Изобутилен (2-метилпропен) CAS 115-11-7

Изобутилен (2-метилпропен, CAS 115-11-7) — бесцветный газ с лёгким нефтяным запахом, ключевое сырьё для получения полиизобутилена и различных сополимеров. Температура кипения −6,9 °C. Легко воспламеним, образует взрывоопасные смеси с воздухом. В воде нерастворим. Хранение под давлением.

1. Введение

Изобутилен, часто упоминаемый под названием 2-метилпропен, является важным представителем олефинов. Это один из ключевых мономеров нефтехимической промышленности. Благодаря двойной связи и разветвлённой структуре, изобутилен активно используется для производства ряда полимеров и топливных компонентов.

2. Номенклатура и синонимы

• На русском языке: изобутилен, 2-метилпропен
• Международное название (англ.): isobutylene, isobutene, 2-methylpropene
• Немецкие варианты: Isobutylen, 2-Methylpropen

CAS-номер, под которым вещество регистрируется во всех международных базах, — 115-11-7.

3. Молекулярная формула и основные параметры

• Молекулярная формула: C₄H₈
• Химическая структура: CH₂=C(CH₃)₂
• Молекулярная масса: ~56,1 г/моль

Наличие метильной группы на центральном атоме делает молекулу более разветвлённой по сравнению с линейными алкенами, что обусловливает часть её физических и химических характеристик.

4. Физико-химические свойства

1. Внешний вид: бесцветный газ (при нормальных условиях). В сжиженном состоянии — прозрачная жидкость.
2. Запах: лёгкий нефтеподобный или «углеводородный», иногда слабо ощутимый.
3. Плотность:
   • Газообразная фаза примерно вдвое тяжелее воздуха.
   • При нормальных условиях (0 °C, 1 атм) плотность газа ~2,0 кг/м³.
4. Температура кипения: −6,9 °C — основной показатель, важный при перегонке и хранении изобутилена в жидком виде.
5. Температура плавления (замерзания): около −140 °C.
6. Температура вспышки: из-за низкой температуры кипения и высокой летучести изобутилен легко воспламеняется. При атмосферном давлении фаза жидкости/пара обладает высокой опасностью возгорания.
7. Растворимость:
   • В воде: практически нерастворим, однако может образовывать нестабильные эмульсии при турбулентном перемешивании.
   • В органических растворителях (бензол, эфиры, спирты): растворим лучше, как и многие неполярные и слабо полярные углеводороды.
8. Разложение: на воздухе при высоких температурах может окисляться с образованием пероксидов и других продуктов. При экстремальном нагреве разлагается с выделением углерода и угарного газа.
9. Условия хранения:
   • Хранят в стальных баллонах или резервуарах под давлением при температуре не выше +45…+50 °C.
   • Избегают источников тепла, искр, открытого огня и электростатических разрядов.
10. Стабильность: в обычных условиях физически и химически стабилен, но в присутствии света и следовых количеств кислорода возможно образование перекисных соединений, поэтому часто применяют ингибиторы полимеризации.

5. Потенциальное воздействие на человека и окружающую среду

• Токсичность и опасности: при высоких концентрациях в воздухе изобутилен вызывает удушье, может приводить к головокружению и потере сознания. Лёгко воспламеняется и образует взрывоопасные смеси.
• Воздействие на окружающую среду: в атмосферу выбросы углеводородов способствуют формированию приземного озона при взаимодействии с NOₓ и солнечным светом. В водной среде летуч и быстро улетучивается, длительного биоаккумулирования не наблюдается.

6. Основные области применения

1. Производство полиизобутилена: полимеризуется каталитическим путём, полученные материалы применяются в качестве маслорастворимых загустителей, герметиков и адгезивов.
2. Исходное сырьё для каучуков: так называемый бутил-каучук (и сополимеры) используют для изготовления шин и резинотехнических изделий.
3. MTBE (метил-трет-бутиловый эфир): важнейшая добавка к бензинам, повышающая октановое число. Изобутилен — ключевой компонент в синтезе МТВЭ.
4. Прочие алкилированные продукты: взаимодействует с изобутаном, бензолом и другими субстратами, формируя компоненты высокооктановых топлив.
5. Химические интермедиаты: при гидратации изобутилена можно получить трет-бутанол, используемый как растворитель и сырьё для фармацевтики.

7. Заключение

Изобутилен (2-метилпропен, CAS 115-11-7) — один из ключевых углеводородных газов в нефтехимической индустрии. Его разветвлённая структура и реакционная способность открывают широкий спектр применений от производства высококачественных полимеров до усовершенствованных топливных компонентов. При обращении с данной субстанцией необходимы повышенные меры предосторожности, связанные с её взрывоопасностью и летучестью.