클로로프렌

Chloroprene
클로로프렌
Chloroprene
Chloroprene
이름
선호 IUPAC 이름
2-클로로부타-1,3-다이엔
기타 이름
클로로프렌, 2-클로로포-1,3-부타디엔, 클로로부타디엔, β-클로로프렌
식별자
3D 모델(JSmol)
741875
체비
켐벨
켐스파이더
ECHA InfoCard 100.004.381 Edit this at Wikidata
EC 번호
  • 204-818-0
277888
케그
펍켐 CID
RTECS 번호
  • EL9625000
유니
UN 번호 1991
  • InChi=1S/C4H5Cl/c1-3-4(2)5/h3H,1-2H2 checkY
    키: YACLQRRMGMJJV-UHFFFAOYSA-N checkY
  • InChi=1/C4H5Cl/c1-3-4(2)5/h3H,1-2H2
    키: YACLQRRMGMJJV-UHFFFAOYAQ
  • C=C(Cl)C=C.
특성.
C4H5Cl
어금질량 88.5365 g/190
외관 무색액
냄새 톡 쏘는 에테르 같은
밀도 0.9598 g/cm3
녹는점 -130°C(-202°F, 143K)
비등점 59.4°C(138.9°F, 332.5K)
0.026 g/100 mL
용해성 알코올, 디에틸에테르에 녹는
에틸에테르, 아세톤, 벤젠에 부적합한
증기압 188mmHg(20°C)[1]
1.4583
위험
산업안전보건(OHS/OSH):
주요 위험
 높은 인화성, 자극성, 독성.
GHS 라벨 표시:
GHS02: FlammableGHS07: Exclamation markGHS08: Health hazard
위험
H225, H302, H315, H319, H332, H335, H350, H373
P201, P202, P210, P233, P240, P241, P242, P243, P260, P261, P264, P270, P271, P280, P281, P301+P312, P302+P352, P303+P361+P353, P304+P312, P304+P340, P305+P351+P338, P308+P313, P312, P314, P321, P330, P332+P313, P337+P313, P362, P370+P378, P403+P233, P403+P235, P405, P501
NFPA 704(화재 다이아몬드)
2
3
0
플래시 포인트 -15.6°C(3.9°F, 257.5K)
폭발 한계 1.9%–11.3%[1]
치사량 또는 농도(LD, LC):
450mg/kg(랫드, 구강)
3207ppm(랫드, 4시간)[2]
1052ppm(시간, 8시간)
350ppm(고양이, 8시간)[2]
NIOSH(미국 건강 노출 제한):
PEL(허용)
 TWA 25ppm (90mg/m3) [피부][1]
REL(권장)
 Ca C 1ppm(3.6mg/m3) [15분][1]
IDLH(즉시 위험)
 300ppm[1]
관련 화합물
관련 디엔스
 부타디엔
이솝렌
관련 화합물
 염화비닐
달리 명시된 경우를 제외하고, 표준 상태(25°C [77°F], 100 kPa)의 재료에 대한 데이터가 제공된다.
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Infobox 참조 자료

클로로프렌은 화학식2 CH=CCL-CH=CH2.[3] 클로로프렌을 포함한 2-클로로부타-1,3-다이엔(IUPAC 이름)의 통칭으로, 무색의 휘발성 액체로, 합성고무의 일종인 폴리클로로프렌의 생산을 위한 모노머로 거의 독점적으로 사용된다. 폴리클로로프렌은 듀폰이 붙인 상표명인 네오프렌으로 더 잘 알려져 있다.

역사

일찍이 발견되었을지 모르지만 클로로프렌은 1930년대 초 두폰트에 의해 주로 개발되었는데, 특히 네오프렌의 형성을 염두에 두고 개발되었다.[4] 화학자 엘머 K. 볼튼, 월리스 캐러더스, 아놀드 콜린스, 아이라 윌리엄스는 그들이 협력한 줄리어스 아서 니우울랜드의 작품을 바탕으로 했지만, 일반적으로 개발과 상업화에 대한 인가를 받고 있다.[5]

생산

클로로프렌은 1,3-부타디엔으로부터 (i)염소화, (ii) 제품 스트림의 일부 이소머화, (iii) 탈수소염소화 3,4-디클로로부트-1-ene의 3단계로 생산된다.

염소는 1,3-부타디엔에 첨가되어 3,4-디클로로부트-1-ene과 1,4-디클로로부트-2-ene의 혼합물을 제공한다. 이후 1,4-디클로로 이소머는 3,4 이소머로 이소머로 이소머화되며, 이소머는 2-클로로부타-1,3-diene으로 탈수염소화를 유도하기 위해 베이스로 처리된다. 이 탈수소화에는 3개 위치에서 수소 원자가, 4개 위치에서 염소 원자가 손실되어 탄소 3과 4 사이에 이중 결합이 형성된다. 1983년, 약 200만 kg이 이런 방식으로 생산되었다.[3] 이런 식으로 준비된 클로로프렌의 주요 불순물은 1-클로로부타-1,3-다이엔으로, 보통 증류로 분리된다.

아세틸렌 공정

1960년대까지만 해도 클로로프렌 생산은 '아세틸렌 공정'이 주를 이루었는데, 이 공정은 비닐라세틸렌의 원래 합성을 본떠 만든 것이다.[4] 이 과정에서 아세틸렌을 희석하여 비닐 아세틸렌을 공급하고, 그 다음 염화수소와 결합하여 4-클로로-1,2-부타디엔(알렌 유도체)을 공급하며, 구리(I) 염화물이 있으면 대상 2-클로로부타-1,3-diene:[3]

이 프로세스는 에너지 집약적이며 투자 비용이 높다. 게다가 중간 비닐 아세틸렌은 불안정하다. 이 "아세틸렌 공정"은 1,3부타디엔의 이중 결합 중 하나에 Cl을2 추가하는 공정으로 대체되었고, 이후 제거하면 클로로프렌뿐만 아니라 HCl이 대신 생성된다.Chloroprene synthesis.svg

규정

교통

안정화된 클로로프렌만이 미국에서 운반될 수 있다.

산업안전보건

위험 등급 3(불연성 액체)에 있다. UN번호는 1991년이며 패킹그룹 1에 속해있다.

위험

클로로프렌에 적용되는 GHS 위험 픽토그램. 왼쪽부터: 가연성, 발암성, 돌연변이성, 생식 독성, 호흡기 감작성, 대상 기관 독성 또는 흡인 독성, 자극성(피부와 눈), 피부 감작성, 호흡기 자극성, 오존층에 유해한 물질, 마약성 영향을 미칠 수 있음, 수생 독성, 급성 독성(유독성 또는 독성)[6][7]

클로로프렌 노출과 관련된 위해성을 시각적으로 전달하기 위한 방법으로서, 유엔 국제 화학적 분류 및 표시 시스템은 클로로프렌 피폭에 대한 다음과 같은 위해성을 지정했다: 인화성, 독성, 환경에 위험한, 건강 위험 및 자극성. 클로로프렌은 화재 위험이 있다(플래시 포인트 -4°F).[8] OSHA는 클로로프렌을 인화성 액체 2 범주로 식별하고 최소 1대의 휴대용 소화기가 인화성 액체 저장 구역에서 10피트 이내에 있어야 하며 25피트 이하 떨어져 있어야 한다고 강조한다.[9] OSHA는 클로로프렌에 노출될 가능성이 있는 산업 공장에서 가연성 액체를 취급하는 자원을 제공한다(외부 자원 참조). 증기로서 클로로프렌은 공기보다 무겁다.

전국화재보호협회 등급제도에 따르면 클로로프렌은 건강위험 2등급(임시불능 또는 잔류손상), 화재위험 3등급(중간 열로 인한 발화), 반응성 1등급(고온과 압력에서 불안정)으로 지정돼 있다.[10][11]

클로로프렌에 만성적으로 노출되면 간기능 이상, 심혈관계 장애, 면역체계 우울증 등의 증상이 나타날 수 있다.[8]

환경보호청은 직업용 클로로프렌 노출과 폐암 위험 사이에 통계적으로 유의미한 연관성이 있다는 연구 결과를 근거로 클로로프렌을 인간 발암 가능성이 있는 것으로 지정했다.[12] 1975년 초에 NIOSH는 주로 직업 환경에서 클로로프렌과 함께 일하는 사람들의 두 가지 러시아 코호트 연구를 인용하여 그들의 게시판에서 클로로프렌의 잠재적인 건강 위험을 확인했다.[13]

위험 결정

OSHA는 위해성 결정을 "HCS에 따라 화학물질이 위험한지 여부를 판단하기 위해 이용 가능한 과학적 증거를 평가하는 과정"으로 정의한다. 화학 제조업체와 수입업체는 위해성 결정을 수행해야 하지만, 다른 회사는 근로자의 건강과 안전을 보장하기 위해 자발적으로 위해성 결정을 수행할 수 있다.ety. 위해성 결정 프레임워크에서 물리적 또는 건강상 위해성이 있는 모든 화학물질을 위해성 화학물질로 간주한다. 물리적 위험에는 화재 위험, 반응 위험 및 폭발 위험이 포함된다. 건강 위험에는 전신 효과와 표적 장기 효과가 포함된다. 클로로프렌은 독성 물질과 위험 물질로 규제되는 물질에 대해 OSHA의 목록에 올라 있다.[14]

유럽연합에서 위험 결정 평등권은 유럽화학기구(ECHA)가 2007년 6월 1일 제정한 화학 물질 등록, 평가, 승인 및 제한(REACH) 규정이다. REACH의 목표는 "EU 화학 산업의 경쟁력을 높이는 동시에 화학 물질에 의해 발생할 수 있는 위험으로부터 인간의 건강과 환경을 보호"[15]하는 것이다. 화학물질의 위험이 관리 불가능할 경우, ECHA는 사용을 금지할 수 있다.

위험 제어 장치

몇몇 역학 연구와 독성학적 보고서는 클로로프렌이 직업적 건강과 안전 문제를 가할 수 있다는 증거를 제공한다. 그러나 클로로프렌이 건강상의 우려에 대해 어느 정도 책임을 져야 하는지에 대한 다양한 리뷰는 건전한 과학 연구의 중요성을 강조한다.[16] 그럼에도 불구하고, 건강과 안전 관행은 항상 직장에서 시행되어야 한다. 이러한 직업상 우려되는 사항으로는 클로로프렌으로 코팅된 세척 장비 또는 비클로로그 파이프, 클로로프렌 오프 가스 흡입, 클로로프렌이 다른 화학물질과 자발적으로 반응하고 클로로프렌이 작업장의 화재를 유발한다. 직업용 클로로프렌 사용과 관련된 장비의 막힘에 따라 고용주는 직원들이 적절한 PPE를 착용하고 있는지 확인하고 클로로프렌에 대한 피부 노출과 흡입이 방지되도록 행정 통제 장치를 설정해야 한다.[17][18] 클로로프렌 중독으로 인한 사망률은 단 1명만이 기록되었는데, 클로로프렌에 사용된 용기를 세척한 결과였다.[18]

NIOSH 제어 계층 구조

클로로프렌의 1차 직업상 우려되는 사항은 클로로프렌을 생산하고 클로로프렌을 사용하여 합성고무인 폴리클로로프렌을 생산하는 시설로 한정된다.[12] NIOSH는 특정 작업장의 위험을 다루기 위한 조치 목록을 개발했다. 이러한 조치들은 상단에서 가장 효과적인 단계와 하단에서 가장 덜 효과적인 단계와 함께 아래에 제시된 "제어장치의 강성" 도표에 나타나 있다.

클로로프렌의 높은 기화 잠재력과 가연성은 직업 환경에서 취급 및 보관 작업에 중요한 영향을 미친다. 클로로프렌은 화씨 50도 이하의 서늘하고 통풍이 잘되는 밀폐된 용기에 보관해야 한다. 또한 클로로프렌은 반응성이 높아 과염소산염, 과산화물, 과망간산염, 염소산염, 브롬산염, 플루오린 등의 산화제로부터 멀리 보관해야 한다. 잠재적 화재 위험을 유발하는 모든 활동은 피해야 한다. 예를 들어, 보관 용기를 열거나 닫을 때 흡연, 불꽃이 튀거나 불꽃이 튀는 도구를 사용하는 것은 금지되어야 한다. 또한 클로로프렌 수송에는 접지 및 접합된 금속 용기를 사용하는 것이 좋다.[19]

직업적 노출 한계

작업장 안전보건규제를 보장하기 위해 직업상 노출제한(OEL)을 개발·시행하는 공식 법률기구는 미국 노동부 산하에 근무하는 직업보건안전청(OSHA)이다. 직업상 피폭에 대한 지침인 OSHA의 허용 노출 한계(PELs)는 미국 정부산업위생사 회의(ACGIH)의 1968년 임계 한계치(TLVs)에서 채택되었다.[20] ACGIH는 매년 "700개 이상의 화학 물질 및 물리적 물질에 대한 직업 노출 지침"[21]에 대한 최신 정보를 제공하는 TLV 및 BEI 책자를 발행한다. 1968년 이후 특정 화학적, 물리적 피폭에 관한 과학 문헌이 발전하였으므로 OSHA는 이들의 PEL이 작업자의 건강과 안전을 보장하지 않을 수 있다는 것을 인정한다. 미국 보건복지부 산하 국립산업안전연구원(NIOSH)은 '위험요소와 관련된 모든 의료, 생물, 공학, 화학, 무역 정보'를 연구하고 그 연구를 바탕으로 권장노출한도(RELs)를 공표함으로써 PEL의 경직성을 보상한다.[20] 따라서 작업자의 안전과 건강을 보장하기 위한 방법으로서 안전지침과 위험통제에 관한 다음 절에서는 ACGIH의 2018 TLV 및 BEI 책자와 NIOSH의 REL로부터 가장 최근의 직업상 노출 한도를 고려할 것이다.[22]

다양한 관할권의 직업상 피폭 제한(OEL) 표는 다음과 같다. 일반적으로 OEL의 범위는 0.55ppm에서 25ppm이다.[23]

클로로프렌에[23] 대한 직업적 노출 한계
조직 집중력
니오쉬 릴 1ppm
ACGIH TLV 8시간 TWA 1ppm
OSHA PEL 8시간 TWA 25ppm
광산안전보건청 25ppm
오스트리아 OEL MAK-TMW 5ppm
벨기에 OEL TWA 10ppm
덴마크 OEL 천장 농도 1ppm
핀란드 OEL TWA 1ppm
프랑스 OEL VME 10ppm
헝가리 OEL TWA 5ppm
아이슬란드 OEL 단기 노출 한계(STEL) 1ppm
한국 OEL TWA 10ppm
멕시코 OEL TWA 10ppm
뉴질랜드 OEL TWA 10ppm
노르웨이 OEL TWA 1ppm
페루 OEL TWA 10ppm
폴란드 OEL MAC TWA 0.55ppm
스웨덴 OEL TWA 1ppm
스위스 OEL MAK-week 5ppm
네덜란드 OEL MAC-TGG 5ppm

ACGIH의 2018 TLV 및 BEI 책자에서 클로로프렌은 피부와 A2 표기법으로 지정되었다. 피부 표기법 명칭은 클로로프렌이 피부에 흡수되는 능력을 보여 준 동물과 인간의 연구에 바탕을 두고 있다.[24] ACGIH의 A2 지정은 해당 물질이 품질은 적절하지만 A1(인체 발암물질) 지정을 선언하기에 충분하지 않을 수 있는 인체 데이터로부터 지원을 받는 인체 발암 의심 물질임을 의미한다. 또한 이러한 지정에 대한 TLV 기반은 클로로프렌 노출과 폐암, 상부 호흡기(URT) 및 눈 자극 사이의 연관성을 보여주는 과학적 연구 때문이다.[22]

공중 보건 영향

클로로프렌 사용은 네오프렌을 생산하는 시설에 한정되기 때문에 직업 건강 위험은 해당 시설에 격리된다. 그러나, 클로로프렌 배출에 대한 불충분한 통제는 클로로프렌의 건강과 안전에 대한 우려를 시설을 넘어 주변 지역으로 확장시킬 수 있다. 클로로프렌 방출은 주로 대기 오염 물질로 되어 있지만, 다른 실현 가능한 운명과 환경에서의 클로로프렌 수송은 아래에서 논의된다.

국립보건원 발암물질 보고서 제14판에서는 공기, 물, 토양에서 클로로프렌의 반감기 시간 차이가 두드러졌다. 공기 중에 클로로프렌은 "광화학적으로 생성된 수산화기로 반응"하며 반감기는 18시간이다. 오존과의 반응으로 제거되는 소량은 10일의 반감기를 가진다. 개울에서는 클로로프렌이 3시간의 반감기로 빠르게 휘발된다고 한다. 그러나 호수와 같은 더 큰 수역의 경우 클로로프렌의 반감기는 4일이다. 물과의 반응과 유사하게, 토양에 있는 클로로프렌은 표면으로부터 휘발되는 것으로 인용되었다. 그러나 보고서는 클로로프렌이 지하수 공급에 침출수 있는 잠재력을 갖고 있다고 밝혔다.[25] 클로로프렌의 변동성과 극도의 반응성으로 인해 클로로프렌의 위협은 주로 대기오염물질로서 존재하며, 미국 EPA의 클로로프렌 독성학적 검토에 따르면, 환경에 생물적 누적이나 지속되지 않을 것으로 예상된다.[12] 그러나 질병관리본부(CDC)는 클로로프렌이 실제로 환경에서도 지속할 수 있는 잠재력을 가지고 있다고 말한다. 그럼에도 불구하고 동물과 인간의 주된 노출 경로는 흡입이지만 피부나 소화불량을 통해 흡수될 수 있다.[23]

참조

  1. ^ a b c d e NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards. "#0133". National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).
  2. ^ a b "ß-Chloroprene". Immediately Dangerous to Life or Health Concentrations (IDLH). National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).
  3. ^ a b c 만프레드 로스베르크, 빌헬름 렌들, 게르하르트 프레이더러, 아돌프 툴레르, 에베르하르트-루드비히 드레어, 에른스트 랑게르, 하인츠 라세르트, 피터 클린슈미트, 하인즈 스트랙, 리처드 쿡, 우베크, 카를 아우구스트 리퍼, 테오도르 R. 토르켈슨, 에크하르트 뢰저, 클라우스 K. Beutel, Ulmann's 산업 화학 백과사전, 2006년 John Wiley-VCH: Weinheim. doi:10.1002/14356007.a06_233.pub2
  4. ^ a b Carothers, Wallace H.; Williams, Ira.; Collins, Arnold M.; Kirby, James E. (November 1931). "Acetylene Polymers and their Derivatives. II. A New Synthetic Rubber: Chloroprene and its Polymers". Journal of the American Chemical Society. 53 (11): 4203–4225. doi:10.1021/ja01362a042.
  5. ^ Smith, John K. (January 1985). "The Ten-Year Invention: Neoprene and Du Pont Research, 1930-1939". Technology and Culture. 26 (1): 34–55. doi:10.2307/3104528. JSTOR 3104528.
  6. ^ "Hazard Communication Pictograms". U.S. Occupational Safety and Health Administration. Retrieved 2018-12-11.
  7. ^ "OSHA Quick Card: Hazard Communication Standard Pictogram". U.S. Occupational Safety and Health Administration. Retrieved 2018-12-11.
  8. ^ a b Pubchem. "Chloroprene". pubchem.ncbi.nlm.nih.gov. Retrieved 2018-11-24.
  9. ^ "Flammable liquids" (PDF). www.osha.gov. Retrieved 2018-12-14.
  10. ^ "National Fire Protection Association (NFPA) Rating System" (PDF). www.fm.colostate.edu. Retrieved 2018-12-14.
  11. ^ "Chloroprene, Stabilized Cameo Chemicals NOAA". cameochemicals.noaa.gov. Retrieved 2018-12-14.
  12. ^ a b c 미국 EPA. IRIS의 클로로프렌 독성학적 검토(최종 보고서) 미국 환경 보호청, 워싱턴 DC, EPA/635/R-09/010F, 2010.
  13. ^ "Current intelligence bulletin 1 - chloroprene". 2018-10-16. doi:10.26616/NIOSHPUB781271. Cite 저널은 필요로 한다. journal= (도움말)
  14. ^ "Guidance for Hazard Determination for Compliance with the OSHA Hazard Communication Standard Occupational Safety and Health Administration". www.osha.gov. Retrieved 2018-12-14.
  15. ^ "Understanding REACH - ECHA". echa.europa.eu. Retrieved 2018-12-14.
  16. ^ "The IRIS Review Process: Chloroprene and the Criticality of Good Science". S2CID 33811055. Cite 저널은 필요로 한다. journal= (도움말)
  17. ^ Lynch, Jeremiah (2001-06-01). "Occupational exposure to butadiene, isoprene and chloroprene". Chemico-Biological Interactions. 135–136: 207–214. doi:10.1016/S0009-2797(01)00191-0. ISSN 0009-2797. PMID 11397391.
  18. ^ a b Rickert, Annette; Hartung, Benno; Kardel, Bernd; Teloh, Johanna; Daldrup, Thomas (2012-02-10). "A fatal intoxication by chloroprene". Forensic Science International. 215 (1–3): 110–113. doi:10.1016/j.forsciint.2011.03.029. ISSN 0379-0738. PMID 21511420.
  19. ^ "Hazardous Substance Fact Sheet" (PDF). New Jersey Department of Health and Senior Services.
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  21. ^ "Product: *2018 TLVs and BEIs: ACGIH". www.acgih.org. Retrieved 2018-11-25.
  22. ^ a b 2018 TLV 및 BEI: 화학 물질 및 물리적 물질 및 생물학적 노출 지수에 대한 한계값 문서화 기준 ACGIH, 2018.
  23. ^ a b c "Template Package 4". Centers for Disease Control and Prevention. Retrieved 2018-11-24.
  24. ^ Lowry, Larry K. (2004). "Definitions and Interpretations of Skin Notations and the Use of Biological Monitoring to Assess Total Exposure" (PDF). ACGIH.
  25. ^ National Institute of Environmental Health Sciences. National Toxicology Program. Report on carcinogens, fourteenth edition 2016. ISBN 9781523108527. OCLC 990561140.

외부 링크