Diisocianato de tolueno

Diisocianato de tolueno
	; Isómeros 2,4-TDI y 2,6-TDI
	; Estructura 3D de esferas de Van der Waals del 2,4-TDI
Nombre IUPAC
	2,4-diisocianato-1-metil-benzeno
General
Otros nombres	Diisocianato de 4-metil-m-benceno,; Diisocianatotolueno,; TDI,; Toluen diisocianato
Fórmula semidesarrollada	CH3C6H3(NCO)2
Fórmula molecular	C9H6N2O2
Identificadores
Número CAS	584-84-9 (TDI-2,4)[1]
Número RTECS	CZ6300000
ChEBI	53556
ChEMBL	CHEMBL1086446
ChemSpider	13835351
PubChem	11443
UNII	17X7AFZ1GH
	InChI InChI=InChI=1S/C9H6N2O2/c1-7-2-3-8(10-5-12)4-9(7)11-6-13/h2-4H,1H3; Key: DVKJHBMWWAPEIU-UHFFFAOYSA-N
Propiedades físicas
Apariencia	Cristales o líquido incoloro-amarillento pálido
Densidad	1214 kg/m³; 1214 g/cm³
Masa molar	1742 g/mol
Punto de fusión	295 K (22 °C)
Punto de ebullición	523 K (250 °C)
Propiedades químicas
Solubilidad en agua	Reacciona con el agua
Peligrosidad
Punto de inflamabilidad	400 K (127 °C)
NFPA 704	1 3 2 ₩
Temperatura de autoignición	893 K (620 °C)
Frases R	R26-36/37/38-40-42/43-52/53
Frases S	S23 S36/37-45-61
Límites de explosividad	0,9-9,5 (%vol aire)
Riesgos
LD50	5800 mg/Kg
Más información	Exceptuando donde se diga algo distinto, todos los datos están dados bajo las condiciones del estado estándar (25 °C, 100 kPa).
Compuestos relacionados
Diisocianatos	Diisocianato de difenilmetano; Diisocianato de naftaleno; Diisocianato de isoforona,; 1,6-Diisocianato de hexametileno,; Diisocianato de diciclohexilmetano,; 1,4-Diisocianato de ciclohexano,; Diisocianato de dimerilo,; Diisocianato de tetrahidroperfluorohexametileno;
Derivados/Precursores	Poliuretano,; Espuma de poliuretano,;
	Valores en el SI y en condiciones estándar; (25 ℃ y 1 atm), salvo que se indique lo contrario.

El diisocianato de tolueno es un compuesto orgánico de tipo diisocianato (por tener dos grupos isocianato,-N=C=O) aromático (por tener un anillo aromático). Su nombre es usualmente abreviado como "TDI" (de Toluen diisocianato). Tiene varios isómeros estructurales pero los más importantes comercialmente[2] son el 2,4-TDI (n°CAS: 584-84-9) y el 2,6-TDI (n°CAS: 91-08-7). A la mezcla de isómeros le corresponde el n°CAS: 26471-62-5.[3] El 2,4-TDI tiene importancia comercial en estado puro mientras que el 2,6-TDI se vende mezclado con el 2,4-TDI en distintas relaciones.
El TDI es el segundo diisocianato más importante del mercado solo después del diisocianato de difenilmetano (MDI).[4]

Síntesis

El TDI se sintetiza en tres etapas[5] a partir del tolueno:

Nitración: El tolueno se trata con una mezcla de ácidos sulfúrico y nítrico para nitrarlo doblemente hasta obtener una mezcla de isómeros de dinitrotolueno.

Hidrogenación: El dinitrotolueno se hidrogena catalíticamente para producir diaminotolueno o toluendiamina.
Fosgenación: La toluendiamina o el diaminotolueno es tratado con fosgeno para producir TDI, obteniéndose ácido clorhídrico como subproducto que se aprovecha.[4]

El TDI crudo obtenido es sometido a procesos de separación o diferenciación para obtener mezclas 2,4-TDI/2,6-TDI de ratios 80:20, mezcla conocida como TDI(80/20), hasta mezclas con ratios 65:35, conocidas como TDI(65/35).

Actualmente se realizan esfuerzos para tratar de sustituir el proceso de fosgenación[6] ^,[7]^,[8] en la síntesis de isocianatos, debido a la alta toxicidad del fosgeno.Uno de los métodos alterntivas a la fosgenación es el implementado por Mitsui Toatsu Chemicals y Atlantic Richfield basado en la descomposición térmica de los diuretanos formados tras el tratamiento del dinitrotolueno con alcoholes según:[9]

(RCOONH)C₆H₃CH₃ → (OCN)₂C₆H₃CH₃ + 2(ROH)

Química

El TDI desarrolla una química similar al del resto de isocianatos. Sin embargo al tener una naturaleza aromática la reactividad es mayor que en el caso de los diisocianatos alifáticos dando lugar a reacciones altamente exotérmicas, pudiendo reaccionar muy violentamente cuando se hace reaccionar con diaminas. La velocidad de polimerización con dibases es mayor que la presentada por los diisocianatos alifáticos.
En el isómero 2,4-TDI, al ser asimétrico, las reactividades de los grupos funcionales son distintas, siendo más reactivo el de la posición 4.[10] En el caso del isómero 2,6-TDI que es simétrico esta diferencia no existe pero si sucede que una vez reaccionado por un lado la ractividad del otro isocianato puede verse alterada.[4]

Usos

El mayor uso es en la síntesis de poliuretano. La mayor parte del TDI producido (80-85%) se emplea en la producción de espumas flexibles de poliuretano. También en menor medida para espumas rígidas, como es el caso del núcleo de algunas tablas de surf. Alrededor de un 3% en la síntesis de poliuretanos elástoméricos, un 5% en adhesivos y sellantes, y un 9% en recubrimientos.[5]

Seguridad

El TDI es clasificado por la Comunidad Europea como "Muy Tóxico". Es imprescindible la lectura de las hojas de seguridad antes de su manipulación así como una indumentaria de protección personal adecuada para evitar el mínimo contacto, inhalación o ingesta.

Referencias

(TDI-2,4) Número CAS
Grupo Transmerquin (2009). «TDI-Hoja de datos de Seguridad».
Oehha. «CHRONIC TOXICITY SUMMARY 2,4- AND 2,6-TOLUENE DIISOCYANATE». Archivado desde el original el 6 de marzo de 2012. Consultado el 27 de octubre de 2012.
Randall, David; Lee, Steve (2002). The Polyurethanes Book. New York: Wiley. ISBN 978-0-470-85041-1.
DOW, Product Safety Assessment. «Toluen Diisocyanate» (en inglés).
Six, C.; Ritcher, F. (2003). Isocyanates, Organic-Ullmann´s Encyclopedia of Industrial Chemistry. doi:10.1002/14356007.a14_611.
Repsol S.A.-TecaT. «Síntesis de Isocianatos sin Fosgeno. Estudios de Carbonilación». Archivado desde el original el 14 de diciembre de 2013. Consultado el 28 de octubre de 2012.
Merger, F.; Towae, F.; Hellbach, H.; Isbarn, G.; Koehler, W. (BASF) (24 de junio de 1986). «USA-Patent-4596678-Multiple-Step Process for the Preparation of Hexamethylene Diisocyanate-1,6 and/or Isomeric Aliphatic Diisocyanates with Six Carbon Atoms in the Alkylene Residue». Falta la |url= (ayuda)
Laborde et al (1994). Transformación catalítica del gas natural. IV. Derivados del gas de síntesis: fosgeno, isocianatos, ácido acético y alcoholes superiores. Información Tecnológica, 5, 41-48.
Aranguren, M.; Williams, R.J (1986). «Kinetic and statistical aspects of the formation of polyurethanes from toluenediisocyanate». Polymer 27 (3): 425-430. doi:10.1016/0032-3861(86)90160-6.

Recursos externos

. Ficha Internacional de Seguridad Química Diisocianato de Tolueno (isómero 2,4-TDI). Instituto Nacional de Seguridad y Salud en el Trabajo. Gobierno de España.

. Ficha Internacional de Seguridad Química Diisocianato de Tolueno (isómero 2,6-TDI). Instituto Nacional de Seguridad y Salud en el Trabajo. Gobierno de España.

. Ficha Internacional de Seguridad Química Diisocianato de Tolueno (mezcla 80/20 de isómeros 2,4- y 2,6-). Instituto Nacional de Seguridad y Salud en el Trabajo. Gobierno de España.

Datos: Q415183
Multimedia: Toluene-2,4-diisocyanate / Q415183

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[1] (TDI-2,4) Número CAS

[2] Grupo Transmerquin (2009). «TDI-Hoja de datos de Seguridad».

[3] Oehha. «CHRONIC TOXICITY SUMMARY 2,4- AND 2,6-TOLUENE DIISOCYANATE». Archivado desde el original el 6 de marzo de 2012. Consultado el 27 de octubre de 2012.

[Randall-4] Randall, David; Lee, Steve (2002). The Polyurethanes Book. New York: Wiley. ISBN 978-0-470-85041-1.

[dow-5] DOW, Product Safety Assessment. «Toluen Diisocyanate» (en inglés).

[ullmann-6] Six, C.; Ritcher, F. (2003). Isocyanates, Organic-Ullmann´s Encyclopedia of Industrial Chemistry. doi:10.1002/14356007.a14_611.

[7] Repsol S.A.-TecaT. «Síntesis de Isocianatos sin Fosgeno. Estudios de Carbonilación». Archivado desde el original el 14 de diciembre de 2013. Consultado el 28 de octubre de 2012.

[8] Merger, F.; Towae, F.; Hellbach, H.; Isbarn, G.; Koehler, W. (BASF) (24 de junio de 1986). «USA-Patent-4596678-Multiple-Step Process for the Preparation of Hexamethylene Diisocyanate-1,6 and/or Isomeric Aliphatic Diisocyanates with Six Carbon Atoms in the Alkylene Residue». Falta la |url= (ayuda)

[9] Laborde et al (1994). Transformación catalítica del gas natural. IV. Derivados del gas de síntesis: fosgeno, isocianatos, ácido acético y alcoholes superiores. Información Tecnológica, 5, 41-48.

[10] Aranguren, M.; Williams, R.J (1986). «Kinetic and statistical aspects of the formation of polyurethanes from toluenediisocyanate». Polymer 27 (3): 425-430. doi:10.1016/0032-3861(86)90160-6.