Диацетил (2,3-бутандион, диметилглиоксаль) — простейший представитель дикетонов с формулой С4H6O2.
| Диацетил | |||
|---|---|---|---|
| |||
| Общие | |||
| Систематическое наименование |
2,3-бутандион | ||
| Традиционные названия | диацетил, диметилглиоксаль | ||
| Хим. формула | СH3СOСОСH3 | ||
| Рац. формула | С4H6O2 | ||
| Физические свойства | |||
| Состояние | жидкость | ||
| Молярная масса | 86,01 г/моль | ||
| Плотность | 0,98 г/см³ | ||
| Термические свойства | |||
| Температура | |||
| • плавления | -2,4 °C | ||
| • кипения | 88-89 °C | ||
| Химические свойства | |||
| Растворимость | |||
| • в воде | 33 г/100 мл | ||
| • в орг. растворители | смешивается | ||
| Оптические свойства | |||
| Показатель преломления | 1,3951 | ||
| Классификация | |||
| Рег. номер CAS | 431-03-8 | ||
| PubChem | 650 | ||
| Рег. номер EINECS | 207-069-8 | ||
| SMILES | |||
| InChI | |||
| ChEBI | 16583 | ||
| ChemSpider | 630 | ||
| Безопасность | |||
| NFPA 704 | |||
| Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. | |||
 Медиафайлы на Викискладе | |||
Свойства
правитьДиацетил — желто-зелёная жидкость, имеет сильный, жирный запах сливочного масла и сметаны, но практически безвкусен. Растворяется в воде 25 %. С метанолом образует азеотроп (+62 °C, 25 %). Сильно летуч.
Получение
править- Синтезируют либо осторожным окислением метилэтилкетона, либо его нитрозированием с последующим гидролизом
- действием сильных неорганических кислот в присутствии солей Hg на диацетилен
- дегидрированием 2,3-бутандиола[1]
- диацетил получают при ферментации как побочный продукт синтеза валина, когда дрожжи производят α-ацетолактат, который покидает клетку и спонтанно декарбоксилируется в диацетил. Дрожжи затем абсорбируют диацетил, и восстанавливают кето-группу с образованием ацетоина и 2,3-бутандиола, относительно не пахнущие соединения.
Химические свойства
правитьПри действии разбавленной щёлочи образуется 2,5-дигидрокси-2,5-диметил-1,4-циклогександион (1), в концентрированной щёлочи образуется п-ксилохинон (2).
Подобно другим 1,2-дикетонам, с o-фенилендиамином диацетил даёт производное хиноксалина, с NH3 и альдегидами — имидазола. При окислении гидропероксидами образуется уксусная кислота или её ангидрид.
Нахождение в природе
правитьСодержится в коровьем жире, некоторых эфирных маслах, обжаренном кофе, цикории, продуктах гидролиза древесины, пиролиза табака.
Встречается в дистилляционных водах после отгонки эфирных масел кипариса, казацкого можжевельника, корня ветиверы и ириса, западно-индийского сандалового дерева, хмеля, тмина, корня ангелики.
В соке винограда встречается в количествах 0,1— 0,5 мг/дм³, в винах — 0,5—5 мг/дм³. Образуется при окислении ацетоина во время брожения спиртового, яблочно-молочного, а также в процессе различных обработок вин. Количество диацетила находится в прямой зависимости от исходной концентрации сахара в сусле. Участвует в создании аромата вин: некоторым винам придаёт приятный запах лесного ореха или слегка прогорклого масла. Белые столовые вина, содержащие диацетил выше 1 мг/дм³, приобретают тона окисленности. Пороговая концентрация 0,7—0,8 мг/дм³.
В некоторых видах пива (English Pale ales), присутствие диацетила приемлемо или желательно в низких или иногда в средних концентрациях.
Применение
правитьСинтетический диацетил используется для создания некоторых ароматизаторов для пищевой промышленности при формировании запаха масла в производстве маргарина и других жировых пищевых продуктов. Хорошо маскирует синтетические добавки.
Безопасность
правитьБезопасность при производстве
правитьНациональный институт охраны труда США сделал заявление, в котором предположил возможность возникновения серьёзных последствий при долгом вдыхании паров диацетила[источник не указан 356 дней].
Служащим нескольких заводов, производящих искусственные ароматизаторы сливочного масла, был поставлен диагноз облитерирующий бронхиолит — серьёзное заболевание легких. Среди пострадавших в основном были молодые, здоровые, некурящие мужчины[источник не указан 356 дней]. Против облитерирующего бронхиолита нет лечения, необходима трансплантация лёгких.
Против компаний-производителей были возбуждены судебные дела, и после этого Агентство по охране окружающей среды США запустило исследование химических свойств ароматизаторов масла, использующихся в производстве воздушной кукурузы. В марте 2004 года бывший сотрудник компании по производству воздушной кукурузы Эрик Пиплз получил $ 20 млн за невозместимый вред лёгким, полученный в ходе трудовой деятельности.[2] 19 июля 2005 года присяжные присудили компенсацию в размере $2,7 млн ещё одному служащему завода по производству воздушной кукурузы из Миссури, у которого появились нарушения работы дыхательной системы из-за воздействия диацетила.
26 июля 2006 года Международный профсоюз водителей грузовиков, а также Международный профсоюз работников пищевой промышленности и торговли подали исковое заявление в Администрацию США по охране труда и здоровья, требуя ввести временные нормативы, связанные с чрезвычайным положением, чтобы защитить служащих от вдыхания очень вредных паров диацетила.[3] Заявление сопровождалось подписями более чем 30ти выдающихся ученых.[4] Но решение так и не было принято до сих пор. 21 января 2009 года Администрация США по охране труда и здоровья опубликовала предварительный вариант возможного закона, который бы ограничивал подверженность влиянию диацетила.[5] Проект предусматривает предоставление данных о возможных нарушениях здоровья, способах оценки и сокращения подверженности вредному влиянию, специальном обучении персонала. Помимо диацетила, проект аналогично затрагивает такие вещества как ацетоин, ацетальдегид, уксусная кислота, фурфурол.[6]
В законодательстве Калифорнии в данное время существуют два законопроекта на запрет использования диацетила.[7][8][9]
Бюллетень и руководство Администрации США по охране труда и здоровья «Worker Alert» 2010 года рекомендует служащим использовать меры предосторожности, чтобы сократить потенциально смертельно опасные последствия работы с ароматизаторами масла, диацетилом или его заменителями.[10]
Безопасность потребителей
правитьСпециалист по лёгочным заболеваниям из Денверского Национального еврейского медицинского и исследовательского центра, доктор Сесиль Рос, в своём письме к федеральным властям и органам государственного регулирования предупредила о возможности развития облитерирующего бронхиолита из-за вдыхания паров диацетила не только у работников производства, но и у простых потребителей. Это связывают с приготовлением воздушной кукурузы, содержащей диацетил, в микроволновой печи. Первым это письмо опубликовал Дэвид Майклз из Университета Джорджа Вашингтона, Института Общественного Здоровья в своем блоге.[11] Но единственным на данный момент примером служит случай, когда потребителю, который в течение как минимум 10 лет употреблял две упаковки воздушной кукурузы с маслом ежедневно, был поставлен диагноз, часто наблюдающийся у работников предприятий, подвергнувшихся влиянию диацетила, — облитерирующий бронхиолит.[12] В этом случае, нарушение работы лёгких были объяснены вдыханием паров. Хоть это и редкий случай, но проба, взятая на кухне этого человека, показала такой же уровень диацетила, как и на местах производства воздушной кукурузы.[12]
Американская Ассоциация производителей экстрактов и ароматизаторов рекомендовала уменьшить содержание диацетила в масле (24 сентября 2007 года). Первым брендом воздушной кукурузы, заменившим диацетил на другой ингредиент стал Pop Weaver, который выпускается компанией Weaver Popcorn Company (Индианаполис).[13] 17 декабря 2007 года компания ConAgra Foods, выпускающая воздушную кукурузу под брендами Orville Redenbacher и Act II, официально сообщила, что во всех сортах воздушной кукурузы с маслом, выпускаемых ими, диацетил не будет использоваться. Продукция с изменённым составом появилась на полках магазинов уже в октябре 2007.[14]
Решение Европейской комиссии
правитьЕвропейская комиссия разрешила использование диацетила в качестве ароматизатора во всех европейских странах.[15] Но в недавнем времени Европейское ведомство по безопасности продуктов питания сделало заявление, в котором говорится, что диацетил наряду с другими ароматизаторами будет перепроверен научной экспертной группой по ароматизаторам и пищевым добавкам.
Примечания
править- ↑ Химическая энциклопедия, М., Советская энциклопедия, т. 2, стр. 47
- ↑ CBS News: Jury Gives Popcorn Worker $20M: Missouri Man Says Butter Flavor Vapor Ruined His Lungs Архивная копия от 26 октября 2013 на Wayback Machine
- ↑ UFCW and Teamsters Petition to OSHA Архивировано 27 сентября 2007 года.
- ↑ Scientists Letter to Secretary Chao Архивировано 27 сентября 2007 года.
- ↑ Federal Register, 21 January 2009 issue
- ↑ OSHA begins rule on diacetyl (англ.) // Chemical & Engineering News[англ.] : journal. — 2009. — 26 January (vol. 87, no. 4). — P. 24.
- ↑ Flavoring-Factory Illnesses Raise Inquiries Архивная копия от 17 ноября 2018 на Wayback Machine, New York Times, May 6, 2007
- ↑ SB 456 Senate Bill — Bill Analysis Архивировано 20 декабря 2007 года.
- ↑ AB 514 Assembly Bill — Bill Analysis Архивировано 20 декабря 2007 года.
- ↑ OSHA Recommends Safety Measures to Protect Workers from Diacetyl Exposure Архивная копия от 21 декабря 2010 на Wayback Machine, EHS Today, December 10, 2010
- ↑ David Michaels. Popcorn Lung Coming to Your Kitchen? The FDA Doesn’t Want to Know Архивная копия от 9 сентября 2017 на Wayback Machine
- ↑ 1 2 Reuters New Report: FDA to probe popcorn link in man’s lung disease Архивная копия от 17 марта 2009 на Wayback Machine.
- ↑ Weaver Popcorn Company. Press Release: Pop Weaver introduces first microwave popcorn with flavoring containing no diacetyl Архивировано 28 сентября 2007 года..
- ↑ ConAgra Foods Press Release ConAgra Foods press release announcing removal of added diacetyl Архивная копия от 18 октября 2015 на Wayback Machine
- ↑ アーカイブされたコピー. Дата обращения: 3 февраля 2008. Архивировано 19 ноября 2007 года.