糠醛

糠醛

糠醛，又稱2-呋喃甲醛，與糖醛是同一物質。其學名為α-呋喃甲醛，是呋喃2位上的氫原子被醛基取代的衍生物。它最初從米糠與稀酸共熱製得，所以叫做糠醛。糠醛是由戊聚糖在酸的作用下水解生成戊糖，再由戊糖脫水環化而成。生產的主要原料為玉米芯等農副產品。合成方法有多種。糠醛是呋喃環系最重要的衍生物，化學性質活潑，可以通過氧化、縮合等反應製取眾多的衍生物，被廣泛套用於合成塑膠、醫藥、農藥等工業。

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，糠醛在3類致癌物清單中。

基本介紹

  • 中文名：糠醛
  • 英文名：2-Furaldehyde
  • 別稱：α-呋喃甲醛; 呋喃甲醛; 2-呋喃甲醛
  • 化學式：C5H4O2；C4H3OCHO
  • 分子量：96.08
  • CAS登錄號：98-01-1
  • EINECS登錄號：202-627-7
  • 熔點：-36℃
  • 沸點：167℃
  • 水溶性：8.3 g/100 mL
  • 密度：相對密度(水=1)1.16；
  • 閃點：60℃
分子結構,基本信息,化學性質,發展歷程,產品特性,主要用途,類別,安全信息,儲運方法,環境影響,生物危害,環境危害,監測方法,實驗室監測,環境標準,應急方法,泄漏處理,防護措施,急救措施,

分子結構

化學名稱
糠醛，2-呋喃甲醛
分子式
C5H4O2
結構簡式
結構簡式結構簡式
分子模型
分子模型分子模型

基本信息

中文名稱
糠醛
英文名稱
2-Furaldehyde
中文別名
α-呋喃甲醛; 呋喃甲醛; 2-呋喃甲醛
英文別名
2-Formyl furan; 2-furanaldehyde; 2-furancarbonal; 2-furancarboxaldehyde; 2-furfural; 2-furylmethanal; alpha-Furfuraldehyde; alpha-furole; artificial ant oil; artificial oil of ants; Fufural; Fural; Furaldehyde; Furfural; Furfuraldehyde; Pyromucic aldehyde; U1199
CAS號
98-01-1
EINECS號
202-627-7
分子式
C5H4O2；C4H3OCHO
分子量
96.08
InChI
InChI=1/C5H4O2/c6-4-5-2-1-3-7-5/h1-4H
熔點
-36℃
密度
相對密度(水=1)1.16；
沸點
167℃
閃點
60℃
水融性
8.3 g/100 mL
物化性質
性狀 無色透明油狀液體，有類似苯甲醛的特殊氣味。暴露在光和空氣中顏色很快變為紅棕色。易與蒸氣一同揮發。
沸點 161.7℃
凝固點 -36.5℃
相對密度 1.1594
折射率 1.5263
閃點 60℃
溶解性 微溶於水，易溶於乙醇、乙醚、丙酮、氯仿、苯。
用途
用作有機合成的原料，也用於合成樹脂、清漆、農藥、醫藥、橡膠和塗料等
安全術語
S1/2:;S26:;S36/37/39:;S45:;
風險術語
R21:;R23/25:;R36/37:;R40:;
危險品標誌
T:Toxic;
上游
丙酮、純鹼、硫酸
下游
呋喃、四氫糠醇、糠醇、乙基麥芽酚、麥芽酚、全精鍊石蠟、黃石蠟、氨乙基硫醚、2-甲基呋喃、糠醇樹脂、呋喃甲醛、2-甲基呋喃、呋喃唑酮、呋喃妥因、工業齒輪油

化學性質

由於糠醛具有醛基、二烯基醚官能團，因此糠醛具有醛、醚、二烯烴等化合物的性質，特別是與苯甲醛性質相似。在一定條件下，糠醛能發生如下化學反應：
  1. 糠醛經氧化製取順丁烯二酸、順丁烯二酸酐、糠酸、呋喃甲酸。
  2. 在氣相條件下，糠醛經觸媒氧化生成失水蘋果酸。
  3. 糠醛加氫可製取糠醇、四氫化糠醇、甲基呋喃、甲基四氫呋喃。
  4. 糠醛蒸汽與水蒸汽經適當的觸媒脫碳後可製得呋喃。
  5. 糠醛在強鹼作用下發生康尼查羅反應，生成糠醇及糠酸鈉。
  6. 糠醛可在脂肪酸鹽或有機鹼的作用下發生柏琴反應，同酸酐縮合生成呋喃丙烯酸。
  7. 糠醛與酚類化合物縮合生成熱塑性樹脂；與尿素、三聚氰胺縮合製造塑膠；與丙酮縮合製取糠酮樹脂。

發展歷程

  • 1821年，Doebernier首先發現了糠醛。隨後，人們對其物理化學性質及其合成方法進行了深入的研究；
  • 1922年，美國QuakerOats公司首先實現了糠醛的工業化，主要套用於木松香脫色和潤滑油精製方面，實現了糠醛在工業領域的套用；
  • 20世紀40年代，糠醛廣泛套用於合成橡膠、醫藥、農藥等領域；
  • 60年代以後，隨著糠醛衍生物的開發，特別是呋喃樹脂在鑄造業的廣泛套用，極大地促進了糠醛工業的發展。

產品特性

糠醛是植物纖維原料中的戊聚糖經水解和脫水生成的無色透明的油狀液體，又稱呋喃甲醛，有特殊香味，在光照、受熱、空氣氧化及無機酸作用下顏色很快變為黃 褐色，最終成黑褐色，也容易發生聚合而呈樹脂狀。
貯存時應避光、除氧、密封。糠醛與水部分互溶，也溶於酒精、乙醚、醋酸等溶劑。溶解芳烴、烯烴、極性物 質和某些高分子化合物的能力大，溶解脂肪烴等飽和物質和高級脂肪酸等的能力小。通過氧化、氫化、硝化、氧化、脫羰、縮合等反應可生成多種衍生物。與苯甲 醛的性質極相似，可發生安息香反應、普爾金反應和康尼查羅反應。糠醛與苯胺冰醋酸溶液反應呈鮮紅色，後者常被用作糠醛的定性反應劑。
定量分析以醛基和呋 喃環兩種性質為基礎，除色譜法外，尚有容量法（鹽酸羥胺法、四溴化法等）和重量法（間苯三酚法、巴比妥酸法等）進行成品分析，中國成品分析時採用鹽酸羥 胺法。糠醛是精製石油時常用的溶劑，是合成樹脂、電絕緣材料、尼龍、塗料等的重要原料，還是製取藥物和多種有機合成的原料和試劑。
主要用作生產呋喃衍生 物(如糠醇、四氫糠醇、甲基呋喃、脫羰制呋喃、氧化制糠酸、硝基呋喃類藥物等)的原料，也用作分離飽和脂肪族化合物（如石油系潤滑油、汽油、煤油和植物油 ）中不飽和化合物的選擇性溶劑，松香的脫色劑和樹脂生產的溶劑，以及從C4餾份中分離丁二烯等的萃取蒸餾溶劑。
用糠醛和糠醇製造的樹脂（如糠醇樹脂、糠酮 樹脂等）統稱呋喃樹脂，主要作鑄造用樹脂、砂輪膠粘劑和防腐蝕塗料等。

主要用途

用作有機合成的原料，也用於合成樹脂、清漆、農藥、醫藥、橡膠和塗料等;
主要用作工業溶劑，用於製取糠醇、糠酸、四氫呋喃、γ-戊內酯、吡咯、四氫吡咯等;
用作分析試劑;用於鞣製面革。宜存放於陰涼、通風的庫房，避光保存，防止日光曝曬，遠離火源。
;糠醛是製備許多藥物和工業產品的原料，呋喃經電解還原，還可製成丁二醛，為生產藥物阿托品的原料。糠醛的一些衍生物具有很強的殺菌能力，抑菌譜相當寬廣。例如糠醛經由5-硝基糠醛，再與鹽酸氨基脲縮合得到呋喃西林，是一種消毒防腐藥。
糠醛是呋喃丙烯酸，糠胺反丁烯二酸，已二酸，糠醇等中間體的原料，廣泛用於合成醫藥，農藥，獸藥，染料，香料，橡膠助劑，防腐劑等精細化學品。消費糠醛最多的領域是作為溶劑和合成樹脂的原料。
在用於合成樹脂方面，可生產呋喃樹脂，糠醛樹脂和糠酮樹脂等。呋喃樹脂亦叫糠醇樹脂，糠醛在高壓下加氫生成糠醇，將糠醇聚合而得糠醇樹脂。這種樹脂具有很強的耐鹼性，很高的耐熱性和耐水性，可用作填縫樹脂水泥，防腐襯裡，粘結劑。糠醛作為溶劑，可有選擇性地從石油，植物油中萃取其中的不飽和組分。
用糠醛萃取潤滑油和柴油中的芳香組分。提高這些產品質量。在合成橡膠生產中，用糠醛抽提純化丁二烯和異戊二烯。糠醛能刺激皮膚和黏膜，空氣中最高允許濃度為為5ppm。大鼠口服LD50為127mg/kg。;GB 2760—96規定為允許使用的食品用香料；萃取溶劑。主要用於配製各種熱加工型香精，如麵包、奶油硬糖、咖啡等香精。;
糠醛是一種重要的有機化工原料，可用其製取順丁烯二酸酐、乙二酸、糠醇、四氫呋喃，還可用其合成糠醛樹脂、呋喃樹脂、橡膠硫化促進劑、橡塑防老劑、防腐劑等。主要用在醫藥、農藥、獸藥以及食品行

類別

有毒物品
毒性分級 高毒 急性毒性 口服- 大鼠 LD50: 65 毫克/ 公斤; 口服- 小鼠 LD50: 400 毫克/ 公斤 刺激數據 皮膚- 兔子 20 毫克/ 24小時 中度; 眼- 兔子 100 毫克/ 24小時 中度
爆炸物危險特性 與空氣混合可爆
可燃性危險特性 明火可燃; 高熱放出刺激氣體
儲運特性 庫房通風低溫乾燥; 與氧化劑、酸類、鹼類、食品添加劑分開存放
滅火劑 霧狀水, 乾粉, 泡沫, 二氧化碳
職業標準 TLV-TWA 2 PPM (8 毫克/ 立方米); TWA 5 PPM (20毫克/ 立方米)

安全信息

危險品標誌 T,Xi
危險類別碼 21-23/25-36/37-40-36/37/38
安全說明 26-36/37/39-45-1/2-36/37
危險品運輸編號 UN 1199 6.1/PG 2
WGK Germany 2
RTECS號 LT7000000 F 1-8-10
Hazard Note Irritant HazardClass 6.1
PackingGroup II
毒害物質數據 98-01-1(Hazardous Substances Data)

儲運方法

庫房通風低溫乾燥; 與氧化劑、酸類、鹼類、食品添加劑分開存放
危險品運輸編號 UN 1199

    環境影響

    生物危害

    侵入途徑：吸入、食入、經皮吸收。
    健康危害：蒸氣有強烈的刺激性，並有麻醉作用。動物吸入、攝入或經皮膚吸收均可引起急性中毒，表現有呼吸道刺激、肺水腫、肝損害、中樞神經系統損害、呼吸中樞麻痹，以致死亡。

    環境危害

    亞急性和慢性毒性：
    • 狗吸入507mg/m3，6小時/天，5天/周，肝脂肪變性；
    • 人吸入7.4～52.7mg/m3×3個月，發生黏膜刺激、結膜炎、流淚、頭痛。
    致突變性：微粒體致突變：鼠傷寒沙門氏菌7ul/皿。細胞遺傳學分析：倉鼠卵巢2500umol/L。
    危險特性：遇明火、高熱或與氧化劑接觸，有引起燃燒爆炸的危險。受高熱分解放出有毒的氣體。若遇高熱，容器內壓增大，有開裂和爆炸的危險。
    燃燒(分解)產物：一氧化碳、二氧化碳。

    監測方法

    實驗室監測

    空氣中糠醛含量的測定：樣品用活性炭或氧化鋁吸附，再用氣相色譜分析

    環境標準

    中華人民共和國國家職業衛生標準GBZ2.1-2007 工作場所有害因素職業接觸限值化學有害因素，糠醛的時間加權平均容許濃度(PC-TWA)為 5mg/m3。
    前蘇聯(1975)居民區大氣中最大允許濃度 0.05mg/m3(最大值；日均值)；水體中有害物質最高允許濃度 1.0mg/L；嗅覺閾濃度 1mg/m3。

    應急方法

    泄漏處理

    迅速撤離泄漏污染區人員至安全區，並進行隔離，嚴格限制出入。切斷火源。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器，穿消防防護服。儘可能切斷泄漏源，防止進入下水道、排洪溝等限制性空間。小量泄漏：用砂土乾燥石灰或蘇打灰混合。也可以用大量水沖洗，洗水稀釋後放入廢水系統。大量泄漏：構築圍堤或挖坑收容；噴霧狀水冷卻和稀釋蒸氣、保護現場人員、把泄漏物稀釋成不燃物。用防爆泵轉移至槽車或專用收集器內，回收或運至廢物處理場所處置。

    防護措施

    1. 呼吸系統防護：可能接觸其蒸氣時，應該佩戴過濾式防毒面具(半面罩)。
    2. 眼睛防護：戴化學安全防護眼鏡。
    3. 身體防護：穿防靜電工作服。
    4. 手防護：戴防苯耐油手套。
    5. 其它：工作現場嚴禁吸菸、進食和飲水。工作畢，沐浴更衣。保持良好的衛生習慣。

    急救措施

    • 人體接觸
    • 皮膚接觸：脫去被污染的衣著，用肥皂水和清水徹底沖洗皮膚。就醫。
    • 眼睛接觸：立即提起眼瞼，用大量流動清水或生理鹽水徹底沖洗至少15分鐘。就醫。
    • 吸入：迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧。如呼吸停止，立即進行人工呼吸。就醫。
    • 食入：飲足量溫水，催吐，就醫。
    滅火方法：滅火劑：霧狀水、泡沫、二氧化碳、乾粉、砂土。用水滅火無效，但可用水保持火場中容器冷卻。
    包裝及貯運: 採用鐵桶包裝，每桶 240 公斤 。貯於陰涼、乾燥、通風處。

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