Диацетил

Диацетил
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
3D model (JSmol)	Интерактивная схема
PubChem	650
UNII	K324J5K4HM
CompTox Dashboard EPA	DTXSID6021583
Рег. номер EINECS	207-069-8
SMILES	O=C(C(=O)C)C
InChI	InChI=1S/C4H6O2/c1-3(5)4(2)6/h1-2H3 QSJXEFYPDANLFS-UHFFFAOYSA-N
ChEBI	16583
ChemSpider	630
ECHA InfoCard	100.006.428
Безопасность
NFPA 704	3 2 0
	Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
	Медиафайлы на РУВИКИ.Медиа

Диацетил (2,3-бутандион, диметилглиоксаль) — простейший представитель дикетонов с формулой С₄H₆O₂.

Свойства

Диацетил — жёлто-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

Синтезируют либо осторожным окислением метилэтилкетона, либо его нитрозированием с последующим гидролизом

{\mathsf {CH_{3}CH_{2}COCH_{3}+NaNO_{2}+HCl\rightarrow CH_{3}C({\text{=}}NOH)COCH_{3}\rightarrow CH_{3}COCOCH_{3}+NH_{2}OH}}

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

При 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

Содержится 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

Синтетический 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

Безопасность при производстве[править | править код]

Национальный институт охраны труда США сделал заявление, в котором предположил возможность возникновения серьёзных последствий при долгом вдыхании паров диацетила.

Служащим нескольких заводов, производящих искусственные ароматизаторы сливочного масла, был поставлен диагноз облитерирующий бронхиолит — серьёзное заболевание лёгких. Среди пострадавших в основном были молодые, здоровые, некурящие мужчины. 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 учёных^[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[править | править код]

Специалист 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 своём 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[править | править код]

Европейская 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

↑ 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 : 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 (неопр.). Дата обращения: 3 февраля 2008. Архивировано 19 ноября 2007 года.

[1] Химическая энциклопедия, М., Советская энциклопедия, т. 2, стр. 47

[2] 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

[3] UFCW and Teamsters Petition to OSHA Архивировано 27 сентября 2007 года.

[4] Scientists Letter to Secretary Chao Архивировано 27 сентября 2007 года.

[5] Federal Register, 21 January 2009 issue

[6] OSHA begins rule on diacetyl (англ.) // Chemical & Engineering News : journal. — 2009. — 26 January (vol. 87, no. 4). — P. 24.

[7] Flavoring-Factory Illnesses Raise Inquiries Архивная копия от 17 ноября 2018 на Wayback Machine, New York Times, May 6, 2007

[8] SB 456 Senate Bill — Bill Analysis Архивировано 20 декабря 2007 года.

[9] AB 514 Assembly Bill — Bill Analysis Архивировано 20 декабря 2007 года.

[10] OSHA Recommends Safety Measures to Protect Workers from Diacetyl Exposure Архивная копия от 21 декабря 2010 на Wayback Machine, EHS Today, December 10, 2010

[11] David Michaels. Popcorn Lung Coming to Your Kitchen? The FDA Doesn’t Want to Know Архивная копия от 9 сентября 2017 на Wayback Machine

[autogenerated1-12] ¹ ² Reuters New Report: FDA to probe popcorn link in man’s lung disease Архивная копия от 17 марта 2009 на Wayback Machine.

[13] Weaver Popcorn Company. Press Release: Pop Weaver introduces first microwave popcorn with flavoring containing no diacetyl Архивировано 28 сентября 2007 года..

[14] ConAgra Foods Press Release ConAgra Foods press release announcing removal of added diacetyl Архивная копия от 18 октября 2015 на Wayback Machine

[15] アーカイブされたコピー (неопр.). Дата обращения: 3 февраля 2008. Архивировано 19 ноября 2007 года.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

Ссылки на внешние ресурсы
Словари и энциклопедии	Большая каталанская Большая норвежская Britannica (онлайн)
В библиографических каталогах	GND: 4396990-2