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Isobutanal

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(Weitergeleitet von Isobutyraldehyd)
Strukturformel
Strukturformel von Isobutanal
Allgemeines
Name Isobutanal
Andere Namen
Summenformel C4H8O
Kurzbeschreibung

farblose Flüssigkeit mit stechendem Geruch<ref name="GESTIS" />

Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer Vorlage:CASRN
EG-Nummer 201-149-6
ECHA-InfoCard 100.001.045
PubChem 6561
ChemSpider 6313
Wikidata [[:d:Lua-Fehler in Modul:Wikidata, Zeile 1492: attempt to index field 'wikibase' (a nil value)|Lua-Fehler in Modul:Wikidata, Zeile 1492: attempt to index field 'wikibase' (a nil value)]]
Eigenschaften
Molare Masse 72,11 g·mol−1
Aggregatzustand

flüssig<ref name="GESTIS" />

Dichte

0,79 g·cm−3<ref name="GESTIS">Eintrag zu Isobutyraldehyd in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFAVorlage:Abrufdatum (JavaScript erforderlich)</ref>

Schmelzpunkt

−65 °C<ref name="GESTIS" />

Siedepunkt

64 °C<ref name="GESTIS" />

Dampfdruck
  • 184 hPa (20 °C)<ref name="GESTIS" />
  • 285 hPa (30 °C)<ref name="GESTIS" />
  • 428 hPa (40 °C)<ref name="GESTIS" />
  • 623 hPa (50 °C)<ref name="GESTIS" />
Löslichkeit

mäßig in Wasser (75 g·l−1 bei 20 °C)<ref name="GESTIS" />

Brechungsindex

1,374 (20 °C)<ref name="Sigma">Datenblatt Isobutyraldehyde bei Sigma-AldrichVorlage:Abrufdatum (PDF).</ref>

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung<ref name="GESTIS" />
Gefahrensymbol Gefahrensymbol

Gefahr

H- und P-Sätze H: 225​‐​319
P: 210​‐​305+351+338<ref name="GESTIS" />
Toxikologische Daten
Thermodynamische Eigenschaften
ΔHf0

−247,3 kJ/mol<ref name="CRC90_5_26">David R. Lide (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90. Auflage. (Internet-Version: 2010), CRC Press / Taylor and Francis, Boca Raton FL, Standard Thermodynamic Properties of Chemical Substances, S. 5-26.</ref>

Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa). Brechungsindex: Na-D-Linie, 20 °C

Isobutanal (nach IUPAC-Nomenklatur: 2-Methylpropanal, auch als Isobutyraldehyd bekannt) ist eine organisch-chemische Verbindung aus der Stoffgruppe der Aldehyde. Neben dem verzweigten Isobutanal existiert noch die isomere Verbindung Butanal (Butyraldehyd). Isobutanal ist ein Zwischenprodukt der chemischen Industrie.

Vorkommen[Bearbeiten]

Datei:Musa x paradisiaca - Pisang Mas.jpg
Bananen enthalten natürlicherweise Isobutanal

Isobutanal ist u. a. ein natürlicher Bestandteil in Bananen,<ref name="ZFNB" /> Spanischem Pfeffer,<ref name="Dr. Dukes 47044" /> Lavendel (Lavandula x intermedia),<ref name="Dr. Dukes 47044" /> und Pelargonien (Pelargonium graveolens)<ref name="Dr. Dukes 47044" />. Daneben kommt Isobutanal als Aromastoff in Honig vor.

Gewinnung und Darstellung[Bearbeiten]

Großtechnisch wird Isobutyraldehyd durch Hydroformylierung von Propen mithilfe metallorganischer Cobalt- oder Rhodiumverbindungen als Katalysator bei Temperaturen von 130 – 160 °C und Drücken von 100 – 200 bar hergestellt.<ref name="RÖMPP">Eintrag zu Butyraldehyde. In: Römpp Online. Georg Thieme VerlagVorlage:Abrufdatum</ref><ref name="HSDB">Eintrag zu ISOBUTYRALDEHYDE in der Hazardous Substances Data Bank (via PubChem)Vorlage:Abrufdatum</ref>

Synthese von Isobutanal
Synthese von Isobutanal

Darüber hinaus kann es durch Oxidation von Isobutanol (2-Methylpropan-1-ol) synthetisiert werden. Diese Methode findet jedoch keine Anwendung, da Isobutanol technisch erst durch Reduktion (Hydrierung) von Isobutanal hergestellt wird. Isobutanal entsteht außerdem bei der thermischen Zersetzung von Isobutylidendiharnstoff.

Eigenschaften[Bearbeiten]

Physikalische Eigenschaften[Bearbeiten]

Isobutanal ist eine leicht flüchtige, lichtempfindliche, luftempfindliche, leichtentzündliche, farblose Flüssigkeit mit stechendem Geruch, welche mäßig löslich in Wasser ist. Sie siedet bei Normaldruck bei 64 °C.<ref name="GESTIS" /> Die molare Verdampfungsenthalpie beträgt am Siedepunkt 33,4 kJ·mol−1.<ref name="Wojtasinski">Wojtasinski, J.G.: Measurement of Total Pressures for Determining Liquid-Vapor Equilibrium Relations of the Binary System Isobutyraldehyde n-Butyraldehyde in J. Chem. Eng. Data 8 (1963) 381–385, doi:10.1021/je60018a028.</ref> Die Dampfdruckfunktion ergibt sich nach Antoine entsprechend log10(P) = A−(B/(T+C)) (P in bar, T in K) mit A = 3,87395, B = 1060,141 und C = −63,196 im Temperaturbereich von 286 bis 336 K.<ref name="Dykyj">Seprakova, M.; Paulech, J.; Dykyj, J.: Dampfdruck der Butyraldehyde in Chem. Zvesti 13 (1959) 313–316.</ref> Sie besitzt eine dynamische Viskosität von 0,5 mPa·s.<ref name="GESTIS" />

Sicherheitstechnische Kenngrößen[Bearbeiten]

Isobutanal bildet leicht entzündliche Dampf-Luft-Gemische. Die Verbindung hat einen Flammpunkt bei −24 °C.<ref name="GESTIS" /><ref name="Brandes">E. Brandes, W. Möller: Sicherheitstechnische Kenngrößen. Band 1: Brennbare Flüssigkeiten und Gase. Wirtschaftsverlag NW – Verlag für neue Wissenschaft, Bremerhaven 2003.</ref> Der Explosionsbereich liegt zwischen 1,6 Vol.‑% (47 g/m3) als untere Explosionsgrenze (UEG) und 11 Vol.‑% (330 g/m3) als obere Explosionsgrenze (OEG).)<ref name="GESTIS" /> Die Grenzspaltweite wurde mit 0,92 mm bestimmt.<ref name="GESTIS" /><ref name="Brandes" /> Es resultiert damit eine Zuordnung in die Explosionsgruppe IIA.<ref name="GESTIS" /> Die Zündtemperatur beträgt 165 °C.<ref name="GESTIS" /><ref name="Brandes" /> Der Stoff fällt somit in die Temperaturklasse T4.

Verwendung[Bearbeiten]

Isobutanal ist ein Ausgangsmaterial zur Herstellung von Valin durch die Strecker-Synthese:

<math>\mathrm{CH_3{-}CH(CH_3){-}CHO + NH_3 + HCN \longrightarrow}</math>
<math>\mathrm{CH_3{-}CH(CH_3){-}CH(NH_2){-}CN + H_2O}</math>
Isobutanal reagiert mit Ammoniak und Cyanwasserstoff zu Valin und Wasser.

sowie von Neopentylglycol über eine Cannizzaro-Reaktion. Außerdem kann es bei der Knoevenagel-Reaktion eingesetzt werden.

Weiterhin ist es ein Zwischenprodukt für Arzneistoffe (z. B. D-Penicillamin<ref name="Weigert">Wolfgang M. Weigert, Heribert Offermanns und Paul Scherberich: D-Penicillamine – Production and Properties. In: Angewandte Chemie International Edition in English. 14, 1975, S. 330–336, doi:10.1002/anie.197503301. PMID 808979.</ref>) und von Schädlingsbekämpfungsmitteln.

Ein großer Teil wird auch durch katalytische Hydrierung zu Isobutanol weiterverarbeitet.<ref name="RÖMPP" />

Einzelnachweise[Bearbeiten]

<references> <ref name="Dr. Dukes 47044">Vorlage:DrDukesDB</ref> <ref name="ZFNB">R. Tressl, F. Drawert, W. Heimann, R. Emberger: Notizen: Gaschromatographische Bestandsaufnahme von Bananen-Aromastoffen. In: Zeitschrift für Naturforschung B. 24, 1969, S. 781–783 (online).</ref> </references>