Hexan ( / ˈ h ɛ k s eɪ n / ) oder n -Hexan ist eine organische Verbindung , ein geradkettiges Alkan mit sechs Kohlenstoffatomen und der Summenformel C 6 H 14 . [ 7 ]

Hexan ist eine farblose Flüssigkeit, die in reiner Form geruchlos ist und einen Siedepunkt von etwa 69 °C (156 °F) hat. Es wird häufig als preiswertes, relativ sicheres, weitgehend reaktionsträges und leicht verdampfendes unpolares Lösungsmittel verwendet , und moderne Benzinmischungen enthalten etwa 3 % Hexan. [ 8 ]

Der Begriff Hexan bezeichnet ein Gemisch , das hauptsächlich (>60 %) aus n- Hexan und unterschiedlichen Mengen der isomeren Verbindungen 2-Methylpentan und 3-Methylpentan sowie gegebenenfalls geringeren Mengen nichtisomerer C₅- , C₆- und C₇- ( Cyclo)alkane besteht. Diese „Hexan“-Gemische sind kostengünstiger als reines Hexan und werden häufig in großtechnischen Prozessen eingesetzt, die kein einzelnes Isomer erfordern (z. B. als Reinigungsmittel oder für die Chromatographie ).

Isomere

Gebräuchlicher Name IUPAC-Name Textformel Skelettformel
Normales Hexan , n -HexanHexanCH 3 (CH 2 ) 4 CH 3
Isohexan2-Methylpentan(CH 3 ) 2 CH(CH 2 ) 2 CH 3
3-MethylpentanCH 3 CH 2 CH(CH 3 )CH 2 CH 3
2,3-Dimethylbutan(CH 3 ) 2 CHCH(CH 3 ) 2
Neohexan2,2-Dimethylbutan(CH 3 ) 3 CCH 2 CH 3

Verwendung

In der Industrie werden Hexane zur Herstellung von Klebstoffen für Schuhe, Lederwaren und Dachmaterialien verwendet. Sie dienen außerdem zur Gewinnung von Speiseölen (wie Rapsöl oder Sojaöl ) aus Samen, zur Reinigung und Entfettung verschiedener Gegenstände sowie in der Textilherstellung .

Hexan wird im Labor typischerweise zur Extraktion von Öl- und Fettverunreinigungen aus Wasser und Boden für Analysezwecke eingesetzt. [ 9 ] Da Hexan nicht leicht deprotoniert werden kann , wird es im Labor für Reaktionen mit sehr starken Basen verwendet, beispielsweise zur Herstellung von Organolithiumverbindungen . Butyllithiumverbindungen werden beispielsweise üblicherweise als Hexanlösung angeboten. [ 10 ]

Hexane werden häufig in der Chromatographie als unpolares Lösungsmittel eingesetzt. Höhere Alkane, die als Verunreinigungen in Hexanen vorliegen, weisen ähnliche Retentionszeiten wie das Lösungsmittel auf, sodass Fraktionen, die Hexan enthalten, auch diese Verunreinigungen enthalten. Bei der präparativen Chromatographie kann die Konzentration großer Hexanmengen zu einer Probe führen, die erheblich mit Alkanen verunreinigt ist. Dies kann dazu führen, dass eine feste Verbindung als Öl erhalten wird , und die Alkane können die Analyse stören.

Als Kraftstoff für Verbrennungsmotoren weist n -Hexan niedrige Oktanzahlen auf : eine Forschungsoktanzahl von 24,8 und eine Motoroktanzahl von 26. [ 11 ] 1983 lag sein Anteil am japanischen Benzin bei etwa 6 % [ 12 ] , 1992 betrug er im amerikanischen Benzin zwischen 1 und 3 % [ 13 ] und im schwedischen Automobilkraftstoff lag er im selben Jahr konstant unter 2 %, oft sogar unter 1 %. [ 14 ] Bis 2011 stieg sein Anteil am US-amerikanischen Benzin auf 1 bis 7 %. [ 15 ]

Produktion

Hexan wird hauptsächlich durch Raffination von Rohöl gewonnen . Die genaue Zusammensetzung der Fraktion hängt maßgeblich von der Herkunft des Öls (Rohöl oder Reformöl) und den Raffinationsbedingungen ab. [ 16 ] Das Industrieprodukt (üblicherweise etwa 50 Gew.-% des geradkettigen Isomers) ist die Fraktion mit einem Siedepunkt von 65–70 °C.

Physikalische Eigenschaften

Alle Alkane sind farblos. [ 17 ] [ 18 ] Die Siedepunkte der verschiedenen Hexane ähneln sich und sind, wie bei anderen Alkanen auch, im Allgemeinen bei den stärker verzweigten Formen niedriger. Die Schmelzpunkte unterscheiden sich deutlich, und es ist kein eindeutiger Trend erkennbar. [ 19 ]

Isomer Schmelzpunkt (°C) Schmelzpunkt (°F) Siedepunkt (°C) BP (°F)
n -Hexan−95,3 −139,568,7 155,7
3-Methylpentan−118,0 −180,463,3 145,9
2-Methylpentan (Isohexan)−153,7 −244,760,3 140,5
2,3-Dimethylbutan−128,6 −199,558,0 136,4
2,2-Dimethylbutan (Neohexan)−99,8 −147,649,7 121,5

Hexan besitzt bei Raumtemperatur einen beträchtlichen Dampfdruck :

Temperatur (°C) Temperatur (°F) Dampfdruck ( mmHg ) Dampfdruck ( kPa )
-40 -403,36 0,448
-30 −227.12 0,949
-20 -414.01 1,868
-10 1425,91 3,454
0 3245,37 6.049
10 5075,74 10.098
20 68121,26 16.167
25 77151,28 20.169
30 86187.11 24,946
40 104279,42 37.253
50 122405.31 54.037
60 140572,76 76.362

Reaktivität

Wie die meisten Alkane weisen Hexane typischerweise eine geringe Reaktivität auf und eignen sich als Lösungsmittel für reaktive Verbindungen. Kommerzielle n- Hexan-Proben enthalten jedoch häufig Methylcyclopentan , das tertiäre CH-Bindungen aufweist , welche mit einigen Radikalreaktionen inkompatibel sind . [ 20 ]

Sicherheit

Das Einatmen von n -Hexan in einer Konzentration von 5000 ppm über 10 Minuten führt zu starkem Schwindel; 2500–1000 ppm über 12 Stunden verursachen Benommenheit , Müdigkeit , Appetitlosigkeit und Parästhesien in den distalen Extremitäten; 2500–5000 ppm führen zu Muskelschwäche, Kältepulsation in den Extremitäten, verschwommenem Sehen, Kopfschmerzen und Anorexie . [ 21 ] Chronische berufliche Exposition gegenüber erhöhten n- Hexan-Konzentrationen wurde mit peripherer Neuropathie bei Kfz-Mechanikern in den USA und mit Neurotoxizität bei Arbeitern in Druckereien sowie Schuh- und Möbelfabriken in Asien, Europa und Nordamerika in Verbindung gebracht. [ 22 ]

Das US-amerikanische Nationale Institut für Arbeitssicherheit und Gesundheitsschutz (NIOSH) hat einen empfohlenen Expositionsgrenzwert (REL) von 100 ppm (350 mg/m³ (0,15 g/ft³)) für Hexan-Isomere (nicht n-Hexan) über einen 8-stündigen Arbeitstag festgelegt. [ 23 ] Für n -Hexan beträgt der aktuelle NIOSH-REL jedoch 50 ppm (180 mg/m³ ( 0,079 g/ft³)) über einen 8-stündigen Arbeitstag. [ 24 ] Dieser Grenzwert wurde 1989 von der Arbeitsschutzbehörde (OSHA) als zulässiger Expositionsgrenzwert (PEL) vorgeschlagen ; dieser PEL wurde jedoch 1992 von US-Gerichten aufgehoben. [ 25 ] Der aktuelle PEL für n-Hexan in den USA beträgt 500 ppm (1800 mg/m³ ( 0,79 g/ft³)). [ 24 ]

Hexan und andere flüchtige Kohlenwasserstoffe ( Petrolether ) stellen ein Aspirationsrisiko dar . [ 26 ] n -Hexan wird gelegentlich als Vergällungsmittel für Alkohol und als Reinigungsmittel in der Textil- , Möbel- und Lederindustrie verwendet. Es wird jedoch zunehmend durch andere Lösungsmittel ersetzt. [ 27 ]

Hexan ist wie Benzin leicht entzündlich und birgt Explosionsgefahr.

Vorfälle

Die Abwasserkanalexplosionen von Louisville im Jahr 1981 , bei denen über 21 km Abwasserleitungen und Straßen in der Stadt in Kentucky zerstört wurden, wurden durch die Entzündung von Hexandämpfen verursacht, die illegal aus einer Sojabohnenverarbeitungsanlage im Besitz von Ralston-Purina eingeleitet worden waren .

Hexan wurde als Ursache einer Explosion an der Nationalen Universität von Río Cuarto in Argentinien am 5. Dezember 2007 genannt. Ursache war ein Hexanaustritt in der Nähe einer wärmeerzeugenden Maschine, die explodierte und einen Brand auslöste, bei dem ein Student getötet und 24 weitere verletzt wurden.

Berufliche Hexanvergiftungen traten bei japanischen Sandalenarbeitern, italienischen Schuhmachern [ 28 ] , taiwanesischen Korrekturlesern und anderen auf. [ 29 ] Analysen taiwanesischer Arbeiter zeigten eine berufliche Exposition gegenüber Substanzen, darunter n -Hexan. [ 30 ] In den Jahren 2010–2011 wurde über Hexanvergiftungen bei chinesischen iPhone- Herstellern berichtet. [ 31 ] [ 32 ]

Biotransformation

n -Hexan wird im Körper zu 2-Hexanol und weiter zu 2,5-Hexandiol biotransformiert . Diese Umwandlung wird durch das Enzym Cytochrom P450 unter Verwendung von Luftsauerstoff katalysiert. 2,5-Hexandiol kann weiter zu 2,5-Hexandion oxidiert werden , welches neurotoxisch ist und eine Polyneuropathie verursacht . [ 27 ] Aufgrund dieses Verhaltens wurde die Verwendung von n -Hexan als Lösungsmittel als Ersatz diskutiert. n -Heptan stellt eine mögliche Alternative dar. [ 33 ]

Siehe auch

Referenzen

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