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丙烯醛

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词源与定义编辑本段

丙烯醛(Acrolein)一词源于拉丁语“acer”(意为辛辣)和“oleum”(意为油),因其辛辣刺激性气味而得名。它是一种最简单的α,β-不饱和醛,化学式为CH₂=CHCHO,分子量56.06 g/mol,CAS号107-02-8。丙烯醛结构中含有醛基和碳碳双键,具有高度反应活性,易于发生亲核加成、Michael加成、聚合及Diels-Alder反应。 ADFASDFAF23RQ23R

物理与化学性质编辑本段

基本物理性

丙烯醛在常温常压下为无色透明液体,沸点52.8℃,熔点-87.7℃,相对密度(水=1)0.839,蒸汽密度(空气=1)1.94。微溶于水(20℃时溶解度约21 g/100 mL),可与大多数有机溶剂混溶。其蒸汽与空气可形成爆炸性混合物,爆炸极限2.8%~31%(体积)。

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化学性质与反应性

丙烯醛的化学性质极为活泼:

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  • 聚合反应:遇光、热或过氧化物易发生聚合,生成二聚体或高聚物,需添加对苯二酚等阻聚剂并避光储存。
  • 氧化反应:可被氧化为丙烯酸,工业上通过催化氧化生产丙烯酸。
  • 还原反应:选择性还原醛基可得烯丙醇,还原双键可得丙醛
  • 亲核加成:与氢氰酸、醇、胺等发生1,2-或1,4-加成,如与甲醇反应生成3-甲氧基丙醛。
  • Diels-Alder反应:作为亲双烯体与共轭二烯反应,用于合成环状化合物。

工业合成工艺编辑本段

丙烯气相氧化法

1959年,美国壳牌公司实现丙烯气相氧化制丙烯醛的工业化。现代工艺采用固定床或流化床反应器,催化剂为钼-铋系(如Mo-Bi-Fe-Co-O)或锑系(如Sb-Sn-O)复合氧化物。反应条件:温度300-400℃,压力0.2-0.3 MPa,丙烯与氧的摩尔比6~8。反应气经冷却、水吸收、汽提分馏后得到纯度>95%的丙烯醛产品。副产物包括丙烯酸、醋酸、丙酮乙醛和丙醛,通过精馏分离回收。

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其他合成方法

丙烯醛也可由甲醛与乙醛在碱性条件下缩合(Knoevenagel反应)、甘油脱水(高温下)、烯丙醇氧化等方法制备,但工业规模以丙烯氧化法为主。

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应用领域编辑本段

有机合成中间体

丙烯醛是多种重要化工产品的原料: ADSFAEQWER353423413434

最终产品合成路径主要用途
蛋氨酸丙烯醛与甲硫醇、氢氰酸反应生成甲硫基丙醛,再经Bucherer-Bergs反应合成饲料添加剂、医药原料
烯丙醇丙烯醛选择性还原(如异丙醇铝或催化加氢)生产甘油、环氧氯丙烷
丙烯酸及丙烯酸酯丙烯醛催化氧化(Mo-V-W系催化剂)高分子材料、涂料、粘合剂
戊二醛丙烯醛二聚后水解、氧化消毒剂、鞣革剂、固定剂

精细化学品

丙烯醛的二聚体(2-甲酰基-3,4-二氢-2H-吡喃)可水解生成戊二醛,广泛用于造纸增强剂、皮革鞣制、纺织助剂及生物组织固定剂。此外,丙烯醛还用于合成吡啶碱(如β-甲基吡啶)、香料(如茉莉醛)、药物中间体等。 ADSFAEQWER353423413434

安全与毒理学编辑本段

毒性概述

丙烯醛属高毒类物质,对眼睛皮肤和呼吸道黏膜有强烈刺激作用。吸入LC₅₀(小鼠,30 min)为153 mg/m³,人口服致死量约50-100 mg/kg。长期接触可导致肺水肿、慢性支气管炎。

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环境与健康影响

丙烯醛是香烟烟雾、汽车尾气及油脂高温加热(如烹饪)的常见污染物。生物体内,它可由脂质过氧化反应内源性生成,作为第二信使参与细胞信号转导,但过量积累会引起氧化应激DNA损伤细胞凋亡。国际癌症研究机构(IARC)将其列为3类致癌物(对人类致癌性尚不确定)。 ADSFAEQWER353423413434

安全储运

储存于阴凉、通风的库房,远离火源,采用防爆型照明设备。容器需密封并添加0.1%~0.2%对苯二酚或4-叔丁基儿茶酚作为阻聚剂。运输时分类为第6.1类毒害品,包装类别II。 ADFASDFAF23RQ23R

总结与展望编辑本段

丙烯醛作为重要的化工中间体,其衍生物在饲料、材料、医药等领域具有不可替代的地位。未来研究方向包括:开发更高选择性和环境友好的催化体系,如纳米催化剂或生物催化法;拓展丙烯醛在绿色合成中的新应用,例如作为C3合成子合成杂环化合物;以及深入研究其生理活性机制,为防控相关疾病提供依据。 ADFASDFAF23RQ23R

参考资料编辑本段

  • Shell Development Co. (1959). Process for the production of acrolein. US Patent 2,891,980.
  • Kobayashi, T., & Masuda, M. (2013). Acrolein: a key player in the pathogenesis of cardiovascular and neurodegenerative diseases. Journal of Pharmacological Sciences, 122(2), 65-72.
  • Halliwell, B., & Gutteridge, J. M. C. (2015). Free Radicals in Biology and Medicine (5th ed.). Oxford University Press.
  • 王志文, 张新胜. (2010). 丙烯醛的合成与应用研究进展. 化学进展, 22(6), 1132-1141.
  • Chen, Q., & Yin, G. (2018). Acrolein as a versatile building block for heterocycle synthesis. Tetrahedron, 74(38), 5235-5255.
  • 陈冠荣, 张明. (2015). 精细有机化学品合成原理及应用. 化学工业出版社.
  • IARC (1995). Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans, Vol. 63: Dry Cleaning, Some Solvents and Other Industrial Chemicals. Lyon: IARC.

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