エチルベンゼン (C8H10) は、甘い香りを持つ有機化合物です。プラスチックやゴムなどのさまざまな産業で溶剤として使用されています。ガソリンにも含まれており、特定の家庭用品の組成にも使用されています。
| IUPAC名 | エチルベンゼン |
| 分子式 | C8H10 |
| CAS番号 | 100-41-4 |
| 同義語 | エチルベンゾール、EB、フェニルエタン、エチルフェニル、2-フェニルエタン、α-メチルトルエン、1-フェニルエタン、エチルベンゼン、スチレンシンナー |
| インチチ | InChI=1S/C8H10/c1-2-8-6-4-3-5-7-8/h3-7H,2H2,1H3 |
エチルベンゼンの性質
エチルベンゼンの化学式
エチルベンゼンの分子式は C8H10 で、8 個の炭素原子と 10 個の水素原子で構成されています。エチルベンゼンの化学構造は、エチル基にベンゼン環が結合しているのが特徴です。
エチルベンゼン モル質量
C8H10 のモル質量は 106.17 g/mol です。これは、C8H10 分子内のすべての原子の原子質量を加算することによって計算されます。
エチルベンゼンの沸点
C8H10 の沸点は 136.2°C (277.2°F) です。これは、液体の C8H10 が気体に変わる温度です。 C8H10 は他の芳香族炭化水素に比べて沸点が比較的低いため、さまざまな産業で溶剤として役立ちます。
エチルベンゼンの融点
C8H10 の融点は -95.2°C (-139.4°F) です。これは、固体の C8H10 が液体に変わる温度です。 C8H10 は他の芳香族炭化水素に比べて融点が比較的低いため、他の化学物質の製造の原料として役立ちます。
エチルベンゼン密度 g/mL
C8H10 の密度は 20°C (68°F) で 0.867 g/mL です。これは、この温度では 1 ミリリットルの C8H10 の重さが 0.867 グラムであることを意味します。 C8H10 は水よりも密度が低いため、2 つの液体を混合すると水面に浮きます。
エチルベンゼンの分子量
C8H10 の分子量は 106.17 g/mol です。これは C8H10 分子の質量で、分子内のすべての原子の原子質量を加算することで計算できます。
エチルベンゼンの構造
C8H10 の構造は、エチル基に結合したベンゼン環で構成されています。エチル基はベンゼン環の炭素原子の 1 つに結合しています。この構造はフェニルエタンとしても知られています。
エチルベンゼンの溶解度
C8H10は水には溶けませんが、アルコール、エーテル、クロロホルムなどの有機溶媒には溶けます。これは、C8H10 は水には溶けませんが、同様の化学的性質を持つ他の液体には溶けることを意味します。さまざまな溶媒に対する C8H10 の溶解度は、温度、圧力、溶媒の化学的性質などの要因に依存します。
| 外観 | 無色の液体 |
| 比重 | 0.867 g/ml（20℃） |
| 色 | 無色 |
| 匂い | 甘い香り |
| モル質量 | 106.17 g/モル |
| 密度 | 0.867 g/ml（20℃） |
| 融合点 | -95.2°C (-139.4°F) |
| 沸点 | 136.2°C (277.2°F) |
| フラッシュドット | 11.1°C (52°F) |
| 水への溶解度 | 0.30 g/L（20℃） |
| 溶解性 | アルコール、エーテル、クロロホルムなどの有機溶媒に可溶 |
| 蒸気圧 | 20℃で10.7mmHg |
| 蒸気密度 | 3.7 |
| pKa | 10.17 |
| pH | 適用できない |
エチルベンゼンの安全性と危険性
C8H10 は、取り扱いおよび使用時に適切な予防措置を講じないと危険になる可能性があります。これは可燃性液体に分類されており、熱や炎にさらされると発火する可能性があります。 C8H10 は、吸入または摂取した場合にも有害となる可能性があります。高濃度の C8H10 に曝露すると、めまい、頭痛、呼吸器への刺激を引き起こす可能性があります。 C8H10への長期曝露は、肝臓および腎臓の損傷と関連しています。 C8H10 を使用する場合は、保護服と手袋を着用し、換気の良い場所で作業し、安全で涼しく乾燥した場所に保管するなどの安全対策を講じる必要があります。
| ハザードシンボル | 可燃性、有害 |
| セキュリティの説明 | 熱、火花、裸火、高温の表面から遠ざけてください。防爆設備を使用してください。粉塵、煙霧、ガス、ミスト、蒸気、スプレーを吸入しないようにしてください。取り扱い後はよく洗ってください。 |
| 国連識別番号 | 国連 1175 |
| HSコード | 2902.90.20 |
| 危険等級 | 3 (引火性液体) |
| 梱包グループ | II（中危険） |
| 毒性 | エチルベンゼンは中程度の毒性物質と考えられています。長期間または高濃度で暴露すると、目や皮膚の炎症、呼吸器疾患、神経系の損傷を引き起こす可能性があります。 |
エチルベンゼンの合成方法
C8H10 を合成するために最も一般的に使用される方法は、エチルシクロヘキサンの接触脱水素です。このプロセスには、エチルシクロヘキサンと水素ガスの混合物を触媒上で高温で加熱することが含まれ、これにより水素原子がエチル基から分離され、C8H10 が形成されます。
C8H10を合成する別の方法には、エチレンガスによるベンゼンのアルキル化が含まれます。この反応には触媒、通常は塩化アルミニウムが必要であり、副生成物として C8H10 と塩化水素が生成します。
C8H10を製造する別の方法には、塩化アルミニウムなどのルイス酸触媒の存在下でのベンゼンと塩化エチルの反応が含まれます。このプロセスにより、副生成物として C8H10 と塩化水素が生成されます。
前述の方法に加えて、研究者らはベンゼンのエチレンアルキル化の溶媒としてイオン液体を使用するなど、C8H10を合成するための新しい方法も開発しています。これらの方法には、効率と環境の持続可能性の点で利点をもたらす可能性があります。しかし、その産業上の利用はまだ普及していません。
エチルベンゼンの用途
C8H10 は、さまざまな業界でいくつかの重要な用途があります。その主な用途は次のとおりです。
- スチレンの製造: スチレンの製造は、主要な中間体として C8H10 に結合した、さまざまなプラスチック、樹脂、合成ゴムの製造に使用されます。
- 溶剤: インク、コーティング、接着剤、クリーニング製品など、さまざまな用途の溶剤として一般的に使用されます。
- 燃料添加剤: オクタン価を向上させるためにガソリンに添加され、エンジンの性能が向上します。
- 化学中間体: フェニルエタノールやジエチルベンゼンなど、他の化学物質を合成するための原料として使用されます。
- ポリマー製造: ポリスチレンやアクリロニトリル・ブタジエン・スチレン (ABS) 樹脂など、さまざまな種類のポリマーの製造に使用されます。
- 農業: 殺虫剤や除草剤としても使用されます。
- 医療用途: 局所麻酔薬や医薬品の溶媒として使用されます。
質問:
Q: エチルベンゼンの 1H NMR スペクトルにはいくつのシグナルが見られると予想されますか?
A: C8H10 の 1H NMR スペクトルには 4 つのシグナルがあります。2 つはベンゼン環上のプロトン (二重項として表示される) で、2 つはエチル基上のプロトン (三重項として表示されます) です。
Q: ベンゼンとエチルベンゼンはどのような割合で混合すればよいですか?
A: 混合するベンゼンと C8H10 の割合は、混合物中の C8H10 の望ましい濃度によって異なります。ベンゼン/C8H10 の比率は、用途に応じて 10:1 から 1:1 まで変化します。
Q: エチルベンゼンのニトロ化とは何ですか?
A: C8H10 のニトロ化には、C8H10 と硝酸と硫酸の混合物との反応が含まれ、その結果、C8H10 のベンゼン環に 1 つ以上のニトロ基が導入されます。この反応は、ニトロベンゼンやフェニルエチルアミンなどの工業用化学薬品の製造に一般的に使用されます。
Q: エチルベンゼンは極性ですか?
A: C8H10 はベンゼン環の対称構造により非極性化合物であり、エチル基の極性を無効にします。その結果、C8H10 は水への溶解度が低く、一般にヘキサンやトルエンなどの非極性溶媒に溶けます。
Q: エチルベンゼンからスチレンに変えるにはどうすればよいですか?
A: C8H10 は、酸化鉄や酸化クロムなどの触媒を使用してエチル基から 2 個の水素原子を除去する脱水素プロセスを通じてスチレンに変換できます。このプロセスにより、副生成物としてスチレンと水素ガスが生成されます。得られたスチレンは精製され、プラスチック、樹脂、合成ゴムなどのさまざまな工業用材料の製造に利用されます。