1- البيوتين (C4H8) هو غاز عديم اللون ذو رائحة حلوة خفيفة. يتم استخدامه في إنتاج البولي إيثيلين وكمادة خام للمواد الكيميائية الأخرى.
| اسم الأيوباك | أكثر من 1 سنة |
| الصيغة الجزيئية | C4H8 |
| CAS رقم | 106-98-9 |
| المرادفات | بوتيلين، إيثيلين، فينيل ميثيلين |
| إنتشي | 1S/C4H8/c1-3-4-2/h3-4H،1-2H3 |
خصائص 1-بيوتين
الصيغة 1-البوتين
الصيغة الكيميائية لـ 1-بوتين هي C4H8، والتي تمثل عدد وأنواع الذرات الموجودة في الجزيء. تشير الصيغة إلى أن 1-البوتين يحتوي على أربع ذرات كربون وثماني ذرات هيدروجين. تعتبر صيغة 1-بيوتين مفيدة لتحديد وزنه الجزيئي وحساب تفاعله في التفاعلات الكيميائية.
1-الكتلة المولية للبيوتين
1-بوتين، المعروف أيضًا باسم But-1-ene، له كتلة مولية تبلغ 56.11 جم/مول. تشير الكتلة المولية إلى كتلة مول واحد من المادة ويتم حسابها عن طريق إضافة الكتل الذرية لكل ذرة في الجزيء. في حالة بوت-1-إيني، يحتوي الجزيء على أربع ذرات كربون وثماني ذرات هيدروجين، ولكل منها كتلتها الذرية.
نقطة غليان 1-بيوتين
لكن -1-ene لديه نقطة غليان تبلغ -6.3 درجة مئوية أو 20.7 درجة فهرنهايت. تشير نقطة الغليان إلى درجة الحرارة التي يتحول عندها السائل إلى غاز عند ضغط ثابت. وبما أن بيوت-1-إيني هو غاز في درجة حرارة الغرفة، فإنه يتطلب نقطة غليان منخفضة للحفاظ على حالته الغازية. تتأثر نقطة غليان بوت-1-إيني بعوامل مثل الضغط ووجود مواد كيميائية أخرى.
1- نقطة انصهار البيوتين
ولكن-1-إيني لديه نقطة انصهار تبلغ -185.4 درجة مئوية أو -301.7 درجة فهرنهايت. تشير نقطة الانصهار إلى درجة الحرارة التي تتحول عندها المادة الصلبة إلى سائل عند ضغط ثابت. بما أن بيوت-1-إيني هو غاز في درجة حرارة الغرفة، فهو غير موجود في الحالة الصلبة. ومع ذلك، تظل نقطة انصهار But-1-ene معلمة مفيدة لتحديد خصائصه الفيزيائية والكيميائية.
كثافة 1-بوتين جم/مل
تبلغ كثافة لكن-1-إيني 0.573 جم/مل عند درجة حرارة الغرفة. تشير الكثافة إلى مقدار الكتلة لكل وحدة حجم من المادة. كثافة بيوت-1-إيني أقل من كثافة الماء، الذي تبلغ كثافته 1 جم/مل، مما يشير إلى أن بيوت-1-إيني أقل كثافة من الماء. تتأثر كثافة بوت-1-إيني بعوامل مثل درجة الحرارة والضغط.
1- الوزن الجزيئي للبوتين
لكن -1-إيني له وزن جزيئي قدره 56.11 جم/مول. الوزن الجزيئي هو مجموع الأوزان الذرية لجميع الذرات الموجودة في الجزيء. يعد الوزن الجزيئي لـbut-1-ene عاملاً مهمًا في تحديد خواصه الفيزيائية والكيميائية، وكذلك سلوكه في التفاعلات الكيميائية.
1-تركيبة البيوتين
لكن-1-إيني له بنية خطية، حيث ترتبط أربع ذرات كربون ببعضها البعض في سلسلة مستقيمة وكل ذرة كربون مرتبطة بذرتي هيدروجين. الصيغة الجزيئية لـbut-1-ene هي C4H8 وتنتمي إلى مجموعة الهيدروكربونات التي تسمى الألكينات. الرابطة المزدوجة بين ذرات الكربون الأولى والثانية للجزيء هي المسؤولة عن تفاعلها في التفاعلات الكيميائية.
| مظهر | غاز عديم اللون |
| جاذبية معينة | 0.573 |
| لون | عديم اللون |
| يشم | رائحة حلوة طفيفة |
| الكتلة المولية | 56.11 جرام/مول |
| كثافة | 0.573 جم/مل في درجة حرارة الغرفة |
| نقطة الانصهار | -185.4 درجة مئوية أو -301.7 درجة فهرنهايت |
| نقطة الغليان | -6.3 درجة مئوية أو 20.7 درجة فهرنهايت |
| نقطة فلاش | -70 درجة مئوية (-94 درجة فهرنهايت) |
| الذوبان في الماء | لا يتحلل في الماء |
| الذوبان | قابل للذوبان في المذيبات العضوية |
| ضغط البخار | 278.4 كيلو باسكال عند 20 درجة مئوية |
| كثافة بخار | 2.98 (الهواء = 1) |
| pKa | 45.1 |
| الرقم الهيدروجيني | حيادي |
سلامة ومخاطر 1-البوتين
لكن-1-إيني هو غاز قابل للاشتعال ويمكن أن يشكل مخاليط متفجرة مع الهواء. كما أنه مهيج للعيون والجلد والجهاز التنفسي. التعرض لتركيزات عالية من بيوت-1-إيني قد يسبب الدوخة والغثيان والصداع. لذلك، ينبغي استخدام معدات التهوية والحماية المناسبة عند التعامل مع بيوت-1-إيني. من المهم تخزين والتعامل مع مادة بيوت-1-إيني بعيداً عن مصادر الإشعال والمواد غير المتوافقة. في حالة حدوث تسرب أو انسكاب، يجب إخلاء المنطقة على الفور واتباع إجراءات الاستجابة للطوارئ. بالإضافة إلى ذلك، ينبغي استخدام طرق التخلص المناسبة لتجنب التلوث البيئي.
| رموز الخطر | F+ (شديد الاشتعال) |
| وصف الأمان | الابتعاد عن مصادر الاشتعال. لا تستخدم سوى في مناطق جيدة التهوية. ارتداء معدات الحماية. |
| أرقام تعريف الأمم المتحدة | الأمم المتحدة 1012 |
| رمز النظام المنسق | 290110 |
| فئة الخطر | 2.1 (غاز قابل للاشتعال) |
| مجموعة التعبئة | المجموعة الثانية |
| تسمم | استنشاق تركيزات عالية قد يسبب اكتئاب الجهاز العصبي المركزي. |
طرق تصنيع 1-بيوتين
يمكن لطرق مختلفة تصنيع بيوت-1-إيني، بما في ذلك التكسير التحفيزي لأجزاء الزيت الخام أو تجفيف البيوتانول.
الطريقة الشائعة هي نزع الهيدروجين الحفزي للبيوتين، والذي يتضمن إزالة ذرات الهيدروجين من البيوتين لتكوين البيوتين-1. يمكن لمحفزات مختلفة، مثل الكروم والألومينا أو كروميت النحاس أو البلاتين، تنفيذ هذه العملية.
تشتمل الطريقة الأخرى على تمييع الإثيلين الانتقائي، متبوعًا بتجفيف البيوتينات الناتجة لتكوين بيوت-1-إيني. يمكن لمحفزات الزيوليت، مثل ZSM-5 أو SAPO-11، تنفيذ هذه العملية.
يمكن لمركب التنغستن-كاربين أن يحفز تفاعل التحول بين البروبيلين والإيثيلين لإنتاج بيوت-1-إيني. تعتبر هذه الطريقة مثيرة للاهتمام لأنها تجعل من الممكن إنتاج بيوت-1-إيني من الموارد المتجددة، مثل الإيثيلين ذي الأصل البيولوجي.
استخدامات 1-بيوتين
But-1-ene هو مركب كيميائي متعدد الاستخدامات يستخدم في نطاق واسع من التطبيقات الصناعية والتجارية. تتضمن بعض الاستخدامات الشائعة لـbut-1-ene ما يلي:
- إنتاج البولي إيثيلين: يستخدم كمونمر مشترك في إنتاج البولي إيثيلين عالي الكثافة والبولي إيثيلين الخطي منخفض الكثافة. تساعد إضافة 1-بوتين على تحسين الخواص الميكانيكية والحرارية للبوليمر.
- الوسطيات الكيميائية: تستخدم كمادة كيميائية وسيطة في إنتاج المواد الكيميائية المختلفة، مثل البيوتادين والبيوتينات والبيوتيرالدهيد والبيوتانول.
- الوقود والمواد المضافة للوقود: يستخدم كوقود أو مادة مضافة للوقود بسبب ارتفاع نسبة الأوكتان وخصائص الاحتراق النظيف.
- المبردات: تستخدم كمبرد بسبب انخفاض درجة غليانها وطبيعتها غير القابلة للاشتعال.
- المواد اللاصقة: تستخدم في إنتاج المواد اللاصقة المذوبة بالحرارة. هذه تستخدم عادة في صناعة التعبئة والتغليف.
- المطاط والبلاستيك: يستخدم كمادة خام لإنتاج المطاط الصناعي والبلاستيك، مثل البوليبوتين.
- مواد التشحيم: تستخدم كمواد تشحيم مضافة لتحسين خصائص التشحيم ومقاومة التآكل لمواد التشحيم.
- صناعة الأدوية: تستخدم كمادة خام في تركيب المنتجات الصيدلانية المختلفة.
أسئلة:
س: لماذا قد يكون من الصعب تصور فصل cis- وtrans-2-butene بواسطة TLC؟
ج: قد يكون من الصعب تصور فصل cis وtrans-2-butene بواسطة TLC لأن هذه الأيزومرات لها خصائص فيزيائية وكيميائية متشابهة جدًا. وهذا يمكن أن يؤدي إلى تداخل البقع على لوحة TLC، مما يجعل من الصعب التمييز بين الأيزومرين.
س: ما هي الكتلة المولية لـ 1-بيوتين إذا كانت 5.38 × 1016 جزيء من 1-بيوتين تزن 5.00 ميكروغرام؟
ج: يمكن حساب الكتلة المولية لـbut-1-ene باستخدام عدد معين من الجزيئات ووزن العينة. الكتلة المولية لبوت-1-إيني هي 56.11 جم/مول.
س: مهمتك هي تحويل 2-بروموبيوتان إلى 1-بيوتين بأعلى إنتاجية. ما الكواشف التي ستستخدمها؟
ج: إحدى الطرق الممكنة لتحويل 2-بروموبوتان إلى بيوت-1-إيني هي إجراء تفاعل إزالة E2 باستخدام قاعدة قوية، مثل ثالثي بيوتوكسيد البوتاسيوم (KOtBu)، في مذيب أبروتيك قطبي، مثل ثنائي ميثيل سلفوكسيد (DMSO). ). رباعي هيدروفوران الذهب (THF).
س: كيفية صنع 1-بيوتين؟
ج: يمكن تصنيع But-1-ene بطرق مختلفة، مثل إزالة الهيدروجين الحفزي للبيوتينات، أو ثنائي الميثيلين الانتقائي الذي يتبعه الجفاف، أو تفاعل التبادل بين البروبيلين والإيثيلين. تتضمن هذه الطرق محفزات وظروف تفاعل مختلفة، ويجب إيلاء اهتمام خاص لضمان إنتاجية عالية ونقاء المنتج النهائي.