Metil Karbamat 598-55-0

Metil karbamat (metil karbamat veya poliüretan olarak da bilinir), karbamik asidin (H2NCO2H) en basit esteri olan organik bir bileşiktir. Renksiz bir katıdır.

Metil karbamat, metanol ve üre reaksiyona sokularak yapılır:

CO(NH2)2 + CH3OH → CH3OC(O)NH2 + NH3

Ayrıca amonyağın metil kloroformat veya dimetil karbonat ile reaksiyona girmesiyle de üretilir.

Metil karbamat (CH3OCONH2), bir karbamat fonksiyonel grubuna (OCONH2) bağlı bir metil grubundan (CH3) oluşan basit bir organik bileşiktir.

Karbamat grubu, bir amino (NH2) grubunun bağlı olduğu bir karbonil (C=O) grubudur.

Metil karbamat, dipol momenti veren elektronegatif oksijen ve azot atomları nedeniyle polar bir moleküldür.

Karbonil karbon atomu etrafında tetrahedral bir moleküler geometriye sahiptir.

 

Fiziksel ve Kimyasal Özellikler:

Kimyasal Formül: CH3OCONH2

CAS Numarası: 598-55-0

Moleküler Ağırlık: 75,08 g/mol

Görünüş: Beyaz kristal katı

Erime Noktası: 110-112°C

Kaynama Noktası: 200°C

Erime noktası: 56-58 °C (lit.)

Kaynama noktası: 176-177 °C (lit.)

Yoğunluk: 1,14 g/cm3

Kırılma indisi:1.4125

Parlama noktası: 93 °C

Saklama koşulları: İnert atmosfer, Oda Sıcaklığı

Çözünürlük: 700 g/L (20°C)

Asitlik Katsayısı (pKa): 13,37±0,50 (Tahmini)

Form:Yapışan Kristaller

Renk:Beyaz

PH Değeri: 6-8 (50g/l, H2O, 20℃)

Suda Çözünürlük: 700 g/L (20 ºC)

Hassasiyet:Neme Duyarlı

Metil karbamat, karbamik asidin metil esteri olan basit bir organik bileşiktir.

Hafif ester benzeri bir kokuya sahip beyaz kristal bir katıdır.

Metil karbamat su, alkol ve diğer polar organik çözücülerde çözünür.

Orta derecede uçucudur ve düşük basınç altında damıtılabilir.

Metil karbamat kimyasal olarak nispeten kararlıdır ancak metanol ve karbondioksit oluşturmak üzere hidrolize maruz kalır.

 

Kullanım Alanları ve Uygulamalar:

Karbamat pestisitler böcek ilaçları, herbisitler ve fungisitlerde yaygın olarak kullanılır ve ayrıca sivrisinek ve hamamböceği öldürücü olarak da kullanılır. Yaygın olarak kullanılanlar şunlardır: Furadan, Carbaryl, Methomyl, Methomyl, Cordyceps ve benzerleri.

Metil karbamat esas olarak tekstil ve polimer endüstrilerinde bir reaksiyon ara maddesi olarak kullanılır. Tekstil endüstrisinde, polyester / pamuk karışımlı kumaşlara gerilime dayanıklı bir apre maddesi olarak uygulanan dihidroksimetil karbamik asit metil ester bazlı reçinelerin üretiminde kullanılır. işlenmiş kumaşlar iyi kırışıklık açısı tutma özelliğine sahiptir, ticari çamaşırhanelerde asitle dönmeye karşı dayanıklıdır, klorsuzdur ve alev geciktiricidir.

Metil karbamat ayrıca ilaç, pestisit ve poliüretan üretiminde de kullanılmaktadır.

Metil karbamatlar insektisit olarak yaygın şekilde kullanılmaktadır. Antikolinesteraz aktiviteye sahiptirler ancak kümülatif etkiler oluşturmazlar.

Metil karbamat, çeşitli ilaçların, böcek öldürücülerin ve diğer organik bileşiklerin sentezinde kimyasal bir ara maddedir ve karbamat böcek öldürücülerin üretiminde kullanılan metil izosiyanat üretimi için bir öncüdür.

Metil karbamat plastikleştirici, yakıt katkı maddesi ve bazı boya ve sızdırmazlık maddelerinin bir bileşeni olarak kullanılır.

Geçmişte kemirgen öldürücü ve böcek ilacı olarak da kullanılmıştır, ancak toksisitesiyle ilgili endişeler nedeniyle bu uygulamalardaki kullanımı azalmıştır.

1. Farmasötik ve Zirai Kimyasal Ara Maddeler:

Metil karbamat, çeşitli farmasötik ve zirai kimyasal ürünlerin sentezinde kullanılan önemli bir kimyasal ara maddedir.

Birçok karbamat bazlı pestisit ve herbisit için önemli bir yapı taşı olan metilizosiyanat üretimi için bir öncüdür.

Metil karbamat ayrıca bazı anti-enflamatuar, analjezik ve antikanser ilaçların sentezi için bir başlangıç malzemesi olarak da kullanılabilir.

2. Plastikleştiriciler ve Kaplamalar:

Metil karbamat, boyalar, kaplamalar ve yapıştırıcılarda kullanılanlar gibi çeşitli polimer ve reçine formülasyonlarında plastikleştirici olarak kullanılmıştır.

Bu malzemelerin esneklik, darbe direnci ve yapışma özelliklerini geliştirebilir.

Bazı özel kaplamalarda ve sızdırmazlık maddelerinde, metil karbamat çapraz bağlama maddesi veya kürleme katkısı olarak kullanılabilir.

3. Yakıt Katkıları:

Tarihsel olarak metil karbamat, yanma verimliliğini artırmak ve motor tortularını azaltmak için özellikle benzinde yakıt katkı maddesi olarak kullanılmıştır.

Bununla birlikte, metil karbamatın yakıt katkı maddesi olarak kullanımı, potansiyel toksisitesi ve çevresel etkileri konusundaki endişeler nedeniyle son yıllarda azalmıştır.

4. Kemirgen İlaçları ve Böcek İlaçları:

Geçmişte, metil karbamat bazı rodentisit ve insektisit ürünlerinde aktif bileşen olarak kullanılmıştır.

Bu uygulamalar, daha yeni, daha etkili ve daha az toksik alternatiflerin geliştirilmesinin yanı sıra metil karbamat bazlı pestisitlerin kullanımına ilişkin düzenleyici kısıtlamalar nedeniyle önemli ölçüde azalmıştır.

5. Endüstriyel Solventler ve Temizlik Maddeleri:

Çözücü özellikleri ve nispeten düşük toksisitesi nedeniyle, metil karbamat bazı endüstriyel temizlik ürünlerinde ve yağ giderici maddelerde kullanılmıştır.

Ancak, daha etkili ve çevre dostu çözücüler ve temizlik maddeleri mevcut olduğundan, bu uygulamalarda kullanımı sınırlıdır.

Genel olarak, metil karbamatın günümüzdeki başlıca kullanım alanları, tek başına bir ürün veya katkı maddesi olmaktan ziyade, farmasötikler, zirai kimyasallar ve diğer özel kimyasalların üretiminde kimyasal bir ara madde olarak yer almaktadır. Yakıt, pestisit ve endüstriyel çözücülerdeki tarihsel kullanımları büyük ölçüde ortadan kalkmıştır.

 

Sentez ve Üretim:

Metil karbamat tipik olarak metil kloroformat oluşturmak için metanolün (CH3OH) fosgen (COCl2) ile reaksiyonu ve ardından nihai ürünü oluşturmak için amonyak (NH3) ile reaksiyonu ile sentezlenir.

Alternatif olarak, metil izosiyanatın (CH3NCO) su ile reaksiyona sokulmasıyla da üretilebilir.

Metil karbamatın endüstriyel üretimi, başlangıç malzemelerinin tehlikeli doğası nedeniyle genellikle özel ekipman ve sıkı güvenlik önlemleri kullanan sürekli süreçleri içerir.

Metil Karbamat Sentezi:

Metil karbamat için en yaygın sentetik yol iki aşamalı bir süreç içerir:

Metanolün fosgen ile reaksiyonu:

Metanol (CH3OH) fosgen (COCl2) ile reaksiyona girerek metil kloroformat (CH3OCOCl) oluşturur.

Bu reaksiyon tipik olarak hidroklorik asit yan ürününü nötralize etmek için piridin gibi bir baz varlığında gerçekleştirilir.

Metil kloroformat, çeşitli karbamat bileşiklerinin üretiminde önemli bir ara maddedir.

Metil kloroformatın ammonolizi:

Metil kloroformat ara ürünü daha sonra metil karbamat (CH3OCONH2) oluşturmak üzere amonyak (NH3) ile reaksiyona girer.

Bu reaksiyon, metil kloroformatın karbonil karbonuna amonyağın nükleofilik eklenmesini ve ardından hidrojen klorürün elimine edilmesini içerir.

Reaksiyon, metil karbamat ürününün ayrılmasını kolaylaştırmak için tipik olarak toluen veya diklorometan gibi organik bir çözücü içinde gerçekleştirilir.

Metil Karbamat Üretimi:

Endüstriyel ölçekte metil karbamat üretimi genellikle özel ekipmanların kullanıldığı sürekli süreçleri içerir:

Fosgen üretimi:

Fosgen tipik olarak karbon monoksit (CO) ve klorun (Cl2) aktif karbon gibi bir katalizör varlığında reaksiyona girmesiyle yerinde üretilir.

Fosgen üretimi, gazın son derece zehirli doğası nedeniyle sıkı güvenlik önlemleri gerektirir.

Metil kloroformat sentezi:

Fosgen daha sonra sürekli akışlı bir reaktörde metanol ile reaksiyona sokulur ve reaksiyon kinetiğini iyileştirmek için genellikle bir baz katalizör kullanılır.

Metil kloroformat ürünü tipik olarak damıtma veya diğer ayırma teknikleri ile saflaştırılır.

Ammonoliz aşaması:

Metil kloroformat daha sonra sürekli çalışan bir reaktörde amonyak gazı veya sulu amonyak çözeltisi ile reaksiyona sokulur.

Metil karbamat ürünü, tipik olarak kristalizasyon veya buharlaştırma yoluyla ayrılır ve gerektiğinde daha fazla saflaştırılır.

Paketleme ve depolama:

Saflaştırılmış metil karbamat daha sonra dağıtım ve depolama için genellikle varillerde veya diğer uygun kaplarda paketlenir.

Nihai ürünün güvenliğini ve stabilitesini sağlamak için uygun taşıma ve depolama prosedürleri çok önemlidir.

 

Reaktivite ve Bozunma:

Metil karbamat, karbamat fonksiyonel grubunu parçalayabilen hem asidik hem de bazik koşullarda hidrolize duyarlıdır.

Yüksek sıcaklıklarda metanol, karbondioksit ve diğer yan ürünleri oluşturan termal ayrışma da meydana gelebilir.

Belirli koşullar altında, metil karbamat alkoller veya aminler gibi nükleofillerle reaksiyona girerek sübstitüe karbamatlar veya ürealar oluşturabilir.

Metil karbamatın mikrobiyal bozunması rapor edilmiştir, bazı bakteri ve mantarlar bunu bir karbon ve azot kaynağı olarak kullanabilmektedir.

 

Düzenleyici ve Çevresel Hususlar:

Metil karbamat, toksisitesi nedeniyle çeşitli çevresel düzenlemeler kapsamında tehlikeli bir madde olarak listelenmiştir.

Çalışanlar için riskleri en aza indirmek amacıyla mesleki ortamlar için maruz kalma sınırları ve kullanım kılavuzları oluşturulmuştur.

Çevresel akıbet ve taşıma çalışmaları, metil karbamatın belirli toprak ve su ortamlarında kalıcı olabileceğini ve bazı organizmalarda biyolojik olarak birikme potansiyeline sahip olduğunu göstermiştir.

Çevresel kirlenmeyi ve insanların maruz kalmasını önlemek için uygun bertaraf ve muhafaza yöntemleri şarttır.

 

Toksikoloji ve Güvenlik:

Metil karbamat yutulması veya solunması halinde orta derecede toksiktir.

Maruziyet sonrasında bulantı, kusma, ishal ve solunum sıkıntısı gibi belirtiler ortaya çıkabilir.

Uzun süreli veya tekrarlanan maruziyet karaciğer ve böbrek hasarına da neden olabilir.

Metil karbamat ile çalışırken eldiven ve solunum maskesi gibi uygun kişisel koruyucu ekipman kullanılmalıdır.

Bu bileşikle çalışırken, maruz kalma riskini en aza indirmek için uygun havalandırma ve koruyucu önlemler alınmalıdır.

Yakın akrabası olan etil karbamatın aksine, Salmonella için mutajenik değildir (Ames testinde negatif) ancak meyve sinekleri için mutajeniktir. Deneysel kanıtlar, sıçanlarda kanserojen olduğunu ve farelerde kanserojen olmadığını göstermektedir. Proposition 65'e göre, bileşik "Kaliforniya Eyaleti tarafından kanserojen olduğu bilinmektedir.

Karbamat pestisit zehirlenmesinin nedenleri diğer pestisit zehirlenmelerine benzer. Üretken zehirlenmeler genellikle pestisitlerin uygun koruyucu önlemler alınmadan veya sıcak ve nemli ortamlarda uygulandığında, özellikle deri yoluyla ve solunum yoluyla zehirlenmelerde görülür. Yaşam zehirlenmesi genellikle intihar veya kaza sonucu zehirlenmelerde, ağız yoluyla zehirlenmelerde görülür.

Karbamat pestisit zehirlenmesi akuttur, zehirlenmenin başlangıcından itibaren 10 ila 20 dakika içinde oral zehirlenme, 2 ila 6 saat içinde zehirlenmenin çoğunluğu ile temas halinde iş gücü üretimi başlar. Organofosforlu pestisit zehirlenmesine benzer şekilde, özellikle muskarinik semptomlar daha belirgindir. Hafif zehirlenmelerde hafif muskarinik semptomlar ve baş dönmesi, baş ağrısı, yorgunluk, bulantı, kusma, bulanık görme, tükürük salgısı, aşırı terleme, göz bebeği daralması gibi merkezi sinir sistemi semptomları görülür. Yukarıdaki semptomlara ek olarak, orta dereceli zehirlenmelerde kas titremesi ve kan basıncında artış görülür. Şiddetli zehirlenmelerde akciğer ödemi, koma, beyin ödemi, 30% veya daha düşük tam kan kolinesteraz aktivitesi görülebilir ve ciddi vakalarda solunum kas felci, solunum yetmezliği ve hatta ölüm görülebilir. Buna ek olarak, cilt kontaminasyonu yanma, kızarma, döküntü; konjonktival kontaminasyon yanma hissi, göz yaşarması, göz bebeği daralması ve benzerlerine neden olabilir.

Karbamat insektisitlerle zehirlenme şüphesi derhal tedavi edilmelidir ve kesin tanı, kolinesteraz ve toksikolojik testlerin sonuçları ile birlikte açık bir maruziyet öyküsü, semptomlar, belirtiler ve semptomlarla yapılabilir. Bu tür zehirlenmeler kan kolinesteraz aktivitesinde azalmaya yol açar, ancak zehirlenmeden sonra mümkün olan en kısa sürede test edilmelidir ve zehirlenme süresi arttıkça kolinesteraz aktivitesi kademeli olarak iyileşecektir. Zehir gastrik lavaj vb. yöntemlerle uzaklaştırılır ve güçlü bir antidot olan atropin kullanılır. Organofosforlu pestisit zehirlenmelerinin aksine, karbamatlı insektisit zehirlenmelerinde oksim kolinesteraz reenaktörleri yasaklanmıştır.