Диацетил

Перейти к навигацииПерейти к поиску
Диацетил
Изображение химической структуры Изображение молекулярной модели
Общие
Систематическое
наименование		 2,3-​бутандион
Традиционные названия диацетил, диметилглиоксаль
Хим. формулаСH3СOСОСH3
Рац. формула С4H6O2
Физические свойства
Состояние жидкость
Молярная масса86,01 г/моль
Плотность0,98 г/см³
Термические свойства
Температура
 • плавления-2,4 °C
 • кипения88-89 °C
Химические свойства
Растворимость
 • в воде 33 г/100 мл
 • в орг. растворители смешивается
Оптические свойства
Показатель преломления1,3951
Классификация
Рег. номер CAS431-03-8
PubChem650
Рег. номер EINECS207-069-8
SMILES
 
InChI
 
ChEBI16583
ChemSpider630
Безопасность
NFPA 704
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе

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

Свойства

Диацетил — желто-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

  • 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

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 легких. 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 ученых.[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

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 своем 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

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

  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[англ.] : 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
  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. Дата обращения: 3 февраля 2008. Архивировано 19 ноября 2007 года.