Acroleína

Acroleina Alerta sobre risco à saúde
Nome IUPAC	Acrylaldehyde
Outros nomes	Acraldehyde Acrylic Aldehyde Allyl Aldehyde Ethylene Aldehyde
Identificadores
Número CAS	107-02-8
SMILES	C(=O)C=C
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
Principais riscos associados	Altamente venenoso. Causa irritação nas membranas. Liquido e vapor altamente inflamáveis.
NFPA 704	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
Página de dados suplementares
Estrutura e propriedades	n, εr, etc.
Dados termodinâmicos	Phase behaviour Solid, liquid, gas
Dados espectrais	UV, IV, RMN, EM
Exceto onde denotado, os dados referem-se a materiais sob condições normais de temperatura e pressão Referências e avisos gerais sobre esta caixa. 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.

Quando o glicerol (C₃H₈O₃) é aquecido a 150 °C, ele se decompõe em acroleína.

Produção

A acroleína é preparada industrialmente pela oxidação do propeno. O processo utiliza ar como fonte de oxigênio e requer óxidos metálicos como catalisadores heterogêneos.

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 CO_x competindo para a formação desse ácido. 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. A desidratação do glicerol foi demonstrado, mas não provou ser competitiva com a rota de petroquímicos.

Nicho ou Métodos de Laboratório

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).

Reações

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.

 Usos

Biocida

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.

Precursor químico

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.

Riscos para a saúde

A acroleína é tóxica e é fortemente irritante para a pele, os olhos e para as vias aéreas. 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. 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.

Fumaça do cigarro

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

Quimioterapia metabólica

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

Métodos analíticos

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.