1,3-環戊二烯，1,3-cyclopentadiene，又稱茂，分子式C5H6，分子量66.10，常見有機合成中間體。
基本介紹
- 中文名：1，3-環戊二烯
- 外文名：1,3-cyclopentadiene
- 分子式：C5H6
- 分子量：66.10
- CAS：542-92-7
簡介,編號系統,物性數據,毒理學數據,生態學數據,分子結構數據,計算化學數據,性質與穩定性,貯存方法,合成方法,用途,對環境的影響,實驗室監測方法,環境標準,應急處理處置方法,泄漏應急處理,防護措施,急救措施,安全信息,
簡介
CAS號： 542-92-7
中文名稱： 1，3-環戊二烯
英文名稱：1,3-cyclopentadiene
別名：茂
分子式 ： C5H6；CH2CHCHCHCH
分子量 ： 66.10
編號系統
CAS號：542-92-7
EINECS號：208-835-4
物性數據
1.性狀：無色液體，有類似萜烯氣味。
2.熔點（℃）：-85
3.沸點（℃）：41.5~42
4.相對密度（水=1）：0.80
5.相對蒸氣密度（空氣=1）：2.3
6.燃燒熱（KJ/mol）：-703
7.臨界壓力（MPa）：5.15
8.辛醇/水分配係數：2.25
9.閃點（℃）：25（OC）
10.引燃溫度（℃）：640
11.爆炸上限（%）：14.6
12.爆炸下限（%）：1.7
14.折射率（20ºC）：1.4429
15.折射率（16ºC）：1.4463
16.蒸發熱（KJ/kg）：6.9919
17.熔化熱（KJ/kg）：0.4605
18.燃燒熱（KJ/kg）：1702.964
19.比熱容（kJ/（kg·K）]：2091.7208
20.熱導率（20 ºC ，W/(m·K)）：0.1436
21.表面張力（20 ºC ，m N/m）：25.30
22.溶度參數0.5：16.961
23.van der Waals面積：
24.van der Waals體積：43.860
25.氣相標準燃燒熱(焓)：-2959.34
26.氣相標準聲稱熱(焓) ：134.3
27.氣相標準熵：274.15
28.氣相標準生成自由能：178.0
29.氣相標準熱熔：75.37
30.液相標準燃燒熱(焓)：-2930.98
31.液相標準聲稱熱(焓)：105.9
32.液相標準熵 ：182.7
33.液相標準生成自由能：176.8
34.液相標準熱熔：115.3
毒理學數據
1.急性毒性 LC50：39000毫克每立方米（大鼠吸入）；14000毫克每立方米（小鼠吸入）
2.亞急性與慢性毒性 大鼠暴露於1.5克每立方米,2.5個月，出現體重下降，血紅蛋白和紅細胞數減少，病理檢查見實質性器官的脂肪性或顆粒性變。
生態學數據
非生物降解性 空氣中，當羥基自由基濃度為
個/立方厘米時，降解半衰期為2.8h（理論）。
其他有害作用 該物質對環境有危害，應特別注意對水體和大氣的污染。
1、摩爾折射率：22.26
2、摩爾體積：75.3
3、等張比容（90.2K）：182.9
4、表面張力（dyne/cm）：34.8
5、極化率：8.82
1.疏水參數計算參考值（XlogP）:無
2.氫鍵供體數量:0
3.氫鍵受體數量:0
4.可旋轉化學鍵數量:0
5.互變異構體數量:無
6.拓撲分子極性表面積0
7.重原子數量:5
8.表面電荷:0
9.複雜度:58.1
10.同位素原子數量:0
11.確定原子立構中心數量:0
12.不確定原子立構中心數量:0
13.確定化學鍵立構中心數量:0
14.不確定化學鍵立構中心數量:0
15.共價鍵單元數量:1
1.活潑，常溫下能自發地聚合成雙環戊二烯，受熱仍變成環戊二烯，幾乎能與所有的不飽和化合物反應，
2.蒸氣具有麻醉性，能抑制中樞神經，並能損壞肝臟及血液，造成類似苯中毒的效應。經常吸入低濃度蒸氣能產生頭痛，腹痛，以及黃疸、貧血等症狀。工作場所應通風良好，操作人員應穿戴防護用具。
3.穩定性 穩定
4.禁配物 強氧化劑、酸類
5.避免接觸的條件 受熱，接觸空氣
6.聚合危害 聚合
儲存注意事項 儲存於陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源。庫溫不宜超過37℃。包裝要求密封，不可與空氣接觸。應與氧化劑、酸類分開存放，切忌混儲。不宜大量儲存或久存。採用防爆型照明、通風設施。禁止使用易產生火花的機械設備和工具。儲區應備有泄漏應急處理設備和合適的收容材料。
1.工業上環戊二烯主要來源於煤煉焦過程所得粗苯中的苯前餾分，以及烴類裂解制乙烯時副產的C5餾分。在裂解C5餾分中，環戊二烯含約10-15%，是環戊二烯的主要來源；輕苯精煉加工中所得的苯前餾分內含環戊二烯約30%，利用環戊二烯易受熱二聚的特性，首先在100-130℃溫度下加熱混合餾分，使環戊二烯二聚成雙環戊二烯，經蒸餾得到粗雙環戊二烯。再經高溫解聚反應得高純度的環戊二烯。合成法製備環戊二烯有以下方法。（1）以環戊烯或環戊烷為原料，用活性氧鋁（84%）、氧化鉻（14%）、氧化鉀2%為催化劑，於600℃、2.7-3.3kPa下脫氫而得。（2）由1,4-戊二烯脫氫環化制環戊二烯；（3）由1,3-戊二烯脫氫、環化制環戊二烯。
2.其製備方法是由煤焦油苯前餾分分離得到較純的環戊二烯二聚體，經高溫裂解和分餾得到環戊二烯單體。將環戊二烯二聚體加入用載熱油循環加熱的二聚體裂解釜中，當釜溫達到165℃時，二聚體熱解明顯加快，通過直接與熱解釜連線的填料塔進行分餾。環戊二烯從塔頂蒸出，控制冷卻水量，收集塔頂溫度在39～43℃的餾分即為所需產物，環戊二烯收率為58%左右。此過程為間歇法中溫裂解。若改為連續管道高溫裂解，則反應收率可達90%以上。
2.主要用於石油樹脂和合成橡膠。以環戊二烯為第三單體合成乙丙橡膠。環戊二烯性質活潑，作為有機合成工業的原料已顯得起來越重要。主要利用途經如下。1.環戊二烯聚合反應的套用 環戊二烯能聚合成雙環戊二烯、三環戊二烯、四或五環戊二烯等聚合物，其中以雙環戊二烯用途最大。它是多種合成橡膠和乙丙橡膠(EpDM)的第三單體。環戊二烯和雙環戊二烯熱聚合，可製得石油樹脂，用於增粘劑、增塑劑、塗料、防腐劑和油墨等。
3.環戊二烯加成反應的套用 環戊二烯選擇加氫制環戊烯是工業生產環戊烯的主要方法。
4.雙烯加成反應的套用 環戊二烯極易與烯烴進行Diels-Alder雙烯加成反應，通常生成雙環[2.2.1]庚烯衍生物。通過雙烯加成可將環戊二烯轉化生成許多有用的衍生物。如環戊二烯與乙烯加成生成降冰片烯；與丁二烯反應生成5-乙烯基-2-降冰片烯（VNB），再轉位生成5-乙叉-2-降冰片稀（ENB）；與間戊二烯反應生成5-丙烯基-2-降冰片烯（PNB）；與順丁烯二酸酐反應生成雙環[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酸酐（降冰片二酸酐）。此外，環戊二烯分別與丙烯、丙烯腈、異戊二烯經Diels-Alder反應製得5-甲基-2-降冰片烯、5-氰基-2-降冰片烯、5-或6-甲基四氫茚等都是合成樹脂的單體。
5.鹵化反應的利用 鹵素和鹵氫酸能迅速地加到環戊二烯的不飽和雙鍵上而生成許多衍生物，如六氯環戊二烯有很大的工業價值，是合成農藥艾氏劑、狄氏劑、氯丹、硫丹、遍地克、草完降、滅蚊靈、碳氯靈、七氯等農藥原料。
6.縮合反應的作用 環戊二烯中的亞甲基非常活潑，能夠與各種醛、酮等進行縮合生成大量的衍生物。丙酮和環戊二烯反應生成的二甲基甲叉茂能與丁二烯共聚製備橡膠。
7.氧化反應的套用工業上利用環戊二烯或含環戊二烯的混合物氣相催化氧化製取馬來酸酐。
8.合成異氰酸酯類化合物 環戊二烯與丙烯腈加成生成2-氰基降冰片烯，再經羧基合成等反應製得二異氰酸酯化合物。它們都是聚氨酯塑膠的原料。
9.合成多元醇化合物 雙環戊二烯經羧基合成得到二醛，再加氫即可製得二元醇。它可在聚氨酯生產上行到套用，如用作增塑劑。與甲苯二異氰酸酯、己二酸反應，則可製得熱塑性聚氨酯塑膠。六氯環戊二烯與二乙醯基環戊烯加成反應後製成的多元醇，再與4，4'二異氰酸酯二苯基甲烷反應生成耐衝擊熱穩定性能優異的聚合物。
10.合成檀香醇 由環戊二烯作原料可製取β-檀香醇。此外，環戊二烯與溴代巴豆酸作原料經一系列反應也可製取β-檀香醇。β-檀香醇是一種香氣優雅、留香持久的名貴香料之一。10.合成大比重高能烴類燃料 由於雙環戊二烯和環戊二烯的密度高，燃燒時產生很高的熱值，這種性能使之成為優良的高能燃料。
11.用作有機合成中間體，及用於製造農藥殺蟲劑氯丹等。
對環境的影響
一、健康危害
侵入途徑：吸入、食入。
健康危害：本品有麻醉作用，對皮膚及黏膜有強烈刺激作用。
急性中毒：先出現呼吸道刺激症狀及興奮症狀，繼而轉入麻醉期，患者進入沉睡狀態。若搶救治療及時，2～3天痊癒。
二、毒理學資料及環境行為
急性毒性：LC503900毫克每立方米(大鼠吸入)
亞急性和慢性毒性：大鼠暴露於1.5克每立方米，2.5個月，出現體重下降，血紅蛋白和紅細胞數減少，病理檢查見實質性器官的脂肪性或顆粒性變。
危險特性：易燃，其蒸氣與空氣可形成爆炸性混合物。遇明火、高熱或與氧化劑接觸，有引起燃燒爆炸的危險。高溫時能強烈分解。與氧化劑能發生強烈反應。高速衝擊、流動、激盪後可因產生靜電火花放電引起燃燒爆炸。其蒸氣比空氣重，能在較低處擴散到相當遠的地方，遇明火會引著回燃。
實驗室監測方法
空氣中：樣品用活性炭管收集，再用氣相色譜法分析
氣相色譜法，參照《分析化學手冊》(第四分冊，色譜分析)，化學工業出版社
環境標準
前蘇聯 車間空氣中有害物質的最高容許濃度 5毫克每立方米。
應急處理處置方法
泄漏應急處理
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：用乾燥的砂土或類似的物質吸收。也可以用不燃性分散劑製成的乳液刷洗，洗液稀釋後放入廢水系統。大量泄漏：構築圍堤或挖坑收容；用泡沫覆蓋，降低蒸氣災害。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
呼吸系統防護：空氣中濃度超標時，應該佩戴自吸過濾式防毒面具(全面罩)。
眼睛防護：戴化學安全防護眼鏡。
身體防護：穿防靜電工作服。
手防護：戴乳膠手套。
其它：工作現場嚴禁吸菸。避免長期反覆接觸。
急救措施
皮膚接觸：立即脫去被污染的衣著，用肥皂水和清水徹底沖洗皮膚。
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：噴水冷卻容器，可能的話將容器從火場移至空曠處。處在火場中的容器若已變色或從安全泄壓裝置中產生聲音，必須馬上撤離。滅火劑：泡沫、乾粉、二氧化碳、砂土。用水滅火無效。
安全信息
危險運輸編碼：UN 1993 3.2/PG 3
