Propenal
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| Allgemeines | ||||
| Name | Propenal | |||
| Andere Namen |
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| Summenformel | C2H3CHO | |||
| CAS-Nummer | 107-02-8 | |||
| Kurzbeschreibung | Flüchtige, farblose bis gelbe Flüssigkeit | |||
| Eigenschaften | ||||
| Molmasse | 56,06 g/mol | |||
| Aggregatzustand | flüssig, leicht flüchtig | |||
| Dichte | 800 kg/m³ | |||
| Schmelzpunkt | -88 °C | |||
| Siedepunkt | 56,84 °C | |||
| Flammpunkt | -26 °C | |||
| Selbstentzündung | 234 °C | |||
| Dampfdruck | 29 kPa (20 °C) | |||
| Explosionsgrenze | 2,8 bis 31 Vol-% | |||
| Löslichkeit | Gut löslich in Wasser | |||
| Sicherheitshinweise | ||||
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| R- und S-Sätze |
R: 11-24/25-26-34-50 |
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| MAK | 0,1 ml/m3 | |||
| Lagerung | Feuersicher, getrennt von starken Oxidationsmitteln, starken Basen, starken Säuren, Lebensmitteln und Futtermitteln. Nur kühl und in stabilisierter Form lagern. | |||
| Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. | ||||
Inhaltsverzeichnis |
[Bearbeiten] Synthese
Propenal (auch Acrolein, Acrylaldehyd, 2-Propenal oder Aqualin) kann durch partielle Oxidation von Propen oder durch Reaktion von Acetaldehyd mit Formaldehyd gewonnen werden:
Zudem ist Propenal unerwünschtes Produkt vieler Oxidationsreaktionen diverser organischer Verbindungen, allen voran Glycerol, das schon bei 200 °C unter Dehydrierung zu Acrolein übergeht. Beim Verbrennen organischer Nutzchemikalien (Druckertinte, Pflanzenöle, Biodiesel uvm.) entstehen Propenaldämpfe.
Entsteht auch beim Überhitzen pflanzlicher und tierischer Fette, zum Beispiel beim Frittieren.
Die technische Herstellung in der chemischen Industrie erfolgt weitestgehend über die Gasphasenoxidation von Propylen in Gegenwart geeigneter heterogener Katalysatoren. Diese Partialoxidation am festen Kontakt (synonym zu "heterogener Katalysator") erfolgt mit Luft als Oxidationsmittel bei Temperaturen um 330-360°C wobei Rohrbündelreaktoren eingesetzt werden, die die stark exotherme Reaktion mit Salzbädern kühlen. Es wird nur eine relativ verdünnte Mischung von Propen mit Luft (meist noch in Gegenwart von Wasserdampf) eingesetzt, um die Bildung explosionsfähiger Gemische zu vermeiden. Die mit modernen Katalysatoren erzielbaren Ausbeuten betragen zwischen 80-85% bezüglich Propen, als Nebenprodukte entstehen 4-8% Acrylsäure und 4-6% Kohlenmonoxid und Kohlendioxid neben nicht umgesetzten Propen. Extrem problematisch ist die Quenchung und Isolierung des Acroleins vor der weiteren Verwendung als Rohstoff z.B für die Synthese von Methionin, Glutaraldehyd oder diversen Riechstoffen. Bei der Isolierung kommt es zu Polymerisation von Acrolein und anderen aktiven Nebenkomponenten (im besonderen Acrylsäureester), die zum Abstellen der Anlage zwingen.
Heute wird Acrolein von der Fa. Degussa an den Standorten Antwerpen, Mobile (Alabama) und Wesseling mit einer Gesamtkapazität von ca. 180 ktons p.a. (= per annum) hergestellt, der größere Teil wird direkt vor Ort zur Herstellung der Aminosäure Methionin verwendet (sog. "Captive Use"). Weitere größere Produktionsanlagen werden von der französischen Adisseo (vormals Rhone Poulenc, dann Aventis Animale Nutrition) am Standort Les Roches de Condrieu betrieben, hier kann man von einer Kapazität von etwa 75-80 ktons p.a. ausgehen, die ebenfalls mehr oder weniger exklusiv für die Synthese von Methionin Verwendung findet. Die Fa. Arkema (vormals Elf Aquitaine, dann Atofina) hat die Produktion von 30 ktons p.a. Acrolein am Standort Pierre Benite im Frühjahr 2004 eingestellt, als unmittelbare Folge einer großen Explosion bei Lyon, was eine wesentliche Diskussion über Gefahrguttransporte in Frankreich ausgelöst hat; Arkema betreibt seit 2005 am Standort Beaumont eine Acroleinanlage mit einer Kapazität von ca. 36-38 ktons p.a., die dort erzeugten Mengen werden aber direkt durch Umsetzung mit Methylmercaptan zu einem Methioninvorprodukt umgesetzt ("captive use").
Die Fa. Sumitomo betreibt eine weitere Anlage in Japan (Standort Ehime) mit etwa 35-40 ktons Kapazität p.a., die Fa. DOW produziert am Standort Taft Acrolein, wobei hier widersprüchliche Angaben zur Kapazität existieren, geschätzt werden ca. 80-90 ktons p.a..
[Bearbeiten] Eigenschaften
Die geringe Größe des Propenals, die Aldehydgruppe sowie die vorhandene Doppelbindung sorgen für eine hohe Reaktivität des Moleküls. Propenal zerfällt bei Erhitzung zu Methan und Kohlenstoffmonoxid.
[Bearbeiten] Reaktionsverhalten
Aufgrund der vorhandenen C=C-Doppelbindung kann Propenal leicht polymerisieren. Propenal wird auch zu Glycerin umgesetzt.
[Bearbeiten] Gefahren
Propenal ist sehr giftig und zudem auch ein starkes Umweltgift. Es ist ein starker Wasser- und Meeresschadstoff und sehr schädlich für Fische.
Nach der MAK-Kommission der DFG ist Propenal krebserzeugend (Kategorie 3B). Darunter fallen Stoffe, die wegen erwiesener/möglicher krebserzeugender Wirkung Anlass zur Besorgnis geben.
Propenal ist sehr leicht entzündlich und kann mit der Luft explosionsfähige Gemische bilden.
Es bildet durch Autoxidation Peroxide, welche vor Nutzung des Propenals zu entfernen sind.
