Izocyjaniany
Izocyjaniany to związki chemiczne zawierające grupę −N=C=O, gdzie atom azotu pełni rolę wiążącą. Mogą występować jako sole (M−N=C=O) lub związki organiczne (R−N=C=O), przy czym R to dowolna grupa organiczna. Izocyjaniany są izomerami cyjanianów i piorunianów.
Izocyjaniany nieorganiczne
Izocyjaniany nieorganiczne powstają przez utlenianie cyjanków w wysokiej temperaturze. Są stabilne do temperatury czerwonego żaru i hydrolizują w wodzie, tworząc amoniak i dwutlenek węgla. Przemiana izocyjanianu amonu w mocznik, dokonana przez Friedricha Wöhlera, była pierwszą syntezą związku organicznego w laboratorium.
Izocyjaniany organiczne
Niektóre izocyjaniany organiczne są silnie reaktywne i toksyczne, mogą reagować wybuchowo z wodą, wydzielając dwutlenek węgla.
Synteza
Izocyjaniany można syntetyzować na różne sposoby:
- Reakcja aminy pierwszorzędowej z fosgenem.
- Dwuetapowa reakcja z mocznikiem i termoliza.
- Przegrupowanie Hoffmanna, gdzie pierwszorzędowe amidy reagują z podchlorynami lub podbrominami, tworząc izocyjaniany.
- Reakcja przegrupowania Curtiusa, gdzie azydki acylowe rozpadają się, tworząc izocyjaniany.
Reakcje
Izocyjaniany uczestniczą w różnych reakcjach chemicznych:
- W środowisku alkalicznym hydrolizują do amin pierwszorzędowych i anionów węglanowych.
- Izocyjaniany aromatyczne w obecności wody hydrolizują, wydzielając dwutlenek węgla, co jest wykorzystywane w spienianiu poliuretanów.
- Reagują z alkoholami i aminami, tworząc uretany i pochodne mocznika, co jest kluczowe w produkcji poliuretanów.
Znaczenie przemysłowe
Izocyjanian metylu (MIC) jest stosowany w produkcji pestycydów, a większość izocyjanianów w przemyśle służy do wytwarzania poliuretanów. W 2000 roku globalny popyt na diizocyjaniany wyniósł 4,4 miliona ton, w tym:
- 61,3% diizocyjanian difenylometanu (MDI)
- 34,1% 2,4-diizocyjanianotoluen (TDI)
- 3,4% diizocyjanian heksametylenu (HDI) oraz diizocyjanian izoforonu (IPDI)
- 1,2% inne
Producenci MDI i TDI są członkami Międzynarodowego Instytutu Izocyjanianów, który promuje bezpieczeństwo ich stosowania.
Zagrożenia
Izocyjaniany są szkodliwe dla zdrowia; mogą powodować alergiczne zapalenie pęcherzyków płucnych i astmę zawodową. Wdychanie ich oparów oraz kontakt ze skórą powinny być unikanie. ISOPA udostępnia informacje na temat bezpiecznego użycia izocyjanianów oraz ochrony osobistej.
