1,5-Pentandiol oda sıcaklığında renksiz, kokusuz ve higroskopik bir sıvıdır.
1,5-Pentandiol suda ve birçok organik çözücüde çözünür.
Bu diol, özellikle polyesterler ve poliüretanlar olmak üzere polimer sentezinde yapı taşı olarak yaygın olarak kullanılır ve ayrıca kozmetiklerde, kişisel bakım ürünlerinde ve endüstriyel uygulamalarda nemlendirici, çözücü ve plastikleştirici olarak kullanılır.
CAS Numarası:
111-29-5
Eş anlamlılar:
Pentan-1,5-diol,1,5-Dihidroksipentan,Pentametilen glikol,NSC 407102
giriiş
Tanım
1,5-Pentandiol (C5H12O2) bir dioldür (iki hidroksil grubu olan -OH içeren bir kimyasal bileşik).
Endüstriyel uygulamalarda, özellikle polyester, poliüretan sentezinde ve polimerlerde plastikleştirici olarak yaygın olarak kullanılır.
Yapısında 1 ve 5 numaralı pozisyonlarda hidroksil grupları bulunan beş karbonlu bir omurgaya sahiptir.
Bileşiğin mükemmel çözünürlük özelliklerine sahip olduğu ve bu nedenle çözücüler, kişisel bakım formülleri ve kimyasal ara ürünler gibi çeşitli uygulamalarda değerli olduğu düşünülmektedir.
Tarihsel Gelişim
Kimyasal ilk olarak 20. yüzyılın başlarında sentezlendi ancak 1950'lerde plastik ve reçine üretiminde ara madde olarak yaygın bir önem kazandı.
Yıllar geçtikçe özellikle yeşil kimya yaklaşımları ve biyobazlı üretim yöntemlerinin ortaya çıkmasıyla kullanım alanları genişledi.
1,5-pentandiol başlangıçta petrokimyasal yollarla sentezleniyordu ancak son zamanlarda biyoteknolojik ve enzimatik yöntemler geliştirilerek daha sürdürülebilir bir üretime olanak sağlandı.
Piyasa Genel Bakışı
Otomotiv, tekstil ve elektronik endüstrilerinde polyester kullanımının artmasıyla birlikte 1,5-pentandiole yönelik küresel talep artmaya devam ediyor.
Kozmetik ve ilaç sektöründe de formülasyonlarda kullanılarak talebin arttığı görülüyor.
Odak noktasının daha sürdürülebilir ve çevre dostu kimyasallara kaymasıyla birlikte, biyo-bazlı 1,5-pentandiol pazarının artması bekleniyor.
Kimyasal Özellikler
Moleküler yapı
1,5-Pentandiol, zincirdeki birinci ve beşinci karbon atomlarına bağlı iki hidroksil grubu (-OH) bulunan C5H12O2 moleküler formülüne sahiptir.
Yapı şu şekilde gösterilebilir:
Bu, her bir hidroksil grubunun beş karbonlu zincirin uçlarında yer aldığı doğrusal bir dioldür.
Bu yapı, ona çözünürlüğüne ve reaktifliğine katkıda bulunan güçlü hidrojen bağları oluşturma yeteneği gibi benzersiz özellikler kazandırır.
Fiziksel Özellikler
Kaynama Noktası: 210°C
Erime Noktası: 23-26°C
Yoğunluk: 20°C'de 1,03 g/cm³
Çözünürlük: Su, alkol ve asetonda oldukça çözünür, yağlarda ise orta düzeyde çözünür.
Viskozite: 20°C'de 5,52 cP.
Parlama Noktası: 95°C (kapalı kap).
Kırılma İndeksi: 1.465.
Bu fiziksel özellikler, çözücülerden plastikleştiricilere kadar çeşitli uygulamalarda kullanılmasını ideal hale getirir ve kimyasal sentezlerde etkinliğini garantiler.
Kimyasal Davranış
1,5-Pentandiol, çeşitli kimyasallarla reaktif hale getiren iki hidroksil grubu içerir. Şunlara maruz kalabilir:
Esterleşme: Polimer üretiminde önemli olan esterleri oluşturmak için karboksilik asitlerle reaksiyona girer.
Oksidasyon: Belirli koşullar altında keton veya aldehit üretecek şekilde oksitlenebilir.
Hidrojen Bağı: Hidroksil grupları sayesinde diğer moleküllerle güçlü hidrojen bağları oluşturabilir, bu sayede belirli ortamlarda çözünürlüğü ve kararlılığı artar.
Spektroskopik Veriler
NMR (Nükleer Manyetik Rezonans): 1,5-pentandiolün ^1H-NMR ve ^13C-NMR spektrumları yapısını doğrular. ^1H-NMR tipik olarak iki hidroksil grubunun protonları ve -CH2-CH2-CH2- zinciri için sinyaller gösterir.
IR (Kızılötesi) Spektroskopisi: Hidroksil gruplarının varlığı 3300 cm^-1 civarında güçlü OH gerilme bantları ile gösterilir. CH2 ve CH2OH bükülme ve gerilme titreşimleri de görülebilir.
Üretim Yöntemleri
İşlenmemiş içerikler
1,5-pentandiolün endüstriyel sentezi için birincil hammaddeler, aşağıdakiler gibi petrokimya bazlı bileşiklerdir:
Süksinik asit: Biyoteknolojik ve yeşil kimya yollarında kullanılan başlangıç malzemelerinden biridir.
Bütadien: Bazı işlemlerde bütadien hidrojenasyona uğrayarak 1,5-pentandiol oluşur.
Yenilenebilir kaynaklar: Yeni ortaya çıkan biyoteknolojik yöntemlerde yenilenebilir kaynaklardan elde edilen glikoz veya gliserol kullanılmaktadır.
Sentez Yolları
Bütadienin Hidrojenasyonu: Bütadienin katalitik bir işlemle hidrojenlenmesiyle 1,5-pentandiol oluşur.
Bu işlem genellikle paladyum veya nikel gibi bir metal katalizörün varlığında yüksek basınç ve sıcaklık altında gerçekleştirilir.
Süksinik Asidin Redüksiyonu: Süksinik asit, hidrojenasyon veya katalitik redüksiyon kullanılarak 1,5-pentandiole indirgenebilir.
Biyoteknolojik Yöntemler: Mikroorganizmalar kullanılarak glikoz veya gliserolden 1,5-pentandiolün fermentatif üretimi yeni ortaya çıkan bir alandır.
Bu süreç, fosil yakıtlara bağımlılığı ortadan kaldırdığı için daha sürdürülebilir olarak değerlendiriliyor.
Süreç Tasarımı
Endüstriyel üretimde genellikle hidrojenasyon için sürekli akışlı reaktörler ve basınç kapları kullanılır. Proses yüksek verim ve minimum yan ürün oluşumu için optimize edilmiştir.
Enerji gereksinimleri kullanılan hammaddeye ve sentez yöntemine bağlı olup, biyoteknolojik prosesler genellikle daha enerji verimlidir.
Son Gelişmeler
Yeşil Kimya: Yeni yöntemler, daha seçici reaksiyonlar için biyokatalizörlerin kullanımı gibi, çevresel etkiyi azaltmaya odaklanıyor.
Atık Azaltma: Katalizör tasarımı ve reaksiyon koşullarındaki gelişmeler, atık ürünleri en aza indirmeyi ve sürdürülebilirliği iyileştirmeyi amaçlamaktadır.
Uygulamalar
Polimer Endüstrisi
1,5-Pentandiol, polyester ve poliüretan üretiminde yaygın olarak kullanılır.
Polyesterlerde esneklik ve ısıl stabilite sağladığından otomotiv ve tekstil sektöründe değerlidir.
1,5-pentandiolden üretilen poliüretanlar kaplamalarda, köpüklerde ve yapıştırıcılarda kullanılır.
Kozmetik ve Kişisel Bakım
Nemlendirici: 1,5-Pentandiol, nemi tutan ve cildin nemini artıran bir nemlendirici olarak kremlerde, losyonlarda ve serumlarda kullanılır.
Çözücü: Kozmetik formülasyonlarındaki aktif bileşenlerin çözücüsü olarak kullanılır.
Çözücüler ve Plastikleştiriciler
1,5-Pentandiol, iyi çözücülüğü ve düşük uçucu özelliği nedeniyle boyalarda, kaplamalarda ve mürekkeplerde çözücü olarak kullanılır.
Aynı zamanda polimerlerde plastikleştirici olarak görev yaparak esnekliği artırır ve kırılganlığı azaltır.
İlaçlar
İlaç endüstrisinde 1,5-pentandiol, özellikle enjekte edilebilir ve topikal tedavilerde ilaç formülasyonlarında çözücü veya stabilizatör olarak kullanılır.
Diğer Kullanımlar
1,5-Pentandiol, tarımda pestisit ve herbisitlerde stabilizatör olarak, elektronikte ise dayanıklı ve esnek plastik gerektiren devre kartları ve diğer malzemelerin yapımında kullanılır.
1,5-PENTANEDİOL HAKKINDA GÜVENLİK BİLGİLERİ
İlk yardım önlemleri:
İlk yardım önlemlerinin açıklaması:
Genel tavsiye:
Bir hekime danışın.
Bu güvenlik bilgi formunu görevli doktora gösterin.
Tehlikeli bölgeden uzaklaşın:
Solunması halinde:
Solunması halinde kişiyi temiz havaya çıkarın.
Nefes almıyorsa suni teneffüs yapın.
Bir hekime danışın.
Cilt ile teması halinde:
Kirlenmiş giysilerinizi ve ayakkabılarınızı hemen çıkarın.
Bol su ve sabunla yıkayınız.
Bir hekime danışın.
Göz teması halinde:
En az 15 dakika boyunca bol su ile iyice yıkayın ve bir doktora danışın.
Hastaneye nakil sırasında gözlerinizi yıkamaya devam edin.
Yutulması halinde:
Kusturmaya çalışmayın.
Bilinci yerinde olmayan bir kişiye kesinlikle ağızdan bir şey vermeyin.
Ağzınızı su ile çalkalayın.
Bir hekime danışın.
Yangınla mücadele tedbirleri:
Söndürme malzemeleri:
Uygun söndürme ortamı:
Su spreyi, alkole dayanıklı köpük, kuru kimyasal veya karbondioksit kullanın.
Madde veya karışımdan kaynaklanan özel tehlikeler
Karbon oksitler, Azot oksitler (NOx), Hidrojen klorür gazı
İtfaiyecilere tavsiyeler:
Gerektiğinde yangınla mücadele için bağımsız solunum cihazı kullanın.
Kaza sonucu yayılmaya karşı önlemler:
Kişisel önlemler, koruyucu ekipman ve acil durum prosedürleri
Kişisel koruyucu ekipmanlarınızı kullanın.
Buhar, sis veya gazını solumaktan kaçının.
Personeli güvenli alanlara tahliye edin.
Çevresel önlemler:
Güvenliyse daha fazla sızıntıyı veya dökülmeyi önleyin.
Ürünün giderlere kaçmasına izin vermeyin.
Çevreye deşarj edilmesi önlenmelidir.
Muhafaza ve temizleme yöntemleri ve malzemeleri:
İnert emici bir madde ile emdirin ve tehlikeli atık olarak bertaraf edin.
Bertaraf için uygun, kapalı kaplarda saklayınız.
Taşıma ve depolama:
Güvenli kullanım için önlemler:
Buhar veya sisin solunmasından kaçınınız.
Herhangi bir uyumsuzluk da dahil olmak üzere güvenli depolama koşulları:
Kabı sıkıca kapalı olarak, kuru ve iyi havalandırılan bir yerde saklayınız.
Açılan kaplar dikkatlice tekrar kapatılmalı ve sızıntıyı önlemek için dik tutulmalıdır.
Depolama sınıfı (TRGS 510): 8A: Yanıcı, aşındırıcı tehlikeli maddeler
Maruziyet kontrolleri/kişisel koruma:
Kontrol parametreleri:
İşyeri kontrol parametrelerine sahip bileşenler
Mesleki maruziyet sınır değerlerine sahip hiçbir madde içermez.
Pozlama kontrolleri:
Uygun mühendislik kontrolleri:
İyi endüstriyel hijyen ve güvenlik uygulamalarına uygun şekilde kullanın.
Molalardan önce ve iş günü sonunda ellerinizi yıkayın.
Kişisel koruyucu ekipman:
Göz/yüz koruması:
Gözü tam saran koruyucu gözlük.
Yüz siperi (en az 8 inç).
NIOSH (ABD) veya EN 166(AB) gibi uygun hükümet standartlarına göre test edilmiş ve onaylanmış göz koruma ekipmanlarını kullanın.
Cilt koruması:
Eldivenle tutun.
Eldivenler kullanılmadan önce kontrol edilmelidir.
Uygun eldiven kullanın
Bu ürünün ciltle temasını önlemek için eldivenin dış yüzeyine dokunmadan çıkarma tekniği kullanın.
Kirlenmiş eldivenleri kullanımdan sonra yürürlükteki yasalara ve iyi laboratuvar uygulamalarına uygun şekilde atın.
Ellerinizi yıkayın ve kurulayın.
Tam iletişim:
Malzeme: Nitril kauçuk
Minimum katman kalınlığı: 0,11 mm
Atılım süresi: 480 dk
Test edilen malzeme: Dermatril (KCL 740 / Aldrich Z677272, Beden M)
Sıçrama teması
Malzeme: Nitril kauçuk
Minimum katman kalınlığı: 0,11 mm
Atılım süresi: 480 dk
Test edilen malzeme: Dermatril (KCL 740 / Aldrich Z677272, Beden M)
Belirli bir kullanım senaryosuna onay verildiği şeklinde yorumlanmamalıdır.
Vücut Koruması:
Kimyasallara karşı koruma sağlayan tam tulum. Koruyucu donanımın türü, belirli iş yerindeki tehlikeli maddenin konsantrasyonuna ve miktarına göre seçilmelidir.
Solunum koruması:
Risk değerlendirmesi hava temizleme solunum cihazlarının uygun olduğunu gösteriyorsa, mühendislik kontrollerine yedek olarak çok amaçlı kombinasyon (US) veya ABEK (EN 14387) tipi solunum cihazı kartuşlarına sahip tam yüz solunum cihazı kullanın.
Eğer tek koruma aracınız solunum cihazı ise, tam yüz hava beslemeli bir solunum cihazı kullanın.
NIOSH (ABD) veya CEN (AB) gibi uygun hükümet standartlarına göre test edilmiş ve onaylanmış solunum cihazlarını ve bileşenlerini kullanın.
Çevresel maruziyetin kontrolü
Güvenliyse daha fazla sızıntıyı veya dökülmeyi önleyin.
Ürünün giderlere kaçmasına izin vermeyin.
Çevreye deşarj edilmesi önlenmelidir.
Kararlılık ve tepkime:
Kimyasal kararlılık:
Tavsiye edilen depolama koşullarında kararlıdır.
Uyumsuz malzemeler:
Güçlü oksitleyici maddeler:
Tehlikeli ayrışma ürünleri:
Yangın şartlarında tehlikeli bozunma ürünleri oluşur.
Karbon oksitler, Azot oksitler (NOx), Hidrojen klorür gazı.
Bertaraf hususları:
Atık arıtma yöntemleri:
Ürün:
Fazla ve geri dönüştürülemeyen atıklarınızı lisanslı bir bertaraf şirketine sunun.
Bu malzemenin bertarafı için lisanslı bir profesyonel atık bertaraf hizmetine başvurun.
Kirlenmiş ambalaj:
Kullanılmayan ürün olarak bertaraf edin