1,4-丁內酯

1,4-丁內酯

1,4-丁內酯,又稱γ-丁內酯,4-羥基丁酸內酯。是一種無色油狀液體,能與水混溶,溶於甲醇、乙醇、丙酮、乙醚和苯。可隨水蒸氣揮發,在熱鹼溶液中分解。有獨特的芳香氣味,可作為食用香料,FEMA號:3291。

2017年10月27日,世界衛生組織國際癌症研究機構公布的致癌物清單初步整理參考,γ-丁內酯在3類致癌物清單中。

基本介紹

  • 中文名:γ-丁內酯
  • 英文名:gamma-Butyrolactone
  • 別稱:γ-羥基丁酸內酯; GBL; 1,4-丁內酯; γ-丁內酯(99.5%)
  • 化學式:C4H6O2
  • 分子量:86.09
  • CAS登錄號:96-48-0
  • EINECS登錄號:202-509-5
  • 熔點:-45℃
  • 沸點:204-205℃
  • 密度:1.12
  • 閃點:98℃
簡介,化學性質,類別,安全信息,用途,上游,下游,製備方法,順酐加氫法,1,4-丁二醇脫氫法,1,4-丁二醇催化,丁二酸酐加氫脫水,烯丙醇法,儲運方法,安全術語,風險術語,

簡介

1,4-丁內酯,又稱γ-丁內酯,4-羥基丁酸內酯。是一種無色油狀液體,能與水混溶,溶於甲醇、乙醇、丙酮、乙醚和苯。能隨水蒸氣揮發並可在熱鹼溶液中分解,有芳香氣味。
分子式:C4H6O2
分子結構:羰基C、O原子均以sp2雜化軌道形成σ鍵。其它C、O原子均以sp3雜化軌道形成σ鍵。
【相對分子量】86.09g·mol
【密度】相對密度1.1286 g/mL (15 °C), 1.1296 g/mL (20 °C)
【熔點(℃)】−43.53°C (−46.35°F; 229.62K)
【沸點(℃)】204°C (399°F; 477K)
【折射率15℃】1.4348
界電常數(20℃)39
偶極矩(25℃ 苯):13.74
臨界溫度:436℃
臨界壓力:3.4 mPa.
粘度:1.7 mPa.s 25度C。
張力:35.4 mN/m. 25度C。
閃點:98.3 (開環)。
蒸發熱(204℃)(kj/mol) :52.3
相關類別: Pharmaceutical Intermediates;酯類;農藥中間體;植物生長調節劑中間體;Heterocycles;Miscellaneous Reagents;中間體;香精香料;通用試劑;香精與香料;內酯類化合物;酯;有機化工;有機溶劑;Halogenated Heterocycles ,Thiophenes ,Thiazolines/Thiazolidines;左乙拉西坦雜質;化學;有機砌塊;醫藥原料
Mol檔案: 96-48-0.mol

化學性質

在中性介質中穩定,在熱鹼中易產生可逆性水解,ph 回到中性時又生成內酯,在酸性介質中水解較慢。
【溶解情況】
混溶,溶於甲醇、乙醇、乙醚丙酮四氯化碳
使用注意:為可燃性液體,注意避免直接接觸火源。
毒性:低毒。小鼠經口 LD50=345 mg/kg.對皮膚有刺激性。
1,4-丁內酯的衍生物眾多,可通過多種反應生成不同的產物且用途廣泛,具體如下:
  1. 水解生成γ-羥基丁酸,可作為樹脂特殊增塑劑、醫藥中間體;
  2. 可氧化生成丁二酸;還原生成4-羥基丁醛,然後還原生成1,4-丁二醇
  3. 縮合生成α,α-二羥基酮內縮醛;
  4. 可與CH3NH2反應,生成N-甲基-2-吡咯烷酮
  5. 可生成四氫呋喃
  6. 可與SO3反應生成丁內酯-α-磺酸;
  7. 可與NaCN反應生成2-哌啶酮;
  8. 可與CO反應生成戊二酸
  9. 可與NaOH反應生成4,4-氧代丁二酸;
  10. 可與Na2S反應生成硫撐丁二酸;
  11. 可與NA2SO3反應生成γ-磺基丁酸鈉。

類別

易燃物質
毒性分級 中毒
急性毒性 口服-大鼠 LD50: 1540 毫克/公斤; 口服-小鼠 LD50: 1720 毫克/公斤
爆炸物危險特性 與丁醇, 2,4-二氯酚和氫氧化鈉混合物反應可爆
可燃性危險特性 遇熱,明火易燃; 可與氧化劑反應;熱分解排出有毒辛辣刺激煙霧
儲運特性 庫房通風低溫乾燥; 與氧化劑分開存放; 防火
滅火劑 乾粉、二氧化碳、泡沫

安全信息

危險品標誌 Xn,F
危險類別碼 22-36-67-41-20/21/22-11
安全說明 26-36-39-36/37-16
WGK Germany 1
RTECS號 LU3500000
海關編碼 29322980
毒害物質數據 96-48-0(Hazardous Substances Data)

用途

1,4-丁內酯作為香料、醫藥中間體套用廣泛。作為一種高沸點溶劑,溶解性強,電性能及穩定性好,使用安全。作為一種質子型強力溶劑,可溶解大多數低分子聚合物及部份高分子聚合物,可用作電池電解質,以代替強腐蝕性酸液。在聚合反應中可做為載體並參加聚合反應。可用於吡咯烷酮、丁酸琥珀酸、去漆藥水等,在醫藥、香料等精細化學品合成方面套用很廣。也常用作樹脂的溶劑,是高安全性/低毒環保型溶劑。在聚氨酯領域,可用作聚氨酯的粘度改性劑(活性稀釋劑)、以及聚氨酯和氨基塗料體系的固化劑。

上游

1,4-丁二醇、順丁烯二酸酐

下游

N-甲基吡咯烷酮、α-吡咯烷酮、α-溴-γ-丁內酯、環丙胺、羥丁酸鈉

製備方法

工業上,1,4-丁內酯的合成主要通過4-羥基丁酸自身的酯化得到。另外,還有其他的方法。
4-羥基丁酸酯化得到1,4-丁內酯4-羥基丁酸酯化得到1,4-丁內酯

順酐加氫法

該法是70年代發展的先進工藝,用一段加氫反應,能以任意比例生產四氫呋喃和γ-丁內酯,通常的比例是四氯呋喃:γ-丁內酯=3-4:1。生產企業較多,但規模小,平均300t/a。該法產能占國內總產能的30%。

1,4-丁二醇脫氫法

反應器為列管式,裝填片狀的銅催化劑(以氧化鋅為載體)。反應溫度控制在230-240℃。反應產物粗γ-丁內酯經減壓蒸餾而得成品,收率77%以上。

1,4-丁二醇催化

是以1,4-丁二醇為原料,先預熱,與氫氣在銅催化劑存在下反應,溫度控制在230~240℃,得到γ-丁內酯粗品,經減壓蒸餾而得產品。

丁二酸酐加氫脫水

目前已用順酐法經加氫而得丁二酸酐,再進一步加氫脫水得產品。

烯丙醇法

以芳烴為溶劑、銠絡合物為催化劑,將烯丙醇、原料氣(H2+CO)醛化,以骨架鎳催化加氫得1,4-丁二醇,進而製得γ-丁內酯,聯產四氫呋喃。

儲運方法

儲存於陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源。應與氧化劑、酸類、鹼類、食用化學品分開存放,切忌混儲。配備相應品種和數量的消防器材。儲區應備有泄漏應急處理設備和合適的收容材料。

安全術語

S26In case of contact with eyes, rinse immediately with plenty of water and seek medical advice. 不慎與眼睛接觸後,請立即用大量清水沖洗並徵求醫生意見。
S39Wear eye / face protection. 戴護目鏡或面具。

風險術語

R22Harmful if swallowed. 吞食有害。
R36Irritating to eyes. 刺激眼睛。

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