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Acroleína

Predefinição:Chembox Identifiers
style="background: #Predefinição:Chembox fundo; text-align: center;" colspan="2" | Acroleina
Alerta sobre risco à saúde
Acrolein-2D-skeletal-plus-H.png Acrolein-3D-balls.png
Acrolein-3D-vdW.png
Nome IUPAC Acrylaldehyde
Outros nomes Acraldehyde
Acrylic Aldehyde
Allyl Aldehyde
Ethylene Aldehyde
style="background: #Predefinição:Chembox fundo; text-align: center;" colspan="2" | 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%)
style="background: #Predefinição:Chembox fundo; text-align: center;" colspan="2" | Riscos associados
MSDS External MSDS[1]
Principais riscos
associados 		Altamente venenoso. Causa
irritação nas
membranas. Liquido
e vapor altamente inflamáveis.
NFPA 704
NFPA 704.svg
3
4
3
 
Ponto de fulgor -26°C
style="background: #Predefinição:Chembox fundo; text-align: center;" colspan="2" | Compostos relacionados
Aldeídos e cetonas relacionados Propanal
Crotonaldeído ((E)-2-Butenal)
Metil vinil cetona (Butenona)
Compostos relacionados Álcool alílico
Ácido acrílico
style="background: #Predefinição:Chembox fundo; text-align: center;" colspan="2" | Página de dados suplementares
Estrutura e propriedades n, εr, etc.
Dados termodinâmicos Phase behaviour
Solid, liquid, gas
Dados espectrais UV, IV, RMN, EM
style="background: #Predefinição:Chembox fundo; text-align: center;" colspan="2" | 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 COx 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

  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 
  4. ↑ 4,0 4,1 4,2 4,3 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 English). 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 English). 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 
  10. ↑ 10,0 10,1 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 English). 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 English). 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 English). 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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