Acroleína

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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
Identificadores
Número CAS 107-02-8
SMILES
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%)
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
Compostos relacionados
Aldeídos e cetonas relacionados Propanal
Crotonaldeído ((E)-2-Butenal)
Metil vinil cetona (Butenona)
Compostos relacionados Álcool alílico
Ácido acrílico
Exceto onde denotado, os dados referem-se a
materiais sob condições normais de temperatura e pressão

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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 260 °C, ele se decompõe em acroleína.

Produção[editar | editar código-fonte]

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[editar | editar código-fonte]

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[editar | editar código-fonte]

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.[9]

 Usos[editar | editar código-fonte]

Biocida[editar | editar código-fonte]

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.[9]

Precursor químico[editar | editar código-fonte]

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.[10]

Riscos para a Saúde[editar | editar código-fonte]

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.[11] 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.[12]  

A fumaça do Cigarro[editar | editar código-fonte]

Existem conexões entre a acroleína gasosa no fumo dos cigarros de tabaco e o risco de câncer de pulmão.[13] 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.[14] O teor de acroleína do fumo do cigarro depende do tipo de cigarro e adicionou glicerina perfazendo até 220 ug de acroleína por cigarro.[15][16]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.[17][18] Cigarros eletrônicos geram apenas níveis negligenciáveis de acroleína (inferior a 10 mcg "por sopro").[19][20]

 Quimioterapia Metabólica[editar | editar código-fonte]

Tratamentos quimioterápicos com ciclofosfamida e ifosfamida resultam na produção de acroleína.[21] A acroleína produzida durante o tratamento com ciclofosfamida é retida na bexiga urinária e se não for tratada pode causar cistite hemorrágica. 

Métodos Analíticos[editar | editar código-fonte]

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.[11]

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. Consultado em 2016  Verifique data em: |acessodata= (ajuda)
  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. Consultado em 2016  Verifique data em: |acessodata= (ajuda)
  4. a b Arntz, Dietrich; Fischer, Achim; Höpp, Mathias; 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 inglês). doi:10.1002/14356007.a01_149.pub2 
  5. Possato, Luiz G.; Cassinelli, Wellington H.; Meyer, Camilo I.; 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, Luiz Gustavo; Diniz, Rosiane N.; Garetto, Teresita; 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, Andreas; Armbruster, Udo; Atia, Hanan (1 de janeiro de 2012). «Recent developments in dehydration of glycerol toward acrolein over heteropolyacids». European Journal of Lipid Science and Technology (em inglês). 114 (1): 10–23. ISSN 1438-9312. doi:10.1002/ejlt.201100047 
  8. Adkins, H., Hartung, W. H. (1941). «Acrolein». Org. Synth. 
  9. a b Arntz, Dietrich; Fischer, Achim; Höpp, Mathias; 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 inglês). doi:10.1002/14356007.a01_149.pub2 
  10. E., Reuss, Laura (2003). Biological electron microscopy : theory, techniques, and troubleshooting. [S.l.]: Kluwer Academic/Plenum Publishers. ISBN 0306477491. OCLC 52239274 
  11. a b Abraham, Klaus; Andres, Susanne; Palavinskas, Richard; 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 inglês). 55 (9): 1277–1290. ISSN 1613-4133. doi:10.1002/mnfr.201100481 
  12. «CDC - NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards - Acrolein». www.cdc.gov (em inglês). Consultado em 29 de junho de 2017 
  13. Feng, Zhaohui; Hu, Wenwei; Hu, Yu; 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 inglês). 103 (42): 15404–15409. ISSN 0027-8424. PMID 17030796. doi:10.1073/pnas.0607031103 
  14. 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 
  15. Daher, Nancy; Saleh, Rawad; Jaroudi, Ezzat; 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 
  16. 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 
  17. Sopori, Mohan. «Science and society: Effects of cigarette smoke on the immune system». Nature Reviews Immunology. 2 (5): 372–377. doi:10.1038/nri803 
  18. Blair, Sandra L.; Epstein, Scott A.; Nizkorodov, Sergey A.; 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 
  19. McNeill, A. S. C. (2015). [www.gov.uk. «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 
  20. 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 
  21. Paci, A; Rieutord, A; Guillaume, D; 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