Меламин

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Меламин
Melamine.svg
Общие
Систематическое
наименование
1,3,5-триазин-2,4,6-триамин
Традиционные названия 2,4,6-триамино-сим-триазин, цианурамид, циануротриамид, циануротриамин
Хим. формула C₃H₆N₆
Рац. формула C3H6N6
Физические свойства
Молярная масса 126.12 г/моль
Плотность 1.574 г/см³
Термические свойства
Т. плав. 345 (разл)
Химические свойства
Растворимость в в воде при 20°C 0.31 г/100 мл
Классификация
Рег. номер CAS 108-78-1
PubChem 7955
SMILES
ChemSpider 7667
Безопасность
ЛД50 3248 (крысы, перорально)[1]
Токсичность Малотоксичен для млекопитающих[2]
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иначе.

Мелами́н (1, 3, 5-триазино-2, 4, 6-триамин) — бесцветные кристаллы, малорастворимые в воде. Объем мирового производства в 2007 г. более 1 млн т.

Свойства и синтез[править | править вики-текст]

tпл =364 °C (с разложением); Растворим в воде (0,5% по массе при 20ºС, 4% при 90ºС), не растворим в органических растворителях. Меламин — основание, с кислотами образует соли (C3H6N6×HCl и др.), разлагающиеся при нагревании. В жидком аммиаке с амидами щелочных металлов меламин образует как продукты присоединения C3H6N6•MNH2 так и соли, M3C3H3N6 (M - металл).

При нагревании до 354 °С и выше меламин отщепляет аммиак с образованием мелема (2,6,10-триамино-сим-гептазина).

Характерным свойством меламина является замещение аминогрупп под действием нуклеофилов. Так, в водных растворах щелочей при повышенных температурах и давлениях меламин гидролизуется, отщепляя аммиак, при этом происходит последовательное замещение аминогрупп на гидроксильные группы с образованием аммелина (2-гидрокси-4,6-диамино-сим-триазина), аммелида (2,4-дигидрокси-6-диамино-сим-триазина) и циануровой кислоты (2,4,6-тригидрокси-сим-триазина). Под действием алкиламинов или их солей аминогруппы меламина замещаются аминоалкильными групами с образованием N-алкилмеламинов, степень замещения (от одного до трех) определяется степенью избытка амина.

Под действием электрофильных агентов происходит замещение атомов водорода аминогрупп меламина: нитрование азотной кислотой в уксусной кислоте ведет к образованию моно- и ди-N-нитромеламинов. Галогенирование ведет к образованию N-галогенмеламинов различной степени замещения, при хлорировании может быть получен гексахлормеламин, являющийся энергичным хлорирующим агентом и применяющийся в составе композиций для дегазации отравляющих веществ.

В лабораторных условиях простейшим методом синтеза меламина является взаимодействие цианурхлорида с аммиаком при 100°С, другими методами являются синтезы меламина нагреванием гуанидина и тримеризацией цианамида.

В промышленности применяется два основных метода синтеза меламина - пиролиз мочевины и синтез из дициандиамида.

При пиролизе мочевины применяются катализаторы (на онове Al2O3 и др.) при 350—450°С и давлении 50-200 МПа, при этом на первой стадии мочевина отщепляет аммиак с образованием циановой кислоты:

(NH2)2CO \to HCNO + NH3

которая затем с отщеплением углекислого газа образует меламин:

6 HCNO \to C3H6N6 + 3 CO2

Другим методом является синтез из из дициандиамида (NH2CN)2 в жидком аммиаке или растворе аммиака в этаноле при температуре 180—500°С и давлении 4-20 МПа(40-200 кг/см²). Исторически первым промышленным методом стало производство меламина из дициандиамида, получаемого, в свою очередь, из карбида кальция, однако по мере роста крупнотоннажного производства мочевины дициандиамидный процесс был вытеснен процессом пиролиза мочевины.

Обнаружение[править | править вики-текст]

Для обнаружения используется хроматография. Гравиметрически меламин определяют в виде солей с циануровой или пикриновой кислотой, а также фотометрически в слабокислой среде по поглощению при длине волны 236 нм.

Применение[править | править вики-текст]

Структурная формула меламин-формальдегидной смолы (упрощенная)

Меламин широко применяется в промышленном органическом синтезе, в том числе ионообменных смол, дубителей, гексахлормеламина, используемого в производстве красителей и гербицидов. Меламин, наряду c мочевиной, также применялся в качестве небелкового источника азота для домашнего скота, однако в 1978 году был сделан вывод о «неприемлемости меламина как небелкового источника азота, так как он медленнее и недостаточно полно гидролизуется по сравнению с другими — например, мочевиной».

Большая часть производимого меламина используется в производстве меламин-формальдегидных смол, которые получают поликонденсацией меламина с формальдегидом в слабощелочной среде (рН 7,8-8,5), при этом на начальной стадии происходит гидроксиметилирование меламина по аминогруппам, с образованием метилольных производных различной степени замещения (вплоть до гексаметилолмеламина):

Melaminmethyloles.png

Гидроксиметилированные производные далее реагируют со свободными аминогруппами меламина и метилолмеламинов с образованием метиленовых мостиков. В результате образуются термореактивные олигомеры при нагревании либо в присутстви каталитических количеств кислот.

Меламин-формальдегидные смолы применяются как в составе полимерных композиций (клеи, лаки), в качестве связующего полимера для пресс-композиций с различными наполнителями (целлюлоза, стекловолокно, древесная мука) и в качестве пластификаторов бетона, так и в качестве конструкционного материала для производства готовых изделий.

Токсичность и «меламиновые скандалы»[править | править вики-текст]

Штамп «Меламин» на посуде из меламин-формальдегидного пластика

Меламин слаботоксичен: медианная летальная доза при пероральном введении у крыс составляет 3.16 г/кг, то есть меламин не более ядовит, чем поваренная соль (LD50 3 г/кг[3]). В соответствии с данными, опубликованными Международной программой химической безопасности, меламин не метаболизируется и быстро выводится с мочой, генотоксичность в испытаниях in vivo не выявлена, не оказывает раздражающего действия на кожу (при испытаниях на кроликах и морских свинках) и слизистую глаза (при испытаниях на кроликах). Канцерогенные свойства при испытаниях на мышах не выявлены. Вместе с тем, по данным UNEP 1998 г. у самцов крыс при длительном (36-105 недель) приеме пищи, содержащей сверхвысокие концентрации меламина (0.45-3 %) может возникать рак мочевого пузыря[2].

В списке химических веществ, выделяющихся из материалов, контактирующих с пищевыми продуктами, допустимые количества миграции которых регламентируются в РФ, меламин отсутствует, для пищевой посуды из меламин-формальдегидных смол в этом списке определена только ДКМ формальдегида[4].

Меламин использовался некоторыми недобросовестными производителями при производстве пищевых продуктов для повышения измеряемой при анализе концентрации белка: при анализе методами Кьельдаля и Дюма содержание белка измеряется по содержанию азота.

В июне 2008 года китайская компания Sanlu Group, производящая сухое молоко, получила претензии потребителей, что у младенцев, которых кормили произведенным компанией молоком, были обнаружены камни в почках. Дальнейшее расследование показало, что в сухом молоке этой и ряда других компаний присутствует меламин. Скандал получил широкое освещение в средствах массовой информации, в результате чего за период до конца 2008 г. в Китае по поводу проблем мочевыделительной системы, включая подозрения на камни в почках, были госпитализированы 51 000 младенцев и детей младшего возраста, были зафиксированы шесть смертных случаев.

Всемирной огранизации здравоохранения и Продовольственной и сельскохозяйственной организация ООН была организована совместная экспертная группа по токсикологии меламина и циануровой кислоты, которая повторно рассмотрела данные по токсикологии меламина и подтвердила, что как острая, так и хроническая токсичность меламина весьма малы: меламин практически не метаболизируется и выводится из организма с мочой. Вместе с тем при высоких концентрациях меламина в пище может происходить кристаллизация меламина в моче, проявляющаяся в кристаллурии и при очень высоких концентрациях ведущая к образованию камней в почках.[5]

ГН 2.1.6.1338-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест» определяют для меламина № 502: класс опасности - 2, ПДК максимальная разовая 0,02 мг/м3, ПДК среднесуточная 0,01 мг/м3.

Примечания[править | править вики-текст]

См. также[править | править вики-текст]

Ссылки[править | править вики-текст]