.^[4] A via metabólica principal para a acroleína é a alquilação de glutationa. A Organização Mundial de Saúde (OMS) sugere uma "dose oral de acroleína tolerável" de 7,5 ug/dia por quilograma de peso corporal. Embora a acroleína esteja presente em batatas fritas, os níveis são apenas alguns microgramas por quilograma.^[10] Em resposta à exposição ocupacional a acroleína, o Ocupacional Safety and Health Administration dos EUA estabeleceu um limite permitido a 0,1 ppm (0,25 mg/m³) a uma média ponderada no tempo de oito horas.^[11]

Fumaça do cigarro

Existem conexões entre a acroleína gasosa no fumo dos cigarros de tabaco e o risco de câncer de pulmão.^[12] Em termos de "quociente de saúde não carcinogênico" para componentes na fumaça do cigarro, a acroleína domina contribuindo 40 vezes mais do que o próximo componente, cianeto de hidrogênio.^[13] O teor de acroleína do fumo do cigarro depende do tipo de cigarro e adicionou glicerina perfazendo até 220 ug de acroleína por cigarro.^[14]^[15] Importante, ao passo que a concentração dos constituintes de fumo da corrente principal pode ser reduzido por filtros, este não tem efeito significativo sobre a composição do fumo de corrente secundária onde acroleína normalmente reside, e que é inalada pelo fumo passivo.^[16]^[17] Cigarros eletrônicos geram apenas níveis negligenciáveis de acroleína (inferior a 10 mcg "por sopro").^[18]^[19]

Quimioterapia metabólica

Tratamentos quimioterápicos com ciclofosfamida e ifosfamida resultam na produção de acroleína.^[20] A acroleína produzida durante o tratamento com ciclofosfamida é retida na bexiga urinária e se não for tratada pode causar cistite hemorrágica.

Métodos analíticos

O "teste de acroleína" é para a presença de glicerina ou gorduras. Uma amostra é aquecida, com bissulfato de potássio, e a acroleína é libertada se o teste é positivo. Quando uma gordura é aquecida na presença de um agente de desidratação, tal como bissulfato de potássio (KHSO₄), a porção glicerol com da gordura da molécula é desidratada para formar o aldeído a acroleína, que tem o odor peculiar a queimado gordura de cozinha. Existem outros métodos mais modernos.^[10]

Referências

↑ External MSDS
↑ Kinetic studies of propane oxidation on Mo and V based mixed oxide catalysts (PDF). Tese de doutorado. [S.l.: s.n.] 2011. pp. 1–8; 98–100
↑ «The reaction network in propane oxidation over phase-pure MoVTeNb M1 oxide catalysts» (PDF). Journal of Catalysis. 311: 369-385. 2014. doi:10.1016/j.jcat.2013.12.008. Arquivado do original (PDF) em 15 de fevereiro de 2016
↑ ^a ^b ^c ^d Arntz, Mathias; Fischer, Achim; Höpp; Jacobi, Sylvia; Sauer, Jörg; Ohara, Takashi; Sato, Takahisa; Shimizu, Noboru; Schwind, Helmut (2000). «Acrolein and Methacrolein». Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry (em inglês). doi:10.1002/14356007.a01_149.pub2
↑ Possato, Camilo I.; Cassinelli, Wellington H.; Meyer; Garetto, Teresita; Pulcinelli, Sandra H.; Santilli, Celso V.; Martins, Leandro (25 de fevereiro de 2017). «Thermal treatments of precursors of molybdenum and vanadium oxides and the formed MoxVyOz phases active in the oxydehydration of glycerol». Applied Catalysis A: General. 532: 1–11. doi:10.1016/j.apcata.2016.12.010
↑ Possato, Teresita; Diniz, Rosiane N.; Garetto; Pulcinelli, Sandra H.; Santilli, Celso V.; Martins, Leandro (1 de abril de 2013). «A comparative study of glycerol dehydration catalyzed by micro/mesoporous MFI zeolites». Journal of Catalysis. 300: 102–112. doi:10.1016/j.jcat.2013.01.003
↑ Martin, Hanan; Armbruster, Udo; Atia (1 de janeiro de 2012). «Recent developments in dehydration of glycerol toward acrolein over heteropolyacids». European Journal of Lipid Science and Technology (em inglês). 114 (1): 10–23. ISSN 1438-9312. doi:10.1002/ejlt.201100047
↑ Adkins, H., Hartung, W. H. (1941). «Acrolein». Org. Synth.
↑ E., Reuss, Laura (2003). Biological electron microscopy: theory, techniques, and troubleshooting. [S.l.]: Kluwer Academic/Plenum Publishers. ISBN 0306477491. OCLC 52239274
↑ ^a ^b Abraham, Richard; Andres, Susanne; Palavinskas; Berg, Katharina; Appel, Klaus E.; Lampen, Alfonso (1 de setembro de 2011). «Toxicology and risk assessment of acrolein in food». Molecular Nutrition & Food Research (em inglês). 55 (9): 1277–1290. ISSN 1613-4133. doi:10.1002/mnfr.201100481
↑ «CDC - NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards - Acrolein». www.cdc.gov (em inglês). Consultado em 29 de junho de 2017
↑ Feng, Yu; Hu, Wenwei; Hu; Tang, Moon-shong (17 de outubro de 2006). «Acrolein is a major cigarette-related lung cancer agent: Preferential binding at p53 mutational hotspots and inhibition of DNA repair». Proceedings of the National Academy of Sciences (em inglês). 103 (42): 15404–15409. ISSN 0027-8424. PMID 17030796. doi:10.1073/pnas.0607031103
↑ Haussmann, Hans-Juergen (16 de abril de 2012). «Use of Hazard Indices for a Theoretical Evaluation of Cigarette Smoke Composition». Chemical Research in Toxicology. 25 (4): 794–810. ISSN 0893-228X. doi:10.1021/tx200536w
↑ Daher, Ezzat; Saleh, Rawad; Jaroudi; Sheheitli, Hiba; Badr, Thérèse; Sepetdjian, Elizabeth; Al Rashidi, Mariam; Saliba, Najat; Shihadeh, Alan (1 de janeiro de 2010). «Comparison of carcinogen, carbon monoxide, and ultrafine particle emissions from narghile waterpipe and cigarette smoking: Sidestream smoke measurements and assessment of second-hand smoke emission factors». Atmospheric Environment. 44 (1): 8–14. PMID 20161525. doi:10.1016/j.atmosenv.2009.10.004
↑ Herrington, Jason S.; Myers, Colton (30 de outubro de 2015). «Electronic cigarette solutions and resultant aerosol profiles». Journal of Chromatography A. 1418: 192–199. doi:10.1016/j.chroma.2015.09.034
↑ Sopori, Mohan. «Science and society: Effects of cigarette smoke on the immune system». Nature Reviews Immunology. 2 (5): 372–377. doi:10.1038/nri803
↑ Blair, Sergey A.; Epstein, Scott A.; Nizkorodov; Staimer, Norbert (2015). «A Real-Time Fast-Flow Tube Study of VOC and Particulate Emissions from Electronic, Potentially Reduced-Harm, Conventional, and Reference Cigarettes». Aerosol science and technology: the journal of the American Association for Aerosol Research. 49 (9): 816–827. ISSN 0278-6826. PMID 26726281. doi:10.1080/02786826.2015.1076156
↑ McNeill, A. S. C. (2015). «E - cigarettes: an evidence update A report commissioned by Public Health England» Verifique valor |url= (ajuda). UK: Public Health England. Consultado em 29 de junho de 2017
↑ Sleiman, M. (2016). [pubs.acs.org «Emissions from electronic cigarettes: Key parameters affecting the release of harmful chemicals.»] Verifique valor |url= (ajuda). US: American Chemistry Society. Consultado em 27 de junho de 2017
↑ Paci, D; Rieutord, A; Guillaume; Traoré, F; Ropenga, J; Husson, H. -P; Brion, F (10 de março de 2000). «Quantitative high-performance liquid chromatographic determination of acrolein in plasma after derivatization with Luminarin® 3». Journal of Chromatography B: Biomedical Sciences and Applications. 739 (2): 239–246. doi:10.1016/s0378-4347(99)00485-5

[http://www.jtbaker.com/msds/englishhtml/a1538.htm-1] External MSDS

[2] Kinetic studies of propane oxidation on Mo and V based mixed oxide catalysts (PDF). Tese de doutorado. [S.l.: s.n.] 2011. pp. 1–8; 98–100

[3] «The reaction network in propane oxidation over phase-pure MoVTeNb M1 oxide catalysts» (PDF). Journal of Catalysis. 311: 369-385. 2014. doi:10.1016/j.jcat.2013.12.008. Arquivado do original (PDF) em 15 de fevereiro de 2016

[:1-4] Arntz, Mathias; Fischer, Achim; Höpp; Jacobi, Sylvia; Sauer, Jörg; Ohara, Takashi; Sato, Takahisa; Shimizu, Noboru; Schwind, Helmut (2000). «Acrolein and Methacrolein». Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry (em inglês). doi:10.1002/14356007.a01_149.pub2

[5] Possato, Camilo I.; Cassinelli, Wellington H.; Meyer; Garetto, Teresita; Pulcinelli, Sandra H.; Santilli, Celso V.; Martins, Leandro (25 de fevereiro de 2017). «Thermal treatments of precursors of molybdenum and vanadium oxides and the formed MoxVyOz phases active in the oxydehydration of glycerol». Applied Catalysis A: General. 532: 1–11. doi:10.1016/j.apcata.2016.12.010

[6] Possato, Teresita; Diniz, Rosiane N.; Garetto; Pulcinelli, Sandra H.; Santilli, Celso V.; Martins, Leandro (1 de abril de 2013). «A comparative study of glycerol dehydration catalyzed by micro/mesoporous MFI zeolites». Journal of Catalysis. 300: 102–112. doi:10.1016/j.jcat.2013.01.003

[7] Martin, Hanan; Armbruster, Udo; Atia (1 de janeiro de 2012). «Recent developments in dehydration of glycerol toward acrolein over heteropolyacids». European Journal of Lipid Science and Technology (em inglês). 114 (1): 10–23. ISSN 1438-9312. doi:10.1002/ejlt.201100047

[8] Adkins, H., Hartung, W. H. (1941). «Acrolein». Org. Synth.

[9] E., Reuss, Laura (2003). Biological electron microscopy: theory, techniques, and troubleshooting. [S.l.]: Kluwer Academic/Plenum Publishers. ISBN 0306477491. OCLC 52239274

[:2-10] Abraham, Richard; Andres, Susanne; Palavinskas; Berg, Katharina; Appel, Klaus E.; Lampen, Alfonso (1 de setembro de 2011). «Toxicology and risk assessment of acrolein in food». Molecular Nutrition & Food Research (em inglês). 55 (9): 1277–1290. ISSN 1613-4133. doi:10.1002/mnfr.201100481

[11] «CDC - NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards - Acrolein». www.cdc.gov (em inglês). Consultado em 29 de junho de 2017

[12] Feng, Yu; Hu, Wenwei; Hu; Tang, Moon-shong (17 de outubro de 2006). «Acrolein is a major cigarette-related lung cancer agent: Preferential binding at p53 mutational hotspots and inhibition of DNA repair». Proceedings of the National Academy of Sciences (em inglês). 103 (42): 15404–15409. ISSN 0027-8424. PMID 17030796. doi:10.1073/pnas.0607031103

[13] Haussmann, Hans-Juergen (16 de abril de 2012). «Use of Hazard Indices for a Theoretical Evaluation of Cigarette Smoke Composition». Chemical Research in Toxicology. 25 (4): 794–810. ISSN 0893-228X. doi:10.1021/tx200536w

[14] Daher, Ezzat; Saleh, Rawad; Jaroudi; Sheheitli, Hiba; Badr, Thérèse; Sepetdjian, Elizabeth; Al Rashidi, Mariam; Saliba, Najat; Shihadeh, Alan (1 de janeiro de 2010). «Comparison of carcinogen, carbon monoxide, and ultrafine particle emissions from narghile waterpipe and cigarette smoking: Sidestream smoke measurements and assessment of second-hand smoke emission factors». Atmospheric Environment. 44 (1): 8–14. PMID 20161525. doi:10.1016/j.atmosenv.2009.10.004

[15] Herrington, Jason S.; Myers, Colton (30 de outubro de 2015). «Electronic cigarette solutions and resultant aerosol profiles». Journal of Chromatography A. 1418: 192–199. doi:10.1016/j.chroma.2015.09.034

[16] Sopori, Mohan. «Science and society: Effects of cigarette smoke on the immune system». Nature Reviews Immunology. 2 (5): 372–377. doi:10.1038/nri803

[17] Blair, Sergey A.; Epstein, Scott A.; Nizkorodov; Staimer, Norbert (2015). «A Real-Time Fast-Flow Tube Study of VOC and Particulate Emissions from Electronic, Potentially Reduced-Harm, Conventional, and Reference Cigarettes». Aerosol science and technology: the journal of the American Association for Aerosol Research. 49 (9): 816–827. ISSN 0278-6826. PMID 26726281. doi:10.1080/02786826.2015.1076156

[18] McNeill, A. S. C. (2015). «E - cigarettes: an evidence update A report commissioned by Public Health England» Verifique valor |url= (ajuda). UK: Public Health England. Consultado em 29 de junho de 2017

[19] Sleiman, M. (2016). [pubs.acs.org «Emissions from electronic cigarettes: Key parameters affecting the release of harmful chemicals.»] Verifique valor |url= (ajuda). US: American Chemistry Society. Consultado em 27 de junho de 2017

[20] Paci, D; Rieutord, A; Guillaume; Traoré, F; Ropenga, J; Husson, H. -P; Brion, F (10 de março de 2000). «Quantitative high-performance liquid chromatographic determination of acrolein in plasma after derivatization with Luminarin® 3». Journal of Chromatography B: Biomedical Sciences and Applications. 739 (2): 239–246. doi:10.1016/s0378-4347(99)00485-5

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