استون

استون یا پروپانون یک ترکیب آلی و به عنوان یک ماده ی پایه ای در شیمی آلی است. استون در واقع ساده ترین و کوچک ترین کتون بوده که بی رنگ، بسیار فرار و یک مایع اشتعال پذیر با بوی تند مشخصی است. این ماده محلول در آب به عنوان یک حلال آلی در نوع خود در کارخانه، خانه و آزمایشگاه مورد استفاده قرار می گیرد. به دلیل سرعت تبخیر بالای این ماده به عنوان یکی از عوامل مشارکت کننده در آلودگی محیط به حساب می آید.

تولید استون

استون به صورت طبیعی در بدن انسان از طریق فرآیندهای متابولیکی تولید و دفع می شود به طوری که به صورت طبیعی در خون و ادرار وجود دارد، خصوصا میزان آن در افراد دیابتی به مراتب بالاتر است.

گزارش های ارائه شده در سال 2010 ظرفیت تولید جهانی برای استون 6.7 میلیون تن در هر سال بیان کرده بود؛ در این میان ایالات متحده امریکا بزرگ ترین تولید کننده و کشور انگلیس به عنوان بزرگترین مصرف کننده اعلام گردید.

تولید استون دارای دو روش معمول و روش قدیمی است.

روش معمول تولید استون

در این روش استون به صورت مستقیم و غیر مستقیم از پروپیلن تولید می گردد. تقریبا 83% استون از طریق فرآیند کومن (cumene process) تولید می شود. در نتیجه تولید استون وابسته به تولید فنول است. در فرآیند کومن، دو ماده ی ارزان بنزن و پروپیلن، آلکیل دار شده و بعد از اکسید شدن در معرض هوا به دو ماده ی با ارزش تر، فنول و استون تبدیل می گردد.

روش های دیگر شامل اکسیداسیون مستقیم از پروپیلن (فرآیند واکر-هوخست ) یا روش هیدراتاسیون پروپیلن و تبدیل آن به 2- پروپانول بوده و سپس ماده ی مورد نظر اکسید شده(هیدروژن زدایی) و به استون تبدیل می گردد.

روش های قدیمی تر تولید استون

پیش از این، استون با تقطیر خشک استات، به عنوان مثال استات کلسیم در دکربوکسیلاسیون کتونیک تولید می شد.

Ca(CH₃COO)₂ → CaO_(s) + CO_2(g) + (CH₃)₂CO (v)

بعد از آن زمان در طول جنگ جهانی اول، استون با استفاده از تخمیر استون-بوتانول-اتانول با باکتری Clostridium acetobutylicum، تولید شد. سرانجام با به وجود آمدن روش های جدیدتر با بازدهی بالاتر جایگزین این روش گردید.

کاربرد استون

مهم ترین سوال این است که کاربرد استون چیست؟ استون از جمله مواد پرکاربرد در مصارف صنعتی، آزمایشگاهی، پزشکی، خانگی و بسیاری موارد دیگر است.

کاربرد استون در صنعت

از استون در صنعت برای کاربردهای مختلف مختلف استفاده می شود که به طور جداگانه در ادامه به آنها اشاره می گردد.

• حلال

استون به عنوان یک حلال خوب برای خیلی از پلاستیک ها و الیاف مصنوعی است. این ماده برای رقیق کردن رزین پلی استر، تمیز کردن ابزارهای استفاده شده با آن و حل شدن اپوکسی ها و چسب های دو بخشی قبل از سفت شدن آنها استفاده می شود. به عنوان یکی از اجزای فرار برخی از رنگ ها و لاک ها نیز مصرف می گردد. به عنوان یک چربی زدای قوی در یکسری از فرآیندها جهت آماده سازی فلزات از رنگ کاری یا لحیم کاری به کار می رود. در حالی که این ماده برای اجزای الکترونیکی مناسب نیست به عنوان مثال برای تمیز کردن بسیاری از صفحات مدار نباید مورد استفاده قرار گیرد.

• حامل استیلن

از آنجاییکه استیلن ماده ای اشتعال پذیر است، استون به طور گسترده ای به عنوان یک حلال برای انتقال و ذخیره ی امن استیلن به کار می رود. ظروف حاوی ماده متخلخل ابتدا با استون و سپس استیلن پر شده و در استون حل می شود. یک لیتر از استون می تواند تقریبا 250 لیتر از استیلن تحت فشار 10 بار در خود حل کند.

• واسطه ی شیمیایی

از استون برای سنتز متیل متاکریلات استفاده می شود. این کار با تبدیل اولیه استون به استون سیانوهیدرین آغاز می شود:

(CH₃)CO₂ + HCN → (CH₃)₂C(OH)CN

کاربرد استون در آزمایشگاه ها

• تحقیقات شیمیایی

در آزمایشگاه، استون به عنوان یک حلال شگفت آور و قطبی در انواع واکنش های آلی به کار می رود و همچنین از جمله حلال های معمول در شستشوی شیشه آلات آزمایشگاهی است. علارغم کاربرد آن به عنوان ماده ی خشک کننده، می توان با استفاده از یخ خشک تا دمای 78- سانتیگراد بدون یخ زدگی خنک نگه داشت. استون تحت نور فرابنفش خاصیت فلورسنت دارد و بخار آن می تواند به عنوان یک ردیاب فلورسنت در آزمایش جریان مایعات استفاده شود.

همچنین از استون جهت رسوب دادن پروتئین ها نیز استفاده می گردد. جایگزین های دیگر برای رسوب این پروتئین ها تریکلرواستیک یا اتانول است.

• تمیزکاری

استون با کیفیت پایین در آزمایشگاه جهت شستشوی ظروف به عنوان حلالی جهت از بین بردن مواد اضافی و آلودگی ها قبل از شستشوی نهایی استفاده می گردد. اما مشکل استون این است که بعد از شستشوی سطح یک ردی از خود برجای می گذارد که برای آزمایش های سطح مضر است.

• حمام دما پایین

یک مخلوطی از استون و یخ خشک یک حمام سرمایشی معروف است که دمای حمام را تا زمان از بین نرفتن یخ خشک، در دمای 78- درجه سانتیگراد نگه می دارد.

بافت شناسی

از استون در زمینه بافت شناسی و آسیب شناسی برای یافتن غدد لنفاوی در بافت های چربی برای مرحله بندی تومور استفاده می شود (مانند جستجوی غدد لنفاوی در چربی اطراف روده). این به حل شدن چربی و سخت شدن گره ها کمک می کند تا یافتن آنها را آسان تر کند.

کاربرد استون در حوزه پزشکی

• حلال و ماده ی جانبی در دارو

استون به عنوان یک حلال توسط صنایع دارویی و به عنوان دناتورانس در الکل دناتوره استفاده می شود. استون همچنین در برخی داروها به عنوان یک ماده جانبی وجود دارد.

• چربی زدایی پوست

متخصصان پوست از استون برای تمیز کردن پوست و ازبین بردن چربی ها و درمان آکنه های موجود در پوست به همراه یک سری از ترکیبات دیگر مورد استفاده قرار می گیرد.

کاربرد استون در مصارف خانگی

استون یکی از اجزای اصلی در محصولات تهیه شده برای از بین بردن لاک های مورد استفاده در ناخن ها و چسب ها است. آرایشگرها از این ماده جهت پاک کردن چسب مورد استفاده در کلاه گیس ها و سیبیل ها نیز استفاده می کنند.

استفاده ی خانگی این محصول به عنوان ماده ی اصلی در لاک پاک کن و به عنوان تینر رنگ به کار می رود.

ایمنی استون

استون را در حوزه های مختلف مورد بررسی قرار دادند و براساس آن دسته بندی زیر را از لحاظ رعایت نکات ایمنی مطرح کردند:

اشتعال پذیری

یکی از مشکلات استون قابلیت اشتعال پذیری بالای این ماده است؛ این ماده با شعله های زرد روشن می سوزد. در دماهای بالاتر از نقطه ی اشتعال استون (20 درجه ی سانتیگراد) در یک سری از نسبت ها با هوا ممکن است باعث آتش سوزی شود. البته قابلیت اشتعال پذیری ابن ماده به این صورت نیست که با پاشیدن روی زغال سنگ قرمز باعث اشتعال بیشتر آن گردد. بنابراین برای نگهداری این ماده دغدغه های خیلی بزرگی وجود ندارد و می توان استون صنعتی را به علت اینکه حاوی مقدار کمی آب است به راحتی نگهداری کرد.

سمیت

بعد از تحقیقات گسترده در مورد استون، تنها یک مقدار سمیت جزئی در استفاده ی نرمال از آن گزارش شده است. در صورت رعایت نکات اولیه هنگام استفاده از استون شواهدی مبنی بر اثرات مزمن بر سلامتی انسان گزارش نشده است؛ این مسئله تنها در مواردی که همراه با بلع یا استنشاق بوده مطرح شده است.

استون در حال حاضر به عنوان یک ماده سرطان زا، یک ماده شیمیایی جهش زا و اثرات مسمومیت عصبی مزمن در نظر گرفته نمی شود.

استون را می توان به عنوان یک عنصر در انواع محصولات مصرفی از مواد آرایشی گرفته تا غذاهای فرآوری شده و فرآوری نشده یافت. استون هنگامی که در نوشیدنی ها، غذاهای پخته شده، دسرها و مواد نگهدارنده با غلظت های 5 تا 8 میلی گرم در لیتر وجود داشته باشد، به عنوان ماده ی امن (GRAS) شناخته شده است. با این حال استون تحریک کننده است و باعث تحریک خفیف پوست و تحریک چشم متوسط تا شدید می شود. در غلظت های بالای بخار، ممکن است مانند بسیاری از حلال های دیگر، سیستم عصبی مرکزی را کاهش دهد. سمیت حاد این ماده هنگام تست برای موش ها، از طریق بلع (LD50) 3 گرم در کیلوگرم و با استنشاق (LC50) 44 گرم در متر مکعب در مدت 4 ساعت است.

خرید استون