کلروبوتان چیست؟ راهنمای جامع شناخت ایزومرها، خواص و کاربردها

کلروبوتان چیست؟

کلروبوتان که با نام‌های «بوتیل کلرید» یا «کلرید بوتیل» نیز شناخته می‌شود، یک ترکیب آلی با فرمول کلی C4H9Cl  است. این ماده در واقع حاصل جایگزینی یک اتم هیدروژن در ساختار بوتان با یک اتم کلر است. از آنجا که بوتان دارای چهار اتم کربن است، کلروبوتان می‌تواند در چهار ساختار ایزومری مختلف وجود داشته باشد. این ایزومرها اگرچه فرمول مولکولی یکسانی دارند، اما خواص فیزیکی و کاربردهای متفاوتی دارند.

انواع ایزومرهای کلروبوتان

درک تفاوت بین ایزومرهای کلروبوتان برای انتخاب ماده مناسب در فرآیندهای شیمیایی بسیار مهم است:

۱. ۱-کلروبوتان  (1-Chlorobutane)

در این ایزومر، اتم کلر به کربن اول (ترمینال) زنجیره کربنی متصل است. این ماده مایعی بی‌رنگ با بوی خاصی است که به سرعت تبخیر می‌شود. ۱-کلروبوتان رایج‌ترین شکل کلروبوتان است که به عنوان ماده اولیه برای سنتز سایر مواد شیمیایی استفاده می‌شود.

۲. ۲-کلروبوتان  (2-Chlorobutane)

در این ایزومر، اتم کلر به کربن دوم زنجیره متصل است. این ماده به عنوان یک کلروآلکان ثانویه شناخته می‌شود و در واکنش‌های جایگزینی و حذفی رفتاری متفاوتی نسبت به ایزومر اولیه از خود نشان می‌دهد.

۳. ایزوکلروبوتان  (Isobutyl Chloride)

این ایزومر مشتق شده از ایزوبوتان است و ساختار شاخه‌دار دارد. این ماده در سنتز ترکیبات آلی با ساختار شاخه‌دار کاربرد دارد.

۴. ترت-بوتیل کلرید  (tert-Butyl Chloride)

این ایزومر که از ترت-بوتان مشتق شده، یک کلروآلکان ثالثیه است. ترت-بوتیل کلرید بسیار واکنش‌پذیر است و به سرعت در حضور آب هیدرولیز می‌شود. این ماده بیشتر در آزمایشگاه برای مطالعه سینتیک واکنش‌ها استفاده می‌شود.

خواص فیزیکی و شیمیایی کلروبوتان

ویژگی‌های فیزیکی کلروبوتان بسته به نوع ایزومر آن کمی متفاوت است، اما خواص کلی آن عبارتند از:

ظاهر: مایع بی‌رنگ و شفاف.

بوی: بوی خاص و تند (شبیه به حلال‌های کلردار).

حلالیت: در آب نامحلول است اما در بسیاری از حلال‌های آلی مانند اتر، اتانول و کلروفرم به راحتی حل می‌شود.

نقطه جوش: برای ۱-کلروبوتان حدود ۷۸ درجه سانتی‌گراد است.

چگالی: کمی سنگین‌تر از آب (حدود ۰.۸۷ گرم بر سانتی‌متر مکعب).

از نظر شیمیایی، کلروبوتان به دلیل وجود پیوند کربن-کلر قطبی، نسبت به بوتان واکنش‌پذیرتر است. این پیوند می‌تواند در واکنش‌های جایگزینی نوکلئوفیلی (SN1  و SN2) و واکنش‌های حذفی شکسته شود.

کاربردهای وسیع کلروبوتان در صنایع مختلف

کلروبوتان به دلیل واکنش‌پذیری مناسب و در دسترس بودن، کاربردهای گسترده‌ای در صنایع مختلف دارد:

۱. سنتز شیمیایی و تولید واسطه‌ها

مهم‌ترین کاربرد کلروبوتان، به عنوان ماده اولیه یا واسطه در سنتز سایر ترکیبات آلی است. برای مثال، از آن برای تولید اکتادسیل کلرید (نرم‌کننده پلاستیک)، آمین‌ها و الکل‌های بوتانیک استفاده می‌شود.

۲. صنعت داروسازی

در تولید بسیاری از داروها، کلروبوتان به عنوان عامل آلکیله‌کننده استفاده می‌شود تا گروه‌های بوتیل را به مولکول‌های دارویی اضافه کند. این ماده در سنتز آنتی‌بیوتیک‌ها و داروهای ضد التهابی نقش دارد.

۳. صنعت پلیمر و پلاستیک

کلروبوتان در تولید برخی پلاستیک‌ها و رزین‌ها، به ویژه پلاستیک‌های کلردار، به عنوان ماده اولیه یا مونومر کمکی استفاده می‌شود.

۴. تولید حلال‌ها و افزودنی‌های سوخت

برخی مشتقات کلروبوتان به عنوان حلال‌های خاص در صنعت رنگ و چاپ استفاده می‌شوند. همچنین به عنوان افزودنی به سوخت‌های jetski و برخی بنزین‌ها برای بهبود عملکرد استفاده می‌شود.

۵. صنعت عطرسازی

در ساخت برخی عطرها و اسانس‌های مصنوعی، از مشتقات کلروبوتان برای ایجاد رایحه‌های خاص استفاده می‌شود.

۶. آزمایشگاه‌های تحقیقاتی

در آزمایشگاه‌های شیمی آلی، کلروبوتان ماده‌ای استاندارد برای آموزش و تحقیق در مورد واکنش‌های جایگزینی نوکلئوفیلی و مکانیسم‌های واکنش است.

خطرات کلروبوتان و نکات ایمنی

مانند بسیاری از ترکیبات کلردار، کلروبوتان خطرات خاصی دارد که رعایت نکات ایمنی هنگام کار با آن الزامی است:

اشتعال‌پذیری: کلروبوتان ماده‌ای قابل اشتعال است و بخارات آن می‌توانند با هوا مخلوط انفجاری تشکیل دهند. باید دور از منابع حرارت و جرقه نگهداری شود.

سمیت: استنشاق بخارات آن می‌تواند باعث سردرد، سرگیجه، تهوع و تحریک دستگاه تنفس شود. تماس پوستی طولانی‌مدت می‌تواند باعث خشکی و تحریک پوست شود.

تاثیر بر محیط زیست: کلروبوتان سمی برای آبزیان است و نباید در محیط زیست رها شود.

نکات ایمنی:

همیشه در محیط‌های دارای تهویه مناسب (هود شیمیایی) کار کنید.

از دستکش، عینک ایمنی و ماسک تنفسی استفاده کنید.

در ظروف شیشه‌ای دربسته، در مکان خنک و خشک نگهداری شود.

روش‌های تولید کلروبوتان

اصلی‌ترین روش صنعتی برای تولید کلروبوتان، واکنش کلرزنی مستقیم بوتان است. در این فرآیند، بوتان گازی در دمای بالا و در حضور نور یا کاتالیست، با کلر واکنش می‌دهد. این واکنش معمولاً مخلوطی از ایزومرهای ۱-کلروبوتان و ۲-کلروبوتان تولید می‌کند که سپس با استفاده از روش‌های تقطیر تفریقی از هم جدا می‌شوند.

روش دیگر، تولید از طریق واکنش بوتانول با اسید کلریدریک یا تیونیل کلرید است که بیشتر در مقیاس آزمایشگاهی استفاده می‌شود.

اگر شما در صنعت داروسازی، پتروشیمی یا آزمایشگاه‌های تحقیقاتی فعالیت دارید و نیاز به تهیه این ماده دارید، خرید از مراکز معتبر اهمیت بالایی دارد. کلروبوتان باید با خلوص مناسب و بسته‌بندی‌های کاملاً ایمن عرضه شود تا خطرات نشتی و تبخیر به حداقل برسد.

فروشگاه اینترنتی «شیمی دان» با سال‌ها تجربه در تامین مواد شیمیایی، مرجعی مطمئن برای خرید کلروبوتان با بالاترین کیفیت است. ما محصولات خود را از معتبرترین تولیدکنندگان تامین می‌کنیم و تمامی استانداردهای ایمنی را در حمل و نقل آن رعایت می‌کنیم.

برای مشاهده مشخصات فنی، گردهای مختلف و ثبت سفارش، می‌توانید به صفحه اختصاصی محصول در سایت شیمی دان مراجعه کنید:

خرید کلروبوتان

خرید عمده کلروبوتان با شرایط ویژه

برای کارخانه‌ها و واحدهای تولیدی که مصرف بالایی از این ماده شیمیایی دارند، خرید عمده کلروبوتان به صرفه‌ترین روش تامین است. شیمی دان با داشتن پتانسیل تامین حجم‌های بالا، شرایط ویژه‌ای را برای مشتریان عمده در نظر گرفته است.

برای استعلام قیمت خرید عمده کلروبوتان، دریافت تخفیف‌های حجمی و هماهنگی در حمل‌ونقل، لطفاً با واحد فروش شیمی دان تماس بگیرید. کارشناسان ما آماده‌اند تا بهترین پیشنهاد را به شما ارائه دهند.

سوالات متداول و تخصصی درباره کلروبوتان

در این بخش به پاسخ پرسش‌های متداولی می‌پردازیم که کاربران و متخصصان درباره کلروبوتان، خواص، کاربردها و نحوه خرید آن دارند.

۱. تفاوت ۱-کلروبوتان و ۲-کلروبوتان در چیست؟

اصلی‌ترین تفاوت این دو ایزومر در موقعیت اتم کلر بر روی زنجیره کربنی است. در ۱-کلروبوتان، اتم کلر به کربن انتهایی (اولیه) متصل است، در حالی که در ۲-کلروبوتان، اتم کلر به کربن دوم (ثانویه) متصل است. این تفاوت ساختاری باعث می‌شود که ۲-کلروبوتان در واکنش‌های جایگزینی نوکلئوفیلی (به ویژه مکانیسم SN1) واکنش‌پذیرتر و سریع‌تر از ۱-کلروبوتان باشد.

۲. آیا کلروبوتان در آب حل می‌شود؟

خیر، کلروبوتان یک ترکیب آلی غیرقطبی است و در آب نامحلول است. با این حال، این ماده حلالی خوب برای بسیاری از ترکیبات آلی دیگر است و در حلال‌هایی مانند اتر، اتانول و کلروفرم به راحتی حل می‌شود.

۳. مهم‌ترین کاربرد صنعتی کلروبوتان چیست؟

مهم‌ترین کاربرد کلروبوتان، به عنوان واسطه‌ای کلیدی در سنتز شیمیایی است. از آن برای تولید اکتادسیل کلرید (که یک نرم‌کننده پلاستیک است)، سنتز آمین‌ها، الکل‌های بوتیلیک و در تولید برخی داروها و عطرها استفاده می‌شود. همچنین در آزمایشگاه‌ها برای آموزش مکانیسم‌های واکنش کاربرد دارد.

۴. خطرات کلروبوتان برای سلامتی چیست؟

کلروبوتان ماده‌ای قابل اشتعال و سمی است. استنشاق بخارات آن می‌تواند باعث سردرد، سرگیجه، تهوع و سرگیجه شود. تماس پوستی نیز می‌تواند باعث تحریک و درماتیت شود. اگرچه به اندازه برخی کلروآلکان‌های سنگین‌تر سرطان‌زا محسوب نمی‌شود، اما باید همیشه در محیط‌های دارای تهویه مناسب و با استفاده از تجهیزات حفاظت فردی با آن کار کرد.

۵. نقطه جوش و ذوب کلروبوتان چقدر است؟

نقطه جوش ۱-کلروبوتان حدود ۷۸ درجه سانتی‌گراد و نقطه ذوب آن حدود -۱۲۳ درجه سانتی‌گراد است. این ویژگی باعث می‌شود که در دمای اتاق به صورت مایع پایدار باشد اما تبخیر آن نسبتاً سریع است.

۶. چگونه باید کلروبوتان را نگهداری کرد؟

کلروبوتان باید در ظروف شیشه‌ای یا فلزی مقاوم دربسته، در مکان خنک، خشک و دارای تهویه مناسب نگهداری شود. از آنجا که ماده‌ای قابل اشتعال است، باید دور از هرگونه منبع جرقه، شعله و گرما نگهداری شود. همچنین باید از تماس آن با اکسیدکننده‌های قوی جلوگیری کرد.

۷. آیا کلروبوتان سرطان‌زا است؟

بر اساس طبقه‌بندی‌های بین‌المللی، کلروبوتان به عنوان یک ماده سرطان‌زا برای انسان (Group 1) شناخته نشده است. با این حال، مانند بسیاری از حلال‌های کلردار، سمی است و قرار گرفتن طولانی‌مدت در معرض آن می‌تواند خطرات سلامتی داشته باشد.

۸. روش تولید کلروبوتان در صنعت چیست؟

اصلی‌ترین روش صنعتی برای تولید کلروبوتان، واکنش کلرزنی رادیکالی بوتان است. در این فرآیند، بوتان گازی با کلر در دمای بالا و در حضور نور یا کاتالیست واکنش می‌دهد که معمولاً مخلوطی از ۱-کلروبوتان و ۲-کلروبوتان تولید می‌شود.

۹. شرایط خرید عمده کلروبوتان چگونه است؟

اگر مصرف بالایی از این ماده دارید، خرید عمده کلروبوتان از نظر اقتصادی بسیار به صرفه است. برای این کار، بهتر است مستقیماً با فروشندگان عمده مواد شیمیایی مانند شیمی دان تماس بگیرید. ما برای سفارشات حجمی، قیمت‌های رقابتی و شرایط حمل‌ونقل ویژه‌ای را برای مشتریان صنعتی فراهم می‌کنیم.

۱۰. آیا کلروبوتان با بوتانول تفاوت دارد؟

بله، تفاوت اساسی دارند. بوتانول یک الکل با گروه عاملی (-OH) است و قطبی‌تر است، در حالی که کلروبوتان یک هالوآلکان با گروه عاملی (-Cl) است و غیرقطبی‌تر است. بوتانول در آب حلالیت بیشتری نسبت به کلروبوتان دارد.

نتیجه‌گیری

کلروبوتان یکی از مواد اولیه کلیدی در شیمی آلی است که پلی میان مواد اولیه ساده و محصولات پیچیده صنعتی و دارویی است. شناخت ایزومرهای مختلف، خواص و خطرات این ماده، اولین قدم برای استفاده ایمن و موثر از آن است. اگر قصد خرید کلروبوتان دارید، حتماً از فروشندگان معتبر و دارای مجوز اقدام کنید و تمام پروتکل‌های ایمنی را در نگهداری و استفاده از آن رعایت نمایید. شیمی دان افتخار می‌کند که با ارائه اطلاعات دقیق و محصولات باکیفیت، همراه شما در این مسیر باشد.