이소프렌(C5H8)은 고무, 플라스틱 및 기타 재료 생산에 사용되는 천연 유기 화합물입니다. 이는 오존 형성과 대기 오염에 중요한 역할을 합니다.
| IUPAC 이름 | 2-메틸부타-1,3-디엔 |
| 분자식 | C₅H₈ |
| CAS 번호 | 78-79-5 |
| 동의어 | 이소프렌, 2-메틸-1,3-부타디엔, β-이소프렌 |
| 인치 | InChI=1S/C₅H₈/c1-4-5(2)3/h4H,1-2H3 |
이소프렌의 성질
이소프렌 공식
이소프렌의 공식은 C₅H₈입니다. 그것은 5개의 탄소 원자와 8개의 수소 원자로 구성됩니다. 이소프렌의 분자 구조는 두 번째와 세 번째 탄소 원자 사이에 이중 결합이 있는 분지형 사슬을 특징으로 합니다.
이소프렌 몰 질량
2-메틸-1,3-부타디엔의 몰 질량은 구성 원소의 원자 질량을 더하여 계산할 수 있습니다. 탄소의 몰질량은 12.01g/mol이고, 수소의 몰질량은 1.01g/mol입니다. 따라서, 2-메틸-1,3-부타디엔의 몰 질량은 대략 68.12 g/mol입니다.
이소프렌의 끓는점
이소프렌의 끓는점은 약 34°C(93°F)입니다. 상대적으로 낮은 끓는점으로 인해 휘발성이 생기고 실온에서 증발하기 쉽습니다.
이소프렌의 녹는점
2-메틸-1,3-부타디엔의 녹는점은 대략 -145°C(-229°F)입니다. 이 온도에서 2-메틸-1,3-부타디엔은 고체에서 액체 상태로 변합니다.
이소프렌 밀도 g/mL
2-메틸-1,3-부타디엔의 밀도는 약 0.69g/mL입니다. 이 값은 단위 부피당 2-메틸-1,3-부타디엔의 질량을 나타내며 분자량과 구조 배열의 영향을 받습니다.
이소프렌 분자량
2-메틸-1,3-부타디엔의 분자량은 구성 원자의 원자량을 더하여 결정됩니다. C₅H₈의 공식을 사용하면 2-메틸-1,3-부타디엔의 분자량은 약 68.12g/mol입니다.
이소프렌 구조
2-메틸-1,3-부타디엔의 구조는 5개의 탄소 원자로 구성된 분지형 사슬을 특징으로 합니다. 두 번째와 세 번째 탄소 원자 사이에 이중 결합이 포함되어 있습니다. 이러한 구조는 2-메틸-1,3-부타디엔에 유연성과 반응성을 부여하여 다양한 화합물 합성의 핵심 요소가 됩니다.
이소프렌의 용해도
이소프렌은 물에는 잘 녹지 않지만 에탄올이나 아세톤과 같은 유기용매에는 쉽게 녹습니다. 용해도 특성은 분자 구조의 비극성 특성에 기인합니다.
이 노트는 공식, 몰 질량, 끓는점, 융점, 밀도, 분자량, 구조 및 용해도를 포함하여 2-메틸-1,3-부타디엔의 주요 특성에 대한 개요를 제공합니다. 이러한 특성을 이해하는 것은 다양한 산업 응용 분야에서 2-메틸-1,3-부타디엔을 연구하고 사용하는 데 필수적입니다.
| 모습 | 무색 액체 |
| 비중 | 0.68 – 0.70g/mL |
| 색상 | 무색 |
| 냄새가 나다 | 달콤한, 매콤한 |
| 몰 질량 | 68.12g/몰 |
| 밀도 | 0.68 – 0.70g/mL |
| 융합점 | -145°C(-229°F) |
| 비점 | 34°C(93°F) |
| 플래시 도트 | -40°C(-40°F) |
| 물에 대한 용해도 | 잘 녹지 않음 |
| 용해도 | 유기 용매에 용해됨 |
| 증기압 | 25°C에서 290mmHg |
| 증기 밀도 | 2.49(공기=1) |
| pKa | ~40 |
| pH | 중립적 |
이소프렌의 안전성과 위험성
이소프렌 또는 2-메틸-1,3-부타디엔은 고려해야 할 특정 안전 위험을 초래합니다. 이는 가연성이 높으며 폭발성 증기-공기 혼합물을 형성할 수 있습니다. 따라서 화염이나 열원 근처에서 주의해서 취급해야 합니다. 이소프렌에 노출되면 피부와 눈에 자극이 발생할 수 있습니다. 장기간 또는 반복적으로 접촉하면 피부염을 일으킬 수 있습니다. 2-메틸-1,3-부타디엔 증기를 흡입하면 호흡기 자극, 현기증, 두통을 유발할 수 있습니다. 2-메틸-1,3-부타디엔을 사용할 때는 적절한 환기와 개인 보호 장비를 사용하는 것이 중요합니다. 삼켰을 경우 즉시 치료가 필요합니다. 2-메틸-1,3-부타디엔은 발화원에서 멀리 떨어진 서늘하고 통풍이 잘 되는 곳에 보관하는 것이 좋습니다.
| 위험 기호 | 인화성(F), 자극성(Xi) |
| 보안 설명 | 열/스파크/화염/뜨거운 표면으로부터 멀리 보관하십시오. 먼지/연기/가스/미스트/증기/스프레이를 흡입하지 마십시오. 보호 장갑/보안경/안면 보호구를 착용하십시오. 통풍이 잘되는 곳에 보관하십시오. |
| UN 식별 번호 | 유엔 1214 |
| HS 코드 | 2902.41.00 |
| 위험 등급 | 3등급(인화성 액체) |
| 포장그룹 | GE II |
| 독성 | 피부와 눈에 자극을 일으킬 수 있습니다. 삼키면 유해하다. |
이소프렌 합성 방법
2-메틸-1,3-부타디엔은 다양한 방법으로 합성할 수 있습니다. 일반적인 방법은 촉매 존재 하에서 나프타나 경질 가스와 같은 석유 기반 공급원료를 열 분해하는 것입니다. 이 공정을 통해 2-메틸-1,3-부타디엔을 포함한 화합물의 혼합물이 생성되며 이를 분리하고 정제할 수 있습니다.
또 다른 방법은 이소펜탄이나 이소부탄을 촉매적으로 탈수소화하는 것입니다. 제어된 조건과 촉매의 도움으로 이러한 탄화수소는 탈수소화 반응을 거쳐 2-메틸-1,3-부타디엔을 생성합니다.
또한 생물학적 경로를 통해 재생 가능한 자원으로부터 2-메틸-1,3-부타디엔을 얻을 수도 있습니다. 박테리아 및 효모와 같은 미생물을 유전적으로 변형함으로써 대사 경로를 통해 2-메틸-1,3-부타디엔을 생산할 수 있습니다. 이 접근 방식은 기존 합성 방법에 대한 지속 가능하고 환경 친화적인 대안을 제공합니다.
또한, 열화학 공정인 바이오매스 열분해는 2-메틸-1,3-부타디엔과 기타 귀중한 화학물질을 생성할 수 있습니다. 산소가 없는 상태에서 바이오매스 물질을 고온에 노출시키면 바이오매스의 복합 유기 화합물이 분해되어 생성된 생성물 중 하나로 2-메틸-1,3-부타디엔이 방출됩니다.
전반적으로 2-메틸-1,3-부타디엔의 합성에는 열 분해, 촉매 탈수소화, 생물학적 경로 및 바이오매스 열분해를 포함한 다양한 방법이 포함됩니다. 이러한 다양한 접근 방식은 환경 및 지속 가능한 측면을 고려하면서 다양한 산업 응용 분야에 2-메틸-1,3-부타디엔을 이용할 수 있도록 하는 데 기여합니다.
이소프렌의 용도
이소프렌은 독특한 특성과 반응성으로 인해 다양한 산업에서 중요한 역할을 합니다. 다음 영역에서 수많은 응용 프로그램을 찾습니다.
- 고무 생산: 제조업체는 폴리2-메틸-1,3-부타디엔 및 스티렌-부타디엔 고무(SBR)를 포함한 합성 고무를 생산하기 위해 필수 단량체로 2-메틸-1,3-부타디엔을 사용합니다. 그들은 이 고무를 사용하여 타이어, 컨베이어 벨트, 파이프 및 다양한 성형 고무 제품을 만듭니다.
- 폴리머 생산: 이소프렌은 다양한 폴리머 수지 및 엘라스토머 생산에서 기본 요소로 사용됩니다. 산업계에서는 열가소성 엘라스토머, 접착제, 코팅제 및 실란트를 합성하는 데 이를 사용합니다.
- 화학 중간체: 이소프렌은 광범위한 화학 물질 생산에서 화학 중간체로서 다용도로 사용되는 것으로 입증되었습니다. 이는 의약품, 향료, 향료, 항산화제 및 기타 특수 화학 물질의 합성을 촉진합니다.
- 오존 형성: 이소프렌은 질소산화물(NOx) 및 햇빛과 반응하여 오존을 형성함으로써 대기 화학에 크게 기여합니다. 이 과정은 공기 질에 영향을 미치고 스모그 형성에 기여합니다.
- 연료 첨가제: 산업계에서는 휘발유의 연소 효율과 성능 특성을 향상시키기 위해 연료 첨가제로 2-메틸-1,3-부타디엔을 사용합니다. 옥탄가를 향상시키고 엔진 노킹을 줄입니다.
- 연구 및 개발: 이소프렌은 특히 화학, 재료 과학 및 환경 과학 분야의 연구 개발 연구에서 중요한 역할을 합니다. 연구자들은 이를 새로운 반응을 연구하고, 혁신적인 물질을 개발하고, 대기 화학을 연구하는 귀중한 도구로 널리 사용합니다.
2-메틸-1,3-부타디엔의 다양한 응용은 고무 제조부터 화학 합성에 이르기까지 다양한 산업 분야에서 그 중요성을 강조하는 동시에 환경 및 과학 연구에서도 중요한 역할을 합니다.
질문:
Q: 이소프렌 규칙이란 무엇입니까?
A: 2-메틸-1,3-부타디엔 규칙에 따르면 많은 천연 화합물이 5개의 탄소 원자로 구성되고 가지형 구조를 갖는 2-메틸-1,3-부타디엔에서 파생될 수 있다고 명시되어 있습니다.
Q: 알파일랑겐에는 이소프렌 단위가 몇 개나 들어있나요?
A: 알파-일랑겐은 2-메틸-1,3-부타디엔의 3개 빌딩 블록에서 파생된 15개의 탄소 원자로 구성된 직쇄를 갖기 때문에 3개의 2-메틸-1,3-부타디엔 단위를 포함합니다.
Q: 콜레스테롤 분자를 합성하는 데 몇 개의 이소프렌 단위가 사용됩니까?
A: 콜레스테롤 분자를 합성하려면 18개의 2-메틸-1,3-부타디엔 단위가 필요하며, 이는 일련의 효소 반응을 통해 결합되고 변형됩니다.
Q: 콜레스테롤에는 이소프렌이 몇 단위 들어있나요?
A: 콜레스테롤은 4개의 융합된 고리를 포함하며 30개의 2-메틸-1,3-부타디엔 단위로 구성됩니다.
Q: 이소프렌 단위는 어떻게 식별합니까?
A: 2-메틸-1,3-부타디엔 단위는 두 번째와 세 번째 탄소 원자 사이에 이중 결합이 있는 5개의 탄소 원자로 구성된 분지형 사슬로 구성된 특징적인 구조로 식별할 수 있습니다.
Q: 이소프렌에서 멘틸 그룹의 위치는 무엇입니까?
A: 멘틸 그룹은 일반적으로 2-메틸-1,3-부타디엔 단위의 네 번째 탄소 원자에 위치합니다.
Q: 4탄소 고리는 이소프렌으로 만들어졌나요?
A: 아니요, 4-탄소 고리는 2-메틸-1,3-부타디엔이 아닙니다. 2-메틸-1,3-부타디엔은 분지형 구조와 이중 결합을 가진 특정 5개 탄소 단위를 의미합니다.
Q: 스쿠알렌에는 이소프렌 단위가 몇 개나 들어있나요?
A: 트리테르펜인 스쿠알렌은 6개의 2-메틸-1,3-부타디엔 단위로 구성되어 탄소 원자 30개의 분자를 만듭니다.