イソペンタンの式を凝縮される有機化合物である（CH 3）2 CHCH 2 CH 3。アルカン、特にペンタンの分岐異性体で、揮発性の高い液体であり、発泡剤として使用されています。現在、IUPACが最も推奨している名前は、2-メチルブタンです。
下の画像では、その構造式を確認できます。CH 3基は実際にはブチル鎖の炭素2に結合していることに注意してください。イソペンタンから、イソペンチルまたはイソペンチル置換基またはラジカルが得られます。これは、存在する可能性のある最も容積の大きいアルキル置換基の1つです。
イソペンタンの構造式。出典：NEUROtiker / Public domain
イソペンタンは、非極性、疎水性、可燃性の化合物です。その臭いはガソリンのそれに似ており、オクタン価またはオクタン価を増加させるため、実際にはその組成の一部です。n-ペンタンの異性化反応から得られますが、天然ガス埋蔵量の範囲内で少量で自然に達成されます。
その非常に可燃性の性質はさておき、イソペンタンは無毒の物質と考えられています。嘔吐やめまいなどの望ましくない症状が現れる前に、人はそれを摂取して控えめににおいを嗅ぐことができます。イソペンタンはシェービングクリームやヘアコンディショナーに含まれています。
イソペンタンの構造
イソペンタンの分子構造。出典：Benjah-bmm27（Wikipedia経由）。
上の画像には、球と棒のモデルで表されるイソペンタンの分子構造があります。黒い球は炭素原子に対応し、白い球は水素原子に対応します。その炭素骨格は頑丈で、枝分かれしており、ボリュームがあると言えます。
イソペンタン分子の末端はCH 3基で構成されており、分子間相互作用の強化に関しては非効率的です。イソペンタン分子は、凝集性を維持するためにロンドンの分散力とその質量に依存しているため、通常の温度と圧力の条件下で液体を定義します。
ただし、その形状とCH 3グループは、イソペンタン液の揮発性が高く、28.2℃で沸騰する原因となります。たとえば、直鎖n-ペンタン異性体は約36°Cで沸騰し、その分子間相互作用がよりよく反映されます。
見かけの堅牢性にもかかわらず、イソペンタン分子はさまざまな空間構成を採用することができます。これは、-160℃での結晶の確立における重要な要素です。
プロパティ
外見
無色の液体または気体で、水っぽく、ガソリンに似た臭いがします。揮発性の高い物質です。
融点
イソペンタンは-161〜-159°Cの温度範囲で結晶化します。
沸点
イソペンタンは27.8〜28.2ºCの温度範囲で沸騰します。したがって、コンテナの外部に露出するとすぐに沸騰し、大量の蒸気を放出します。
蒸気圧
20ºCで76.9 kPa（約0.76 atm）
密度
20°Cで0.6201 g / mL イソペンタンの蒸気は空気よりも2.48高密度です。
溶解度
無極性物質であるイソペンタンは、水および一部のアルコールと不溶性で非混和性です。パラフィン系溶剤、エーテル、四塩化炭素、およびトルエンなどの芳香族液体にも溶解し、混和します。
屈折率
1,354
表面張力
20ºCで15 dyn / cm
粘度
20ºCで0.214 cP
引火点
-51°C この温度はイソペンタンを危険な引火性にするので、製品を炎や熱源からできるだけ遠ざける必要があります。
自己発火温度
420ºC
用途
シェービングクリームには少量のイソペンタンが含まれており、噴射剤として機能し、製品に質感を与えます。出典：Pixabay。
イソペンタンは、特定の有機合成の反応媒体として機能する有機溶媒であり、他の化合物を製造するための原料にもなります。
ガソリンに加えてオクタン価を高めたり、シェービングクリームなどのテクスチャーを改善するためにさまざまな化粧品に加えたりして、すばやく蒸発して気泡を残します。
同様に、ポリスチレンはイソペンタンで湿らせており、蒸発すると、ガラス、モデル、プレート、トレイなどを設計する一種のフォームを作成するまでプラスチックを膨張させます。
一方、極低温では、イソペンタンがドライアイスと液体窒素と一緒に使用され、組織や生体サンプルを凍結します。
入手
イソペンタンは天然ガス貯留層から入手できますが、その含有量の1％しか占めていません。
工業レベルで最も広く使用されている別のルートは、石油精製プロセスから蒸留されたn-ペンタンから始まります。次に、n-ペンタンは異性化と呼ばれる特別な反応を受けます。
n-ペンタンの異性化の目的は、より分岐した異性体を得ることです。したがって、製品の中にはイソペンタンだけでなくネオペンタンも含まれています。この反応は、必要な温度と圧力を制御する非常に特殊な金属触媒を使用することで可能になります。
リスク
イソペンタンは無毒の物質と考えられています。これは、CCまたはCH結合が壊れにくいため、反応性が低いことが原因の1つであり、代謝プロセス自体には影響を与えません。実際、人は窒息の前に大量の蒸気を吸入することができ、付随的な損傷を受けることはありません。
その摂取は吐き気と嘔吐を引き起こし、皮膚との接触は結局それを乾燥させます。一方、医学研究では、イソペンタンが発がん性物質であるかどうかを判断することができませんでした。しかし、それは海洋生態系とその動物相にとって危険な汚染物質と考えられています。
イソペンタン周辺の最大の危険性は、その反応性ではなく、可燃性です。空気中の酸素で燃焼します。また、液体は揮発性が高いため、わずかな漏れでも多くの蒸気が環境に放出され、炎やその他の熱源にわずかに近づくと発火します。
そのため、イソペンタンを含む製品は安全で涼しい環境で保管する必要があります。
参考文献
- Graham Solomons TW、Craig B. Fryhle。（2011）。有機化学。（第 10 版。）Wiley Plus。
- キャリーF.（2008）。有機化学。（第6版）。Mc Graw Hill。
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