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乙二胺四乙酸详细资料大全

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2022-12-31 03:41:39

乙二胺四乙酸详细资料大全

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乙二胺四乙酸是一种有机化合物,其化学式为C 10 H 16 N 2 O 8 ,常温常压下为白色粉末。它是一种能与Mg 2+ 、Ca 2+ 、Mn 2+ 、Fe 2+ 等二价金属离子结合的螯合剂。由于多数核酸酶类和有些蛋白酶类的作用需要Mg 2+ ,故常用做核酸酶、蛋白酶的抑制剂;也可用于去除重金属离子对酶的抑制作用。

基本介绍中文名 :乙二胺四乙酸 英文名 :Ethylenediamietraacetic acid 别称 :四乙酸二氨基乙烯、托立龙、EDTA 化学式 :C10H16N2O8 分子量 :292.24 CAS登录号 :60-00-4 EINECS登录号 :200-449-4 熔点 :250℃ 水溶性 :0.5g/L(25℃) 密度 :0.86g/cm3 外观 :白色粉末 安全性描述 :S26-61-37/39-36 危险性符号 :Xi 危险性描述 :R36-52/53-36/37/38-36/38基本信息,物化性质,形状描述,贮存运输,用途说明,危险说明,理化性质,用途,配伍禁忌,生产原理,工艺流程,主要设备,操作工艺,质量指标,质量检验,安全措施,EDTA的制备,实验室制法,上游原料,下游产品, 基本信息 英文别名:(Ethylenedinitrilo)tetraacetic acid disodium saltEdetic acid disodium saltEDTA disodium saltEdetic acid~EDTAEDTA,free acid Ethylenediamine tetraacetic acid,free acidEDTA,500 mM Solution,pH 8.0,ULTROL GradeEDTA-SOLUTIONEDTAEdetic acidEDTA ACID 线性分子式:(HOOCCH 2 ) 2 NCH 2 CH 2 N(CH 2 COOH) 2 CAS号:60-00-4 分子量:292.24 分子式:C 10 H 16 N 2 O 8 EINECS登录号:200-449-4 沸点: 540.597°C at 760 mmHg 闪点: 280.743°C 水溶性: 0.5 g/L (25℃) 蒸汽压: 0mmHg at 25°C 危险品标志: Xi:Irritant风险术语: R36/37/38:安全术语: S26:S37/39: 英文别名简称:EDTA 物化性质 熔点:250 °C (dec.)(lit.) 密度:0.86 g/cm 3 折射率:n 20 D 1.363 储存条件:2-8°C 溶解度:3 M NaOH: 100 mg/mL form:crystalline 水溶解性:0.5 g/L (25 ℃) Merck:14,3517 BRN:1716295 稳定性:Stable. Incompatible with copper, copper alloys, nickel, aluminium, strong oxidizing agents, strong bases CAS 资料库:60-00-4(CAS DataBase Reference) NIST化学物质信息:N,N'-1,2-Ethane diylbis-(N-(carboxymethyl)glycine)(60-00-4) EPA化学物质信息:Glycine, N,N'-1,2-ethanediylbis[ N-(carboxymethyl)-(60-00-4) 形状描述 白色粉末,能溶于氢氧化钠、碳酸钠及氨溶液中,能溶于沸水,微溶于冷水,不溶于醇及一般有机溶剂。 贮存运输 密封保存。 用途说明 钙离子络合剂,洗涤剂,血液抗凝剂。生化研究中用作钙螯合剂,消除微量重金属导致的酶催化反应中的抑制作用。 用作洗涤剂、血液抗凝剂及电镀液中作络合剂、pH值调节剂等。 危险说明 危险标志:Xi 危险代码:R36 安全说明:S26-S4 理化性质 白色无臭无味、无色结晶性粉末,熔点250℃(分解)。不溶于醇及一般有机溶剂,能够溶于冷水(冷水速度较慢),热水,溶于氢氧化钠,碳酸钠及氨的溶液中,能溶于160份100℃沸水。其碱金属盐能溶于水。 用途 1、EDTA是一种重要的络合剂。EDTA用途很广,可用作彩色感光材料冲洗加工的漂白定影液,染色助剂,纤维处理助剂,化妆品添加剂,血液抗凝剂,洗涤剂,稳定剂,合成橡胶聚合引发剂,EDTA是螯合剂的代表性物质。能和碱金属、稀土元素和过渡金属等形成稳定的水溶性络合物。除钠盐外,还有铵盐及铁、镁、钙、铜、锰、锌、钴、铝等各种盐,这些盐各有不同的用途。此外EDTA也可用来使有害放射性金属从人体中迅速排泄起到解毒作用。也是水的处理剂。EDTA还是一种重要的指示剂,可是用来滴定金属镍,铜等 ,用的时候要与氨水一起使用,才能起指示剂的作用。 2、EDTA是一种优良的钙、镁离子螯合剂,用作乳液聚合所用水的螯合剂,除去Ca 2+ 、Mg 2+ 、Fe 2+ 、Fe 3+ 等金属离子。也用作厌氧胶的络合剂,即用EDTA处理甲基丙烯酸双酯,除去过渡金属离子,消除能促进过氧化物分解的影响,对提高厌氧胶稳定性的效果非常好。EDTA钠盐螯合金属离子能提高改性丙烯酸快。固结构胶(SGA)的储存稳定性,用量-3×10 -4 ~6.0×10 -4 。用量1.5%,50~C储存稳定性达360h以上(50℃储存4d,相当于SGA20~C储存1年)。 3、常用于锅炉水质的软化。防止结垢。 配伍禁忌 乙二胺四乙酸与其盐与强氧化剂、强碱和高价金属离子如铜、镍和铜合金配伍禁忌。 乙二胺四乙酸和或其二钠盐显弱酸性,能与碳酸盐反应放出二氧化碳和与金属反应生成氢气。 其它配伍禁忌,如乙二胺四乙酸和乙二胺四乙酸二钠与锌的螯合可使胰岛素失效;用乙二胺四乙酸二钠作为稳定剂的葡萄糖酸钙注射剂与肠道外营养液混合时,肠道外营养液中的微量金属将被螯合;在输液中乙二胺四乙酸二钠与两性霉素和盐酸肼苯哒嗪有配伍禁忌。 生产原理 由乙二胺与氯乙酸钠反应后,经酸化制得; 也可由乙二胺与甲醛、氰化钠反应得到四钠盐,然后用硫酸酸化得到。 工艺流程 原料配比(kg/t) 氯乙酸(95%)2000 烧碱(工业品) 880 乙二胺(70%)290 盐酸(35%) 2500 〔若用硫酸代替盐酸,则用硫酸(98%)1200kg〕 主要设备 成盐锅 缩合反应罐 酸化锅 水洗锅 离心机 贮槽 干燥箱 操作工艺 在800L不锈钢缩合反应罐中,加入100kg氯乙酸、100kg冰及135kg 30%的氢氧化钠溶液,在搅拌下再加入18kg 83%~84%的乙二胺。在15℃保温1h后,以每次10L分批加入30%氢氧化钠溶液,每次加入后待酚酞指示剂不显碱性后再加入下一批,最后反应物呈碱性。在室温保持12h后,加热至90℃,加活性炭,过滤,滤渣用水洗,最后溶液总体积约600L。加浓盐酸至pH不3,析出结晶。过滤,水洗至无氯根反应。烘乾,得EDTA64kg。收率95%。也可以在较高温度条件下进行。例如,采用如下摩尔配比:乙二胺:氯乙酸:氢氧化钠=1:4.8:4.8,反应温度为50℃,反应6h,再煮沸2h,反应产物用盐酸酸化即可得到EDTA结晶,收率82%~90%。 质量指标 含量 ≥90% 铁(Fe) ≤0.01% 灼烧残渣 ≤0.15% 重金属(Pb 2+ ) ≤0.001% 在Na 2 CO 3 中溶解度 合格 质量检验 ⑴含量测定 采用配位滴定法。先将乙二胺四乙酸用KOH配制成pH为12.0~13.0的试样液。以酸性铬蓝K和萘酚绿作混合指示剂,用试样液滴定于120℃干燥过的分析纯CaCO 3 ,当溶液由紫红色变为蓝绿色即为终点。 ⑵灼烧残渣测定 按常规方法进行。 安全措施 ⑴生产中使用氯乙酸、乙二胺等有毒或腐蚀性物品,生产设备应密闭,操作人员应穿戴劳保用品,车间保持良好通风状态。 ⑵产品密封包装,贮于通风、干燥处,注意防潮、防晒,不宜与碱性化学物品混贮。 EDTA的制备 由乙二胺与一氯乙酸在碱性溶液中缩和或由乙二胺、氰化钠和甲醛水溶液作用而得。 实验室制法 称取一氯乙酸94.5g(1.0mol)于1000mL圆底烧瓶中,慢慢加入50%碳酸钠溶液,直至二氧化碳气泡发生为止。加入15.6g(0.2mol)乙二胺,摇匀,放置片刻,加入40%NaOH溶液100mL,加水至总体积为600mL左右,装上空气冷却回流装置,于50℃水浴上保温2h,再于沸水浴上保温回流4h。取下烧瓶,冷却后倒入烧怀中,用浓HCl调节pH至1.2,则有白色沉淀生成,抽滤,得EDTA粗品。精制后得纯品。 上游原料 氢氧化钠-->盐酸-->甲醇-->硫酸-->甲醛-->氰化钠-->乙二胺-->氯乙酸-->浓盐酸-->活性炭(脱色)-->甲醛水溶液-->氯乙酸钠-->氢氰酸-->乙醇酸-->酚酞-->氰化物-->乙二胺四乙酸钠-->乙二胺水溶液-->乙二胺四乙酸四钠 下游产品 L-胱氨酸-->乙二胺四乙酸二钠盐-->N-叔丁氧羰基-N'-(2-氯苄氧羰基)-L-赖氨酸-->L-酪氨酸-->乙二胺四乙酸四钠-->水杨酸钠-->乙二胺四乙酸铁钠-->乙二胺四乙酸钾-->EDTA三钾盐二水合物-->无花果蛋白酶-->乙二胺四乙酸四钠盐二水合物

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美国化学文摘(CA)常用缩写 A A ampere安(培)Angstrom unit(s)埃(长度单位,10-10米)abs.absolute绝对的abs.EtOH absolute alcohol无水乙醇abstr.abstract文摘Ac acetyl(CH3CO,not CH3COO)乙酰基a c alternating current交流电(流)Ac.H.acetaldehyde 乙醛AcOH acetic acid乙酸Ac2O acetic anhydride乙酸酐AcOEt ethyl acetate乙酸乙酯AcONa乙酸钠add additive 附加物addn addition加成,添加addnl additional添加的alc.alcohol,alcoholic醇aliph.aliphatic 脂族的Al.Hg.Aluminum amalgam铝汞齐alk.alkaline(not alkali)碱性的alky alkalinity(alhys.for alkalinities is not approved)碱度,碱性am amyl(not ammonium)戊基amorph amorphous无定形的amp ampere(s)安(培)amt.amount(as a noun)数量anal.analysis分析anhyd.anhydrous无水的AO atomic orbital原子轨(道)函数app.apparatus仪器,装置approx approximate(as an adjective),approximately近似的,大概的approxn approximation近似法,概算aq.aqueous水的,含水的arom.aromatic芳族的as.asymmetric不对称的assoc.associate(s)缔合assocd associated缔合的assocn association缔合at.atomic(not atom)原子的atm atmosphere(s),atmospheric  大气压=1.01325×105帕ATP adenosine triphosphatae三磷酸腺苷酶at.wt.atomic weight原子量av.average(except as a verb)平均 B b.(followed by a figure denoting temperature)boils at,boiling at(similarlyb13,at1.3mm,pressure)沸腾(后面的数字表示温度,同样b13表示在13毫米压力下沸腾)bbl barrel桶[液体量度单位=163.5升(英国),=119升(美国)]BCC.body-centred cubic立方体心BeV or GeV billion electronvolts10亿电子伏,吉电子伏,109电子伏BOD biochemical oxygen demand生化需氧量μB Bohr magneton玻尔磁子[物]b.p.boiling point沸点Btu British thermal unit(s)英热单位=1055.06焦Bu butyl(normal)丁基bu.bushel蒲式耳=36.368升(英)=35.238升(美)Bz benzoyl(not benzyl)苯甲酰BzH benzaldehyde苯(甲)醛BzOH benzoic acid苯甲酸 C C concentration浓度Cal.calorie(s)千卡,大卡=4186.8焦cal.卡=4.1868焦calc.calculate计算calcd calculated计算的calcg calculating计算calcn calculation计算CC cubic centimeter(s)立方厘米CD circurlar dichroism圆二色性(物)c.d.current density电流密度cf.参见compare比较cubic feet per minute立方英尺/分钟(1立方英尺=2.831685×10-2米3)chem.chemical(as an adjective)(not chemistry nor chemically)化学的Ci curie居里(放射单位)=3.7×1010贝可clin.clinical(ly)临床的cm centimeter(s)厘米CoA coenzyme A辅酶AC.O.D.chemical oxygen demand化学需氧量coeff.coefficient系数col.colour,coloration颜色com.commercial工业的,商业的,商品的comb.combustion燃烧compb.compound化合物,复合物compn.composition组成,成分conc.concentrate(as a verb)提浓,浓缩concd.concentrated浓的concg.concentrating浓缩(的)concn.concentration浓度cond conductivity导电率,传导性const.constant常数,常量contg containing包含,含有cor corrected校正的,改正的,正确的cp.constant pressure恒压C.P.Chemically pure化学纯的crit.critical临界的cryst.crystalline(not crystallize)结晶crystd crystallized使结晶crystg crystallizing结晶crystn crystallization结晶,结晶化cu.m.cubic meter(s)立方米Cv constant volume恒容 D d density密度(d13 相对于水在4℃时的比重;d2020相对于水在20℃时的比重)D Debye unit德拜单位,电偶极矩单位d.dextrorotatory右旋(不译)dl-外消旋(不译)d.c.direct current直流电decomp.decompose(s)分解decompd decomposed分解的decompg decomposing分解decompn decomposition分解degrdn degradation降解deriv.derivative衍生物,导数(数)det.determine 测定detd determined 测定的detg determining测定detn determination 测定diam.diameter直径dil.dilute稀释,冲淡dild diluted稀释的diltg diluting稀释diln dilution稀释diss.dissolves,dissolved溶解dissoc dissociate(s)离解dissocd.dissociated 离解的dissocn dissociation 离解dist.distil.distillation 蒸馏distd distilled蒸馏的distg distilling 蒸馏distn distillation蒸馏dl分升dm.decimeter(s)分米DMF dimetbylformamide二甲基甲酰胺DNase deoxyribonuclease脱氧核糖核酸酶d.p.degree of polymerization聚合度dpm disintegrations per minute分解量/分钟DTA differential thermal analysis 差热分析 E E.D.effective dose有效剂量EEG electroencephalogram脑电流描记术e.g.for example例如elec electric,electrical(not electrically)电的e.m.f.electromoctive force电动势e.m.u.electromagnetic unit电磁单位en.ethylenediamine(used in formulas only)乙二胺equil equilibrium(s)平衡equiv.equivalent当量,克当量esp.especially 特别,格外est.estimate(as a verb)估计estd estimated估计的estg estimating估计estn estimation估计Et ethyl乙基Et2O ethyl ether乙醚η viscosity粘度eV electron volt(s)电子伏[特]evac.evacuated抽空的evap.evaporate蒸发evapd evaporated 蒸发的evapg evaporating蒸发evapn evaporation蒸发examd examined检验过的,试验过的examg examining检验,试验examn examination检验,试验expt.experiment(as a noun)实验exptl experimental实验的ext.extract提取物,萃,提取extd extracted提取的extg extracting提取extn extraction 提取 F F farad法[拉](电容)fcc face centered cubic面心立方体fermn fermentation发酵f.p.freezing point冰点,凝固点FSH follicle-stimulating hormone促卵泡激素ft.foot,feet 英尺=0.3048米ft-lb foot-pound 英尺磅=0.3048米×0.453592千克 G g.gram(s)克gal gallon加仑=4.546092升(英)=3.78543升(美)geol.geological地质的gr.grain(weight unit)谷(1谷=1/7000磅=0.64799克) H h hour小时H henry亨[利]ha.hectare(s)公顷=6.451600×10-4米2homo-均匀-,单相h hour小时hyd.hydrolysis,hydrolysed水解Hz hertz(cycles/sec)赫[兹],周/秒 I ID infective dose无效剂量in.inch(es)英寸=0.0254米inorg.incrganic无机的insol.insoluble不溶的IR infrared红外线irradn irradiation照射iso-Bu,isobutyl异丁基iso-Pr,isopropyl异丙基IU国际单位 J J joule焦[耳](能量单位) K K kelvin开[尔文],绝对温度Kcal.kilocalorie(s)千卡=418.6焦kg kilogram(s)千克kV kilovolt(s)千伏kV-amp.kilovolt-ampere(s)千伏安kW.kilowatt(s)千瓦kWh kilowatthour 千瓦小时=3.6×106焦 L l.liter(s)升lab.laboratory实验室lb pound(s)磅=0.453592千克LCAO linear combination of atomic orbitals原子轨道的线性组合LD Lethal dose致死剂量LH Luteinizing hormone促黄体发生激素liq.liquid液体,液态Lm lumen流明(光通量单位)LX lux勒[克斯](照度单位) M m.meter(s);also(followed by a figure denoting temperature)米,熔融(注明温度时)M.mega-(106)兆M molar(as applied to concn.)摩尔m.melts at,melting at熔融m molal摩尔的ma milliampere(s)毫安manuf.manufacture制造manufd manufactured制造的manufg.manufacturing制造math.mathematical数学的max maximum(s)最大值,最大的Me methyl(MeOH,methanol)甲基mech.mechanical机械的metab.metabolism新陈代谢m.e.v million electron volts兆电子伏mg milligram(s)毫克mi mile英里=1609.344米min minimun[also minute(s)]最小值,最小的min minute分钟misc miscellaneous其它mixt.mixture混合物ml milliliter(s)毫升mm millimeter(s)毫米nm millimicron(s)纳米MO molecular orbital分子轨道函数mol molecule,molecular分子,分子的mol.wt.molecular weight分子量m.p.melting point熔点mph miles per hour英里(=1609.344米)/小时μ micron(s)微米mV millivolt(s)毫伏N N newton牛[顿](力的单位)N normal(as applied to concn.)当量(浓度)neg.negative(as an adjective)阴性的,负的no number号,数 O obsd observed观察,观测org.organic有机的oxidn oxidation氧化oz.ounce盎司(常衡=28.349523克) P  P.d.potential difference势差,电位差Pet.Et.petroleum ether石油醚Ph.phenyl苯基phys.physical物理的physiol.physiological生理学的p.m.post meridiem午后polymd polymerized聚合polymg polymerizing聚合ploymn polymerization聚合pos.positive(as an adjective)阳性的,正的powd.powdered粉末的,粉状的p.p.b.(ppb)parts per billion亿万分之(几)p.p.m.(ppm)parts per million百万分之(几)ppt.precipitate沉淀,沉淀物pptd.precipitated沉淀出的pptg.precipitating沉淀pptn precipitation沉淀Pr propyl (normal)丙基prac.practically实际上prep.prepare制备press.pressure压力prepd prepared制备的prepg preparing制备prepn preparation制备psi pounds per square inch磅/英寸2[=0.453592千克/(6.45100×10-4米2)]psia pounds per square inch alsolute磅/英寸2(绝对压力)pt pint品脱(=0.5682615升)purifn purification精制py pyridine(used only in formulas)吡啶 Q qt.quality质量qual.qualitative(not qualitatively)定性的quant.quantitative(not quantitatively)定量的γ希文,消旋(不译) R red.reduce,还原red reduction还原,减小ref.reference 参考文献rem roentgen equivalent man人体伦琴当量,雷姆rep roentgen equivalent physical物理伦琴当量repr.reproduction再生产,再生res.resolution分辨,分解,离析resp.respectively分别地rpm revolution per minute每分钟转数RNase ribonuclease核糖核酸酶 S sapon.saponification皂化sapond saponified皂化过的sapong saponifying皂化sat.saturate使饱和satd.saturated饱和的satg saturating饱和的satn.saturation饱和,饱和度sec second(s)秒,仲,第二的sep.separate分离sepd separated分离出的sepg separating分离的sepn separation分离sol.soluble可溶的soln solution溶液soly solubility(solys.for solubilities is not approved)可溶性,溶解度sp.gr.specific gravity比重sp.ht.specific heat比热sp.vol.specific volume比容std. standard  标准suppl. supplement  补篇sym. symmetrical  对称的 T tech. technical  技术的temp. temperature  温度tert. Tertiary  叔(指CH3…C(CH3)2—型烃基)thermodyn. Thermodynamics  热力学titrn titration  滴定 U unsym. unsymmetrical  偏,不对称U. V. ultraviolet  紫外线 V V volt(s)  伏[特]vac.vacuun  真空vapor vaporization  汽化vol.volume (not volatile)  体积vs versus  对 W W.watt(s)  瓦[特]wt.weight  重量wk week  星期contg. containing包含,容纳compn. compositionconcn.concentration 浓缩,浓度,浓缩物evapn.evaporation 蒸发,发散,脱水exts. extraction 摘出术,拔出,取出pharmacol. pharmacological药理学的recrystn.recrystallization 重结晶,再结晶soly solubility 可溶性,溶解度,溶解性

朴实的咖啡
坚定的夕阳
2026-02-01 17:32:14

TFA是Tallow Fatty Acid 的缩写,中文名为不饱和脂肪酸此类产品最普通的用途包括作为生产用的皂化剂、乳化剂、润滑剂、载体和皂化表面活性剂。

动物脂肪酸对皮肤应该无刺激并且根据安全研究应该不会产生皮肤过敏。经对人体反复皮肤接触试验,十六碳烯酸、十八碳烯酸和十八碳二烯酸基本上不会引起皮肤刺激。不会引起皮肤过敏。

扩展资料:

装卸和储存

1、装卸

装卸应根据食品卫生和安全程序。避免接触眼睛、皮肤和衣物。装卸后应彻底清洗。由于空罐中含有产品残渣并可能是危险的,注意所有的警告和预防,甚至是在容器已空以后。远离火源。

2、储存

远离可能接触到的不相容物质。应储存于内衬树脂钢、铝、不锈钢或加强玻璃纤维容器不要靠近可能的火源储存。特殊用途散装货物的装卸和储存程序按照以上所注。

参考资料来源:百度百科-TFA

完美的西牛
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用作医药、农药中间体、生化试剂、有机合成试剂。三氟乙酸用于合成含氟化合物、杀虫剂和染料。是酯化反应和缩合反应的催化剂;羟基和氨基的保护剂,用于糖和多肽的合成。还用作选矿剂。用于有机合成。

三氟乙酸是一种重要的脂肪含氟中间体,由于含有三氟甲基的特殊结构,因此使其性质不同于其他醇类,可以参与多种有机合成反应,尤其用于合成含氟的医药、农药和染料等领域,国内外需求量越来越大,已成为含氟精细化学品的重要的中间体之一。

主要用于新型农药、医药和染料等的生产,在材料、溶剂等领域也有较大的应用开发潜力。三氟乙酸主要用于合成多种含三氟甲基和杂环的除草剂,可以合成多种带有吡啶基、喹啉基的新型除草剂;作为极强的质子酸,它广泛用于芳香族化合物烷基化、酰基化、烯烃聚合等反应的催化剂;作为溶剂,三氟乙酸是氟化、硝化及卤代反应的优良溶剂,特别是其衍生物三氟乙酰基对羟基和氨基的优良保护作用,在氨基酸和多肽化合物合成方面有着非常重要的应用,用于多肽合成中除去氨基酸的叔丁氧羰基(t-boc)保护基;三氟乙酸作为制备离子膜的原料和改性剂,可大幅提高烧碱工业电流效率,延长膜的使用寿命;三氟乙酸还可合成三氟乙醇、三氟乙醛和三氟乙酐。室温下三氟乙酸汞使氟苯起汞化反应(亲电取代),也可将腙转化为重氮化合物。此酸的铅盐可将芳烃转化为酚。

可部分溶解二硫化碳和六碳以上烷烃,是蛋白质和聚酯的优良溶剂。它也是有机反应的优良溶剂,可获得在一般溶剂中难以获得的结果,例如喹啉在一般溶剂中催化氢化时,吡啶环优先氢化,但在三氟乙酸中苯环优先氢化。三氟乙酸在苯胺存在下分解成氟仿和二氧化碳。

在HPLC中的应用:

在反相色谱分离多肽和蛋白质的实验中,使用三氟乙酸 (TFA) 作为离子对试剂是常见的手段。流动相中的三氟乙酸通过与疏水键合相和残留的极性表面以多种模式相互作用,来改善峰形、克服峰展宽和拖尾问题。三氟乙酸与多肽上的正电荷及极性基团相结合以减少极性保留,并把多肽带回到疏水的反相表面。以同样的方式,三氟乙酸屏蔽了固定相上残留的极性表面。三氟乙酸的行为可以理解为它滞留在反相固定相的表面,同时与多肽及柱床作用。

三氟乙酸优于其他离子修饰剂的原因是它容易挥发,可以方便地从制备样品中除去。另一方面,三氟乙酸的紫外最大吸收峰低于200nm ,对多肽在低波长处的检测干扰很小。

改变三氟乙酸的浓度,可以细微地调整多肽在反相色谱上的选择性。这一影响对于优化分离条件、增大复杂色谱分析(如多肽的指纹图谱)的信息量是非常有益的。

三氟乙酸添加在流动相中的浓度一般为 0.1% ,在这个浓度下,大部分的反相色谱柱都可以产生良好的峰形,当三氟乙酸浓度大大低于这个水平时,峰的展宽和拖尾就变得十分明显。

三氟乙酸在分离蛋白等大分子的时候效果很好,在实际使用中,大家对于三氟乙酸的浓度都很难控制好,因为它是挥发性的物质,如果配置时间长了,就会挥发一些,改变了浓度。配制好以后一定要封闭好,防止挥发。

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5.1 引言

溶剂的类别:

a. 质子性溶剂,或氢键供体类溶剂(路易斯酸),例如,水、乙醇、乙酸和氨;

b. 氢键受体类溶剂(路易斯碱),例如,水、三乙胺、乙酸乙酯、丙酮和DMF;

c. 极性非质子溶剂,或称为“非羟基溶剂”,例如,DMSO、DMF和二甲基乙酰胺DMAc;

d. 氯代烷烃类溶剂,例如,二氯甲烷、氯仿和四氯化碳;

e. 氟碳类溶剂,例如,六氟异丙醇;

f. 烃类溶剂,例如,己烷、异辛烷和甲苯;

g. 离子液体;

h. 超临界气体,例如,超临界二氧化碳。

溶质被溶剂所包围的过程叫做溶剂化,水的溶剂化则被称为水合。溶剂化值指的是包围一个离子的溶剂分子数。一般来说,溶剂化程度随着电荷数的增加和离子半径的减小而增大。一个物种的反应活性随着溶剂化程度减小而提高,因为溶剂化的分子屏蔽了反应物,分散了电荷。某分子的其中一个部位可能更易于被另一种溶剂所溶剂化。比如,偶极性的非质子溶剂,例如DMSO,溶剂化阳离子,从而使另一部分的阴离子更容易反应。冠醚,常用作相转移催化剂(PTC),也类似地和阳离子形成配合物而使阴离子部位更具有活性。在溶剂混合物中两种溶剂可溶剂化分子的不同部分,使得组成混合溶剂后溶解性能比各自任何一种单一溶剂好。有个明显的例子,氢氧化钠的溶剂化程度的降低是如何影响其反应活性的:固体氢氧化钠(三分子水合物)的碱性比15%氢氧化钠(11分子水合物)碱性增强50000倍。(PTC据说能产生“裸露的阴离子”,但是少量的水是必须的,特别是对于固-液相转移反应。在研发相转移催化过程中,水分的含量是一个关键的参数。)溶剂化是选择溶剂要考虑的众多重要因素之一。

谨慎选择溶剂的重要性:

a. 给设备和操作人员提供安全、无害的大规模生产条件;

b. 溶剂的理化性质,如极性、沸点、水混溶性,影响反应的速率、两相的分离、结晶的效果及通过共沸或干燥固体除去挥发性组分;

c. 其他理化性质,如混合物的黏度影响传质和传热、副产物的形成和物理运输;

d. 回收和套用溶剂的难易程度,极大地影响产品成本(CoG)。

最好的溶剂应该能使产物从反应中直接结晶析出来。

为快速工艺放大选择溶剂的最关键原则是均相反应通常比非均相反应快得多,也容易放大。如果必须是非均相的条件,必须选择溶剂和反应条件使反应混合物是液态而易混匀的。(对于传统的氢化反应,由于是液-固-气分散体系,有效的搅拌是相当重要的。)许多情况下,产物的分离能驱动反应持续进行。最好是能结晶而不是形成沉淀或油状物,这种情况下会卷入原料。

对于有些反应过程,非均相的条件是有利的。非均相的条件可以加速反应或者减少产物在反应条件下的降解。

相转移催化剂通常用在两种不混溶的溶剂中,反应发生在有机相或界面。有时固-液相转移催化反应也用到碱类,诸如碳酸钾悬浮在反应体系中。

在某些已开发的非均相的反应中原料会随着反应的进行而溶解。某些反应全程都是悬浊液。选择对组分有一定溶解性的溶剂可提高反应效率,如往水相中的反应添加乙醇或者DMSO。某些反应,非均相的条件也可能增加副反应。

酰胺的大规模制备通常用到Schotten-Baumann反应,具体来说,将胺与酰氯或酸酐缩合,再用碱溶液中和生成的酸。如果不加碱,等摩尔量的胺和酰氯反应的理论收率只有50%。如果不加有机溶剂,产物酰胺会析出来并且夹杂原料,所以一般都用有机溶剂。用与水不混溶的有机溶剂可以减少易水解的试剂和产物的降解。

【二氯甲烷中制备酰氯,需要更加仔细的操作(Vilsmeier试剂能溶于二氯甲烷,但反应放热厉害,且产物容易消旋)。DMF不适合制备酰氯,DMF和氯化试剂能形成二甲氨基甲酰氯(DMCC),在μg/mg水平就有动物致癌性】

在pH 8以上进行Schotten-Baumann偶联反应,酰氯容易水解,并可见吖内酯的形成及消旋;而pH<7时,由于胺被质子化了,偶联反应进行得很慢。反应最好的条件是用缓冲剂调pH到8,加酰氯的同时滴加1 M氢氧化钠以维持pH在7~8之间。

一些学术研究使用的溶剂在工业生产中也许并不受欢迎。

具有较低闪点(在该温度下,蒸气能够被引燃)的溶剂会因安全问题而避免使用。易燃溶剂及溶在这些溶剂里面的试剂,如甲基锂的乙醚溶液,会被限制在地面运输。

极性是溶剂的一个关键参数。介电常数能衡量溶剂传导电荷的能力。Gutmann供体数从本质上衡量溶剂分子的路易斯碱的碱性。Hansen溶解度参数考虑了范德华力、偶极作用和氢键,Hildebrand参数则发展了它。Reichardt的π-π*吸收位置漂移的溶剂化显色。

强极性溶剂能稳定极性染料基态的能量,导致更大的π-π*越前。在溶剂中的染料颜色能指示溶解它的单一溶剂或混合溶剂的极性。

选择溶剂的时候,溶剂的沸点很重要。高沸点的溶剂,例如二甲苯,因为将溶剂残留去除到可接受的水平存在潜在的困难,所以很少选择它来分离原料药。高沸点、水溶性溶剂更容易通过萃取除去。

产物富集萃取时,乙酸乙酯被认为是一种比乙酸异丙酯更具反应活性的溶剂。实验室存在的乙酸乙酯含有过氧化物,可以氧化亚砜、胺类和酮类,后者可以得到Beayer-Villiger氧化产物【酮在过氧化物(如过氧化氢、过氧化羧酸等)氧化下得到相应的酯的化学反应。醛可以进行同样的反应,氧化的产物是相应的羧酸】;氧化剂最有可能是过氧乙酸,由乙酸乙酯水解得到的乙醇和空气生成。

乙酸异丙酯比乙酸乙酯更稳定,可与氢氧化钠水溶液共同作用将盐酸盐游离出来。当用乙酸乙酯和2M氢氧化钠处理时,使用碳酸氢钠水溶液就不会发生上述情况。制备硫酸盐时,要将乙酸乙酯改成乙酸异丙酯,因为后者在酸性条件下更难水解。用乙酸乙酯萃取伯胺,形成了一种乙酰胺,产物能萃取到二氯甲烷中。(后面一种情况,反应产物是一种甲氧基乙酰胺,在Sukuzi偶联的碱性条件下,甲氧基乙酰胺会发生部分水解。通过重结晶除去乙酰胺杂质很难。)氨、正丁胺和乙酸乙酯发生乙酰化的速度快于乙酸异丙酯,而萃取时水的存在能加速胺类的乙酰化。一般来说,用乙酸异丙酯萃取比用乙酸乙酯得到的杂质少。

NMP被认为环境友好,但因生殖毒性被重新划入二类溶剂。

2-甲基四氢呋喃在有机金属反应中很有用。购买的2-甲基四氢呋喃含有高达400 μg/mL的BHT作为稳定剂添加的,另外一种则不含添加剂;2-甲基四氢呋喃暴露在空气中生成过氧化合物的速度比四氢呋喃稍快。2-甲基四氢呋喃和HCl反应比四氢呋喃慢。3M的甲基锂溶液,溶剂可以是2-甲基四氢呋喃,也可以是二乙氧基甲烷(DEM)。

甲基乙基酮(MEK)会形成活性过氧化物,引发聚合和其他反应。在氧气存在下,MEK可用于氧化Co(II)到Co(III),是一种很有用的氧化剂。尽管MEK有合适的沸点,能与水形成共沸,也要考虑到它生成过氧化物的能力。

甲基异丁基酮(MIBK)对底层大气中臭氧的形成来说是一种高容量的溶剂,被认为生成大气臭氧的能力比乙酸异丙酯强,因此要避免使用MIBK。

5.2 使用共沸物时选择的溶剂

共沸物是恒定沸点的混合物,有着固定的摩尔组成。共沸物由两种、三种或者更多组分组成,可以是均相或非均相的。重要的共沸物是沸点降低的共沸物,即混合物的沸点比任意组分的沸点都要低。(熟悉的共沸物中,浓盐酸是个例外,形成沸点升高的共沸物。)所有非均相的共沸物的沸点都降低。不同的液体如果沸点接近就可以形成共沸物。许多有机溶剂可以与水形成共沸物,可利用这一性质除水。

共沸物的主要价值在于能有效去除反应混合物中易挥发的组分。共沸除去易挥发组分可以促进反应进行。共沸物有益于分离后处理。六甲基二硅烷(酸催化脱三甲基硅烷保护基的副产物)能和醚类、醇类、乙腈及三甲基硅醇形成共沸物。即使共沸物不能完全除去杂质组分,也能降低沸点。共沸物如果能够回收套用,也是较为经济的溶剂。

当一对共沸物的组成接近1:1时,从其中一种溶剂中分离出另一种溶剂更容易。

通常减压蒸馏时会进一步减少馏出物中较少组分的比例,如乙酸乙酯-水共沸物减压蒸馏过程,这也被称为“破坏型共沸物”。在异丙醇-水共沸物中,没有发现该现象。

5.3 选择溶剂以增加反应速率,减少杂质生成

一般来说,增加溶剂极性的效果取决于原料或中间体中是否有高浓度电荷(电荷/体积)。(有时描述为电荷局部定域较大,而电荷局部定域较小有时称为电荷分散。)极性溶剂优先溶解离子或电荷浓度高的中间体。如果中间体中电荷浓度比原料高,极性溶剂能够稳定中间体和促进其生成,因而加快反应速率。如果中间体的电荷比原料的电荷分散,极性溶剂会稳定原料,降低反应速率。自由基诱导的反应受溶剂极性的影响很小。定量的电荷局部定域/离域模型没有考虑溶剂的其他影响,例如氢键、螯合作用、温度以及反应的浓度。有时,改变溶剂也可改变反应机理。

5.4 溶剂中的杂质和反应溶剂

分子筛是最普遍有效的除水处理方法。规模化生产中,溶剂和设备一般是共沸除水,或填充过量的吸水试剂。

过氧化物可在实验室和放大常见的溶剂中生成,如异丙醇和乙酸乙酯。溶剂暴露在空气和光线中会产生氢过氧化物和其他过氧化物。一般来说,含有氢原子的化合物在自由基反应中易生成过氧化合物,例如叔碳、苄基型碳、烯丙基型碳、醚氧的α-碳、醛和醇。生成过氧化物后,问题就来了。例如过氧化异丙醚会在溶剂瓶口附近析出,或浓缩溶剂时过氧化物会富集。

检查溶剂中过氧化合物的简便检测方法:用水润湿过氧化检测试纸,然后滴一滴溶剂。碘量法滴定是一种定量的方法。BHT(大约250 μg/mL)通常添加到市售的四氢呋喃和2-甲基四氢呋喃中作为安全措施。放大时,浓缩四氢呋喃和2-甲基四氢呋喃会添加BHT作为安全措施。蒸出溶剂时,可能会使作为稳定剂的BHT富集,干扰HPLC和其他分析。BHT经氧化可生成黄色的二聚物。

过氧化物除了可能引发安全问题,还能影响反应进程。

放大时还要注意静电的蓄积,带电荷的烃类溶剂通常是很麻烦的。非金属添加剂,例如Statsafe,已经被开发用来减少溶剂的导电性,减少静电释放的风险。一般来说,烃类静电释放的风险比较大,例如庚烷。使用多聚物和胺类的混合物作为添加剂的溶剂生产原料药,添加剂可能会被认为是原料药中的杂质。当加入少量极性溶剂时,例如异丙醇,能减少静电释放的风险。

二氯甲烷的反应活性通常会被忽略。桥头胺类,例如士的宁、奎宁及三乙烯二胺,尤其易与二氯甲烷发生反应,其次是甲基叔胺和仲胺。脯氨酸和二氯甲烷可以制备缩醛胺。由于氯的第二次取代比第一次快得多,吡啶很快形成缩醛胺。类似地,吡啶和二氯甲烷反应形成二吡啶盐,第二次取代比第一次快得多。4-二甲氨基吡啶(DMAP)反应速度是吡啶的7倍。1-羟基苯并三唑(HOBt)是多肽偶联时常用的一种催化剂,能和二氯甲烷反应。硫醇和二氯甲烷反应的活性在相转移催化反应中被忽略。格氏试剂在无水氯化铁和其他离子盐的存在下,能与二氯甲烷发生反应。镍-甜菜碱复合物和二氯甲烷发生二次反应生成手性4-氨基谷氨酸。二氯甲烷甚至能与奥氮平、氯氮平和氧氟沙星反应,他们都有一个N-甲基哌嗪基团。也许二氯甲烷是许多化合物中都包含对称亚甲基二胺的源头。应该充分考虑二氯甲烷与亲核试剂的反应活性。低沸点的二氯甲烷易挥发,不易储存,在使用过程中难以达到挥发性有机化合物排放标准,使其在生产中没有吸引力。

不要长时间储存胺类的二氯甲烷萃取液。亲核性的胺,尤其是奎宁,易和二氯甲烷反应。

四氢呋喃在酸性条件下会反应,生成开环和多聚的副产物。实验室中用甲磺酸代替硫酸就不会生成该副产物,但20 kg规模时,发现有开环副产物。在这个条件下,二甲氧基乙烷优于四氢呋喃。四氢呋喃能和酰氯、酰溴反应。四氢呋喃和2-甲基四氢呋喃在酸性水溶液下水解速率很慢,可作萃取相。四氢呋喃和二甲氧基乙烷在氯气存在下会聚合放热。反应中使用2 M硼烷-四氢呋喃复合物发生过工业事故。10~50 ℃下,溶于四氢呋喃的硼烷-四氢呋喃复合物产生氢气和硼酸三丁酯,50℃以上降解生成乙硼烷。该试剂推荐在0~5 ℃下储存,在低于35 ℃下反应。

DMF可被酸或碱催化,歧化生成一氧化碳和二甲胺。N-甲基吡咯烷酮和NaH在热力学上是不稳定的。二乙氧基甲烷(DEM)在pH 2时会水解,推荐的反应条件中pH不应低于4.甲基叔丁基醚(MTBE)可在酸催化下加入叔丁醇和异丙烯生成,看起来在酸性条件下足够稳定,可以用于后处理萃取,但40 ℃下能和浓盐酸反应,更高温度下能和硫酸反应。MTBE与亚硫酰胺和溴反应放热。回流MTBE-乙醇制备某乙酯的甲磺酸盐时,叔丁酯从MTBE和乙酯的反应中沉淀出来。若之前的萃取液残留MTBE,酯类的氨甲基化就很慢;副产物是异戊烯胺,由MTBE分解产物产生。硫酸介导的腈水合时,产物常常磺化。加入甲苯利于搅拌,则伯酰胺产率高;该反应条件下部分甲苯会磺化,表现为一种代替牺牲的溶剂。在仲胺存在下,使用甲基异丁基酮(MIBK)保护伯胺。

在无水的酸性条件下使用四氢呋喃时,要考虑开环形成的副产物,生产胺盐最好用其他溶剂。

5.5 水作为溶剂

水中氢甲酰化(加氧合成过程):产物从水相中分离,只需将反应器再充满气体原料。溶于磺酸盐配体的铑催化剂被束缚在水相中,损失的那部分催化剂只有十亿分之一的范围。两相工艺使金属试剂在水相中溶解度很高。基于联苯二酚和邻二氮杂菲的磺化配体也被用于水相偶联反应。

水加速反应

在水面上的Diels-Alder反应及芳香Claisen重排相对于无溶剂反应稍有加速,比使用其他溶剂时快。加速的原因可能是因为氢键,增加了极性、疏水作用和其他性质。非均相条件下,反应自始至终是悬浊液,放大时需要额外小心。预期困难时原料、产物和杂质混在一起,如果放大转化需要加大搅拌,那么得到的是小颗粒,使得过滤和分离更加困难。水作溶剂的条件下,Click反应,水中非酸性条件下生成四氮唑。水可加速Baylis-Hillman反应,加倍4,6-二烯酮的消除。加入少量乙醇或者DMSO可加速水中的反应,这可能是由于它们起到了与表面活性剂类似的作用。

往水中加入各种表面活性剂,可形成微乳液或胶束以促进反应。羟醛反应的表面活性剂,三甲基硅基可作为保护基防止水解。水中的Sukuzi偶联用到聚乙二醇:聚乙二醇可作为表面活性剂或相转移催化剂溶解金属活性组分。表面活性剂可应用于温和的烯烃复分解反应、Sonogashira反应、Heck反应、Suzuki反应、Negishi反应以及胺化反应。

该物质一般认为是安全的(GRAS),无毒,无需处理原料药中残留的相转移催化剂。水中用相转移催化剂催化反应后,产物可萃取到有机相,含相转移催化剂的水相可在下次反应时套用。

水最佳的应用之一是催化极性物质的反应而无需保护基。酶通常能耐受分子中的各种官能团,许多酶能发挥最好活性的前提是介质中至少部分含有水。

水既不是万能的,也不是完美的理想溶剂,即使不需要后处理且廉价。负责任地处理水蒸气和回收套用的费用很大。这些后处理包括反萃挥发性溶剂、活性炭吸附及生物除污,然后再排向城市用水处理装置。此外,如果同时使用有机溶剂后处理,会丧失水中操作的优势。

5.6 溶剂的替代

被认为是廉价“绿色”溶剂

2-甲基四氢呋喃:有机金属试剂的反应、萃取及相转移催化反应

二乙氧基甲烷(DEM)

1,3-丙二醇

1,2-丙二醇:可代替2-甲氧基乙醇,食品级的已用于原料药到药物成品。

甘油:氮杂-Michael反应,作为转移氢化的溶剂和试剂,也可作为还原羰基的溶剂。

当亲脂性的产物单独形成一相时,甘油和丙二醇则显示出其优点。

当反应需要高沸点溶剂时,从产物中分离溶剂就变成一个问题。DW-therm是沸点240℃的三乙氧基硅烷的混合物,用于热环化,该溶剂可蒸馏回收;其他高沸点溶剂(DMSO、1,3,5-三异丙基苯、矿物油及四甲基亚乙基砜)效果不能满意。高沸点、水溶性溶剂便于萃取到水中除去。丙二醇被认为是合理的溶剂,ICH没有对它设置限制。聚乙二醇低毒,可作为轻度泻药,环氧乙烷的小分子衍生物,例如1,4-二氧六环,已知是有毒的。乙二醇和它的代谢产物羟基乙酸和草酸对中枢神经系统、心脏及肾脏有毒性。

二甘醇和丙二醇物理性质相似,二甘醇毒性更大。甲氧基乙醇(或称乙二醇单甲基醚)被禁止或限制使用。[甲氧基乙酸是甲氧基乙醇毒性最大的代谢物。最广泛用来代替甲氧基乙醇的溶剂是1-甲氧基-2-丙醇(PGME)及1-丁氧基-2-乙醇(EGBE)。]

EPA要求生产、进口货使用14种聚乙烯醚类用于“重要的新应用”必须提前90天通知EPA。聚乙烯醚类的清单包括乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲基醚、三甘醇二甲醚及四乙醇二甲醚(都是二甲基醚),避免使用乙二醇衍生物作为溶剂生产原料药的倒数第二步中间体是明智的。

安全性:二乙二醇二甲醚加热时能和金属钠或金属铝剧烈反应。NaOH介导的二甘醇在200℃下降解酿成过工业事故,估计1,2-二醇的脱水是放热的。源于乙二醇和丙三醇溶剂中的高温反应,应该在反应前先做个实验室危害评估。

碳氟化合物在水中和常规有机溶剂中溶解性都不好,这一性质使其在分离和合成中得到应用。氟化的反向硅胶色谱可以用来纯化氟化原料药。全氟类烃类价格高于传统溶剂,氟化溶剂在合成领域尚未大规模应用。三氟甲苯可以用来替代二氯甲烷,它会和强还原剂发生反应,很少应用于大规模反应。

离子液体因为其沸点较高,能够很好地减少挥发造成的损失,被认为是一种“绿色”溶剂。在合成原料药的最终步骤前好几步的地方使用这些化合物,或许可以避免毒理方面的担忧。

超临界二氧化碳(scCO2)溶解性与正己烷相似。氢气在scCO2中的溶解性要比在传统溶剂中好很多,此外还证实了用于多相催化剂催化的连续非对称氢化的可能性。原料药中痕量的钌可以用scCO2除去,残留的钌会被吸附在反应釜的壁上。scCO2色谱无论是用在分析分离还是制备分离中,都是非常快速和有效的。将晶体暴露在二氧化碳中,会导致晶型转变。限制scCO2应用的主要原因是用于控制压缩和释放二氧化碳的设备的耗费。

5.7  无溶剂反应

在无溶剂反应中,稍过量的液体反应物作溶剂,而产物往往是非晶态的。由于反应过程中不加溶剂,反应的总量很大,这种反应在淬灭的时候,容易产生高温。通过无溶剂反应来优化设计反应时非常有效的,特别是试图提升反应速率,而其他方法效果都不好时。

5.8  总结与展望

溶剂的选择需要综合考虑各种因素,而首要的一点是保证安全。在实验条件下,各组分的理化性质可能比溶剂的极性对反应的影响驱动力更大。当一个溶剂可以与一个比较难以除去的杂质共沸时,可用此溶剂除去这种难除的杂质。一般情况下,需要经过很多筛选实验才能决定哪个溶剂才是某种生产过程中最理想的溶剂。

土豪的仙人掌
有魅力的鸵鸟
2026-02-01 17:32:14

在气相下研究一系列醇的酸性次序,其排列情况如下:

(CH3)3CCH2OH >(CH3)3COH >(CH3)2CHOH >C2H5OH >CH3OH >H2O

这说明烷基是吸电子基团。醇在气态时,分子处于隔离状态。因此烷基吸电子反映了分子内在的本质。 在液相中测定的醇的酸性次序与电子效应方面正好相反:

CH3OH >RCH2OH >R2CHOH >R3COH

这是因为在液相中有溶剂化作用,R3CO-由于R3C体积增大,溶剂化作用小,负电荷不易被分散,稳定性差,因此R3COH中的质子不易解离,酸性小。而RCH2O-体积小,溶剂化作用大。因此RCH2OH中的质子易于解离,酸性大。一般pKa值是在液相测定的,很多反应也是在液相中进行的。因此根据液相中各类醇的酸性的大小顺序,认为烷基是给电子的。

各类醇的共轭酸在水中酸性的强弱,也由它们的共轭酸在水中的稳定性来决定,共轭酸的空间位阻小,与水形成氢键而溶剂化的程度愈大,酸性就愈低。如空间位阻大,溶剂化作用小,质子易离去,酸性强。 由于醇羟基中的氢具有一定的活性,因此醇可以和金属钠反应,氢氧键断裂,形成醇钠(CH3CH2ONa)和放出氢气。

由于在液相中,水的酸性比醇强,所以醇与金属钠的反应没有水和金属钠的反应强烈。若将醇钠放入水中,醇钠会全部水解,生成醇和氢氧化钠。虽然如此,在工业上制甲醇钠或乙醇钠还是用醇与氢氧化钠反应,然后设法把水除去,使平衡有利于醇钠一方。常用的方法是利用形成共沸混合物将水带走转移平衡。所沸共合物是指几种沸点不同而又完全互溶的液体混合物,由于分子间的作用力,它们在蒸馏过程中因气相和液相组成相同而不能分开,得到具最低沸点(比所有组分沸点都低)或最高沸点(比所有组分沸点都高)的馏出物。这些馏出物的组成与溶液的组成相同,直到蒸完沸点一直恒定,如乙醇一苯一水组成三元共沸混合物,其沸点为64.9℃(乙醇18. 5%,苯74%,水7.5%),苯一乙醇组成二元共沸混合物,其沸点为68.3℃(乙醇32.4%,苯67. 6%)。由于乙醇一水形成共沸混合物,其沸点为78℃(乙醇95. 57%,水4. 43%),所以乙醇中含有少量的水不能通过蒸馏方法除去,可计算加入比形成乙醇苯一水三元共沸混合物稍过量的苯,先将水除去,然后过量苯与乙醇形成二元共沸混合物除去,剩下为无水乙醇。醇钠的醇溶液,可通过上述去水方法得到。醇钠及其类似物在有机合成中是一类重要的试剂,并常作为碱使用。 醇与含氧无机酸反应失去一分子水,生成无机酸酯。

醇与硝酸的反应过程如下:醇分子作为亲核试剂进攻酸或其衍生物的带正电荷部分,氮氧双键打开,而后醇分子的氢氧键断裂,硝酸部分失去一分子水重新形成氮氧双键。

该类反应主要用于无机酸一级醇酯的制备。无机酸三级醇酯的制备不宜用此法,因为三级醇与无机酸反应时易发生消除反应。

醇与含氧无机酸的酰氯和酸酐反应,也能生成无机酸酯。

含氧无机酸酯有许多用途。乙二醇二硝酸酯和甘油三硝酸酯(俗称硝化甘油)都是烈性炸药。硝化甘油还能用于血管舒张、治疗心绞痛和胆绞痛。科学家发现:硝化甘油能治疗心脏病的原因是它能释放出信使分子“NO”,并阐明了“NO”在生命活动中的作用机理。为此,他们荣获了1998年诺贝尔生理学和医学奖。

生命体的核苷酸中有磷酸酯,例如甘油磷酸酯与钙离子的反应可用来控制体内钙离子的浓度,如果这个反应失调,会导致佝偻病。 醇中,碳氧键是极性共价键,由于氧的电负性大于碳,所以其共用电子对偏向于氧,当亲核试剂进攻正性碳时,碳氧键异裂,羟基被亲核试剂取代。其中最重要的一个亲核取代反应是羟基被卤原子取代。常采用的方法如下:

1.与氢卤酸的反应

(1)一般情况

氢卤酸与醇反应生成卤代烷,反应中醇羟基被卤原子取代。

ROH+HX——>RX+H20

醇羟基不是一个好的离去基团,需要酸的帮助,使羟基质子化后以水的形式离去。各种醇的反应性为3°>2°>1°,三级醇易反应,只需浓盐酸在室温振荡即可反应,氢溴酸在低温也能与三级醇进行反应。如用氯化氢、溴化氢气体在0℃通过三级醇,反应在几分钟内就可完成,这是制三级卤代烷的常用方法。

在氢卤酸中,氢碘酸酸性最强,氢溴酸其次,浓盐酸相对最弱,而卤离子的亲核能力又是I->Br->Cl-,故氢卤酸的反应性为HI>HBr>HCl。若用一级醇分别与这三种氢卤酸反应,氢碘酸可直接反应,氢溴酸需用硫酸来增强酸性,而浓盐酸需与无水氯化锌混合使用,才能发生反应。氯化锌是强的路易斯酸,在反应中的作用与质子酸类似。

【用Lucas试剂鉴别一级醇、二级醇、三级醇】

浓盐酸和无水氯化锌的混合物称为Lucas试剂。可用来鉴别六碳和六碳以下的一级、二级、三级醇别加入盛有Lucas试剂的试管中,经振荡后可发现,三级醇立刻反应,生成油状氯代烷,它不溶于酸中,溶液呈混浊后分两层,反应放热;二级醇2~5min反应,放热小明显,溶液分两层;一级醇经室温放置1h仍无反应,必须加热才能反应。

在使用Lucas试剂时须注意,有些一级醇如烯丙型醇(allylicalcohol)及苯甲型醇(benzylicalcohol),也可以很快地发生反应,这是因为p-π共轭,很容易形成碳正离子进行SN1反应。

各类醇与Lucas试剂的反应速率为

烯丙型醇,苯甲型醇,三级醇>;二级醇>;一级醇

氢卤酸与大多数一级醇按SN2机理进行反应。

氢卤酸与大多数二级、三级醇和空阻特别大的一级酵按SN1机理进行反应。

如果按SN机理反应,就有重排产物产生,如2-戊醇与氢溴酸反应有86%2-溴戊烷与14%3-溴戊烷;异丁醇在氢溴酸与硫酸中加热反应,有80%异丁基溴与20%三级丁基溴,新戊醇由于β位位阻太大,得到的是重排产物2-甲基-2-溴丁烷。三级醇与氢卤酸的反应一般不会发生重排,但三级醇易发生消除反应,所以取代反应需在低温时进行。

2.与卤化磷反应

醇与卤化磷反应生成卤代烷。

醇羟基是一个不好的离去基团,与三溴化磷作用形成CH3CH2OPBr2,Br进攻烷基的碳原子,-OPBr2作为离去基团离去。- OPBr2中还有两个溴原子,可继续与醇发生反应。

碘代烷可由三碘化磷与醇制备,但通常三碘化磷是用红磷与碘代替,将醇、红磷和碘放在一起加热,先生成三碘化磷,再与醇进行反应。

氯代烷常用五氯化磷与醇反应制备。

上述方法中,最常用的是三溴化磷与一级醇、β位有支链的一级醇、二级醇生成相应溴代烷,在用二级醇及有些易发生重排反应的一级醇时温度须低于0℃,以避免重排。红磷与碘常用于一级醇制相应碘代烷。

3.与亚硫酰氯反应

若用亚硫酰氯和醇反应,可直接得到氯代烷,同时生成二氧化硫和氯化氢两种气体,在反应过程中这些气体都离开了反应体系,这有利于反应向生成产物的方向进行,该反应不仅速率快,反应条件温和,产率高,而且不生成其它副产物。一般用过量的亚硫酰氯并保持微沸,是一个很好的制氧代烷的方法。

4.经醇与磺酰氯反应为中间阶段来制备卤代烃

醇羟基必须在质子酸或路易斯酸催化下才可进行取代反应,而苯磺酸酯中酸根部分是很好的离去基团,因此这类酯比醇容易进行亲核取代反应。

这样将一级或二级醇通过与苯磺酰氯反应形成磺酸酯,再转为卤代烷,纯度很好。磺酰氯可以由相应的磺酸与五氯化磷反应来制备。 一级醇及二级醇与醇羟基相连的碳原子上有氢,可以被氧化成醛、酮或酸;三级醇与醇羟基相连的碳原子上没有氢,不易被氧化,如在酸性条件下,易脱水成烯,然后碳碳键氧化断裂,形成小分子化合物。

1.用高锰酸钾或二氧化锰氧化

醇不为冷、稀、中性的高锰酸钾的水溶液所氧化,一级醇、二级醇在比较强烈的条件下(如加热)可被氧化。一级醇生成羧酸钾盐,溶于水,并有二氧化锰沉淀析出,中和后可得羧酸。

二级醇可氧化为酮。但由于二级醇用高锰酸钾氧化为酮时,易进一步氧化使碳碳键断裂,故很少用于合成酮。

三级醇在中性、碱性条件下不易为高锰酸钾氧化,在酸性条件下,则能脱水成烯,再发生碳碳键断裂,生成小分子化合物。

高锰酸钾与硫酸锰在碱性条件下可制得二氧化锰,新制的二氧化锰可将β碳上为不饱和键的一级醇、二级醇氧化为相应的醛和酮,不饱和键可不受影响。

2.用铬酸氧化

铬酸可作为氧化剂的形式有:Na2Cr2O7与40%~50%硫酸混合液、CrO3的冰醋酸溶液、CrO3与吡啶的络合物等。

一级醇常用NaCr2O7与40%~50%硫酸混合液氧化,先得醛,醛进一步氧化为酸。如控制合适的氧化条件,在氧化成醛后立即将其从反应体系中蒸出,可避免醛进一步被氧化为酸,反应需在低于醇的沸点,高于醛的沸点温度下进行将丙醇滴加到温度为~75℃的NaCr2O7,H2SO4,H2O的溶液中,一旦生成丙醛,就被蒸馏出来。这种反应产率不高,因为总有一部分醛氧化为酸。醛的沸点低于100℃才能用此法,因此它的用途是非常有限的。

二级醇常用上述几种铬酸氧化剂氧化,酮在此条件下比较稳定。因此是比较有用的方法。

用铬酐(CrO3)与吡啶反应形成的铬酐一双吡啶络合物是吸潮性红色结晶,称Sarrett(沙瑞特)试剂,可使一级醇氧化为醛,二级醇氧化为酮,产率很高,因为吡啶是碱性的,对在酸中不稳定的醇是一种很好的氧化剂,反应一般在二氯甲烷中于25℃左右进行。分子中如有双键、三键,氧化时不受影响。

二级醇还可以被Jones(琼斯)试剂氧化成相应的酮,若反应物是不饱和的二级醇,用Jones试剂氧化时生成相应的酮而双键不受影响,该试剂是把铬酐溶于稀硫酸中,然后滴加到要被氧化的醇的丙酮溶液中,反应在15~20℃进行,可得较高产率的酮。

如用过量铬酸并反应条件强烈,双键也被氧化成酮或酸。

【用铬酐的硫酸水溶液鉴别一级醇、二级醇】

一级醇、二级醇可使清澈的铬酐的硫酸水溶液由橙色变为不透明的蓝绿色。三级醇无此反应。烯烃、炔烃也无此反应。上述反应的原因是一级醇与二级醇起了氧化作用。

3.用硝酸氧化

一级醇能在稀硝酸中氧化为酸。二级醇、三级醇需在较浓的硝酸中氧化,同时碳碳键断裂,成为小分子的酸。环醇氧化,碳碳键断裂成为二元酸。

4.Oppenauer氧化法

另一种有选择性的氧化醇的方法叫做Oppenauer(欧芬脑尔)氧化法(oxidation methods),即在碱如三级丁醇铝或异丙醇铝的存在下,二级醇和丙酮(或甲乙酮、环己酮)一起反应(有时需加入苯或甲苯做溶剂),醇把两个氢原子转移给丙酮,醇变成酮,丙酮被还原成异丙醇。该反应的特点是,只在醇和酮之间发生氢原子的转移,而不涉及分子的其它部分。所以在分子中含有碳碳双键或其它对酸不稳定的基团时,利用此法较为适宜。因此该法也是由一个不饱和二级醇制备不饱和酮的有效方法。  5.用Pfitzner—Moffatt试剂氧化

一级醇在Pfitzner(费兹纳)- Moffatt(莫发特)试剂的作用下,可以得到产率非常高的醛。这个试剂是由二甲亚砜和二环己基碳二亚胺组成。二环己基碳二亚胺英文名叫dicyclohexylcarbodiimide,简称为DCC,是二取代脲的失水产物。这是一个非常重要的失水剂(dehydrating agent)。如对硝基苯甲醇在磷酸和这个试剂的作用下,得到92%产率的对硝基苯甲醛。

在这个反应中,环己基碳二亚胺接受一分子水,变为脲的衍生物,而二甲亚砜变为二甲硫醚。这个氧化剂也可用于氧化二级醇。

在进行氧化反应时必须注意:许多有机物与强氧化剂接触会发生强烈的爆炸,冈此在使用高锰酸钾、高氯酸以及类似氧化剂时,一定要在溶剂中进行反应,因为溶剂可使放出的大量热消散,减缓反应速率。 一级醇、二级醇可以在脱氢试剂(dehydrogenating agent)的作用下,失去氢形成羰基化合物,醇的脱氢一般用于工业生产,常用铜或铜铬氧化物等作脱氢剂,在300℃下使醇蒸气通过催化剂即可生成醛或酮。此外Pd等也可作脱氢试剂。

3.4醇、酚和醚的卤素置换反应

3.4.1醇的卤素置换反应

醇的卤素置换反应是获得卤化物的重要方法,常用的卤化剂是氢卤酸和亚硫酰卤、磷酰卤及卤化磷等。实际上,不论是哪种方法,不外乎是先将羟基变成更好的离去基团,然后用卤素进行亲核取代。

(1)氢卤酸(卤化氢)作卤化剂

醇与氢卤酸的反应一般为亲核取代反应。能形成稳定碳正离子的底物可按SN1机理进行,其它反应通常为SN2机理。

醇的活性顺序为叔醇>仲醇>伯醇(SN1);氢卤酸(卤化氢)的活性顺序为HI>HBr>HCl>HF,低活性的卤化剂可加入Lewis酸催化。

叔胺也可催化这类反应。see RU 2051889, Process for Preparing 2-Ethylhexyl Chloride-1(1993).

(2)亚硫酰卤(卤化亚砜)作卤化剂

亚硫酰卤与醇反应生成卤代烷和二氧化硫与卤化氢,易分离,在醇的卤化中应用较广,如头孢哌酮钠中间体氧哌嗪甲酰氯的合成。

就氯化亚砜氯化而言,在不同的反应条件下,其反应机理不尽相同。

DMF和HMPA可催化醇与卤化亚砜的反应。DMF可与SOCl2反应生成氯代烯铵盐:

该烯铵盐可作为氯化剂实现醇的氯代。

类似地,HMPA与SOCl2的反应产物也是很好的氯化剂,其机理亦与DMF相同。

反应示例:HMPA催化的某伯醇的氯代。

有机碱,如吡啶,可以和卤化氢成盐而提高卤离子浓度,也能提高此类反应速度,该法尤其适用于对酸敏感的底物。

无取代或供电子基取代的芳醛与溴化亚砜共热,可得二溴苄。反应物中存在的微量的溴化氢对醛羰基的加成是反应的第一步。

在无水DMF中,氯化亚砜可将芳醛转化为相应的二氯苄。

(3)卤化磷作卤化剂

三卤化磷和五卤化磷也是转化醇为卤代烷的常用试剂。其反应活性较氢卤酸大,又较少发生重排反应。常用的卤化磷是三氯化磷和三溴化磷,后者可由溴素与磷原位制备。

三卤化磷与醇反应可生成亚磷酸单、双和三酯,之后,卤离子对上述磷酸酯发生取代,置换掉氧亚磷酰片断,生成卤代烷。

与卤化亚砜类似,卤化磷与DMF反应也能生成卤代烯铵盐,后者是高活性的卤化剂,与醇反应可生成构型翻转的卤代烷。

(4)有机膦卤化合物作卤化剂

三苯基膦卤化物,如Ph3PX2、Ph3PCX3X和(PhO)3POX2等,在对醇进行卤化时,反应活性高,条件温和。这些卤化剂可由三苯基膦或亚磷酸三苯酯与卤素或卤代烷原位合成。

以下为其可能的反应机理,其中卤素取代过程为SN2反应。

上述反应可在DMF或HMPA中进行,可使光学活性的醇转化为构型翻转的卤代烷。也用于对酸敏感的醇的卤化。

三苯基膦与N-卤代酰胺(NXS)的反应产物也以类似机理发生类似反应,适用于对酸不稳定的醇或甾醇的卤化。

(5)其它卤化剂

卤硅烷试剂可在温和条件下将醇转化为卤代烷。

NXS与二甲硫醚反应产物卤代硫鎓盐,对烯丙位和苄位羟基的取代有高度的选择性,反应条件温和,不影响其它伯、仲羟基。

甲磺酸/碘化钠可在温和条件下碘代烯丙位或苄位的羟基,这种选择性可能与碳正离子的稳定性有关。

四甲基alpha-卤代烯胺可在温和条件下将伯、仲羟基以及烯丙位、炔丙位和苄位的羟基转化为卤代烃。其大位阻的类似物则可高选择性地卤代伯、烯丙位和苄位羟基。

其反应机理与DMF催化卤化亚砜卤化反应过程相同。

2-氯-3-乙基-苯并恶唑四氟硼酸盐也以类似的反应机理成为温和的卤化剂。如前列腺素中间体的合成。

3.4.2酚的卤素置换反应

酚羟基活性低,其卤置换反应必须使用五卤化磷或五卤化磷/氧卤化磷混合物,在较剧烈的条件下进行。对于某些底物也可单独使用氧卤化磷。

三苯基膦卤化物也是转化酚为芳卤化合物的常用试剂。

又例如:

(R)-(+)- and (S)-(-)-2,2'-Bis(diphenyl phosphino)-1,1'-Binaphthyl(BINAP), Organic Syntheses, Coll. Vol. 8, P.57Vol. 67, P.20.

羟基取代卤素形成C-O-P结构是反应的第一步,继之以卤素对C上O的取代(加成消除)。

3.4.3醚的卤素置换反应

醚可与氢卤酸等物质反应生成卤化物和羟基化合物(醇或酚),如四氢呋喃与甲醇和氯化亚砜反应生成4-氯丁甲醚。

醚氧原子的质子化一般是反应的第一步,然后是亲核取代反应。

醚键断开后,哪个片断生成醇,哪个片断生成卤化物,取决于其吸电子能力。

BF3、BBr3等Lewis酸也可以类似机理裂解醚键。

see US 4595765, 1986.

三甲基硅卤化物也是温和的卤化剂。

以三甲基氯硅烷/碘化钠作碘化剂,不生成碘化氢,可高收率地获得碘化物。

3.5羧酸的卤素置换反应

常见的羧酸卤素置换反应是羧羟基的置换和脱羧卤置换。

3.5.1羧羟基的卤素置换反应:酰卤的制备

羧酸可在一定条件下与亚硫酰卤及卤化磷等卤化剂反应,生成混酸酐-酰卤。

(1)卤化亚砜作卤化剂

卤化亚砜是较为常用的羧酸卤化剂,其优点在于卤化后生成卤化氢和二氧化硫,其本身沸点低、易除去,所以反应后易分离。

此反应对底物中的双键、羰基或酯基等影响较小。可在过量的卤化亚砜中进行,也可以苯或石油醚等作溶剂。

氯化亚砜是由羧酸合成酰氯最常用的氯化剂,它也可与酸酐反应生成酰卤。

反应机理:

以上反应可被有机碱(吡啶或DMAP等)和Lewis酸(ZnCl2等)催化。

(2)卤化磷作卤化剂

在卤化磷中,卤化剂的活性顺序为五卤化磷>三卤化磷>三卤氧磷。五氯化磷常用于活性较小的羧酸,尤其是具吸电子基的芳酸或芳香多元酸的酰氯化。

产物应与三氯氧磷有一定的沸点差,以利分离。

三卤化磷可用于脂肪酸的酰卤化。

三氯氧磷可与羧酸盐反应生成酰氯。

反应机理,以三卤化磷为例。

上述酰卤化反应中,羧酸的活性顺序为脂肪酸>芳香酸(供电子基取代的芳酸>未取代的芳酸>吸电子基取代的芳酸),这说明羧羟基对硫(磷)的亲核进攻是控制步骤。

(3)草酰氯作氯化剂

草酰氯可在烃类溶剂中以温和条件将羧酸转化为酰氯,此法可避免氯化磷等其它氯化剂对底物中敏感基团的影响。

反应机理:

可见,上例中转化羧酸为钠盐可以避免氯化氢的生成,从而减少对敏感基团的影响。

(4)其它卤化剂

氰脲酰氯(三聚氯氰)可在三乙胺存在下,以温和条件将羧酸转化为酰氯。

与醇的卤化类似,三苯基膦卤化物和四甲基alpha-卤代烯胺也可用于由羧酸制酰卤的反应。

3.5.2羧酸的脱羧卤素置换反应

羧酸的银盐与溴或碘反应,生成比底物少一个碳的卤代烃,称为Hunsdiecker反应。

对于2-18个碳的饱和脂肪酸而言,该反应一般可获得较好结果,同时,该反应也可用于芳香酸的脱羧卤化。

上述反应中若有水存在则影响收率,甚至导致会失败。用汞盐代替不稳定的无水银盐,在光照条件下,其收率可高于银盐法。实际实施中可用羧酸、过量氧化汞与卤素直接反应,操作简单。

与Hunsdiecker反应相似,羧酸与金属卤化物(LiCl)、四乙酸铅在苯或乙醚等溶剂中反应,生成脱羧氯化产物,称为Kochi改良法。

此反应过程中不发生重排,尤其适用于仲、叔氯代烃及beta-季碳氯代烃的合成。

以下过程可能为其反应机理。

将羧酸与碘、四乙酸铅在四氯化碳中进行光照,可发生脱羧碘化反应。称为Barton改良法。伯或仲脂肪酸的反应一般较好,苯甲酸的反应收率一般在60%左右。

3.6其它官能团的卤素置换反应

3.6.1卤化物的卤素交换反应

伯卤化物与无机卤化物之间的卤素交换反应称为Finkelstein反应。

以上脂肪族卤化物的反应应为SN2机理。

类似的反应也可发生在芳香族卤化物上。

其反应机理可能为加成-消除。溶剂可以使用DMF、丙酮或二硫化碳等非质子极性溶剂。

Lewis酸可以通过帮助卤素离去而活化卤代烃,所以,加入Lewis酸往往可以促进卤素交换反应。

氟化可用氟化钠、氟化钾、氟化银和氟化剃等,其中氟化钾活性较高、价廉,常用。

氟化锑可选择性地与同一碳原子上的多个卤素反应,而不与单个卤素反应。此特性可用来合成三氟甲基化合物。

18-冠-6醚可显著提高用氟化钾进行氟交换的收率。

3.6.2磺酸酯的卤素置换反应

将醇羟基转化为活性较高的磺酸酯,可在温和条件下卤代。此法即可避免醇的卤化的副反应,也比卤素交换有效。常用的卤化剂有卤化钠、卤化钾、卤化镁和卤化锂等。

以上饱和碳上的磺酸酯-卤素置换反应应为SN2机理。以下在不饱和碳上的磺酸酯-卤素置换反应应为加成消除-机理。

3.6.3芳香重氮盐的卤素置换反应

芳香族重氮化合物的卤素置换反应往往可以将卤素引入到直接卤化难以引入的位置。反应是以卤化亚铜为催化剂,相应的氢卤酸为卤化剂进行,称为Sandmeyer反应。

以上反应被认为是自由基机理。

芳香重氮盐的碘置换反应中可不加铜催化剂,只需将重氮盐与碘素直接加热即可。

寒冷的百褶裙
生动的小伙
2026-02-01 17:32:14
随着我国经济的飞速发展,人民生活水平日益提高,人们对食品的要求不再仅仅限于数量和价格,而对卫生安全性要求越来越高。因此保鲜技术越来越受到人们的重视。为达到食品防腐、保鲜、延长保质期和货架期的目的,常采用冷藏、辐射等技术,但最为经济有效的方法是使用各种食品保鲜剂。

1. 常见食品保鲜剂

近年来,食品中常用的保鲜剂有:苯甲酸,是世界各国允许使用的一种食品保鲜剂,它在动物体内易随屎液排出体外,不蓄积,毒性低且价格低廉,目前占据国内大部分保鲜剂市场;丁基羟基茴香醚(BHA),是目前国际广泛应用的抗氧化剂之一,并有很强的抗微生物作用,主要用于食用油脂,最大用量为0.2g/kg,缺点是成本较高;二丁基羟基甲苯(BHT),是目前我国生产量最大的抗氧化剂之一,价格低廉,为BHA的1/5~1/8,但抗氧化性不入BHA强,使用范围与BHA相同,缺点是毒性较高;没食子酸丙酯(PG),抗氧化作用较BHA、BHT强,主要用于油炸食品、方便面和罐头,最大用量为0.1g/kg,缺点是与金属离子产生呈色反应;异抗坏血酸,用于一般食品抗氧化、防腐,且无毒性;叔丁基对苯二酚(TBHQ),对于油脂、不饱和的粗植物油很有效,对高温很稳定,且挥发性比BHA、BHT小,因此对加工和食用中需加热的食品非常适用。

2. 天然食品保鲜剂

为了适应人们崇尚自然、健康的思想,开发应用高效安全的食品保鲜剂已成为当今世界食品保鲜剂重要的研究领域。据有关资料证实,在人们长期食用的食品中,天然保鲜剂成分的毒性远远低于人工合成的保鲜剂。因此,近年来从自然界寻求天然保鲜剂的研究已引起各国科学家的高度重视。各国开发的大量天然保鲜剂产品,受到人们的普遍欢迎。

2.1 茶多酚类 即从茶叶中提取的抗氧化物质,对人体无毒。含有4种组分:表没食子儿茶素、表没食子儿茶素没食子酸酯、表儿茶素没食子酸酯以及儿茶素。它的抗氧化能力比VE、VC、BHT、BHA强几倍,因此日本已开始茶多酚类抗氧化剂的商品化生产。

2.2 天然维生素E(生育酚混合物) 天然VE大量存在于植物油脂中,无毒,且存在状态通常比较稳定。在油脂精制过程中,可回收大量的精制VE混合物。该成分抗氧化性较好,使用安全,在食品保鲜中已得到大量使用。限用于脂肪和含油食品,是目前我国唯一大量生产的天然抗氧化剂。价格较高,一般场合适用较少,主要用于保健食品、婴儿食品和其它高价值食品。

2.3类黑精类(melanoidins) 它们是氨基化合物和羰基化合物加热后的产物,其抗氧化能力相当于BHA和BHT,且具有抗菌作用。耐热性很强,可赋予食品良好的香味。

2.4 红辣椒提取物 红辣椒中含有大量的抗氧化物质,是VE和香草酰胺的混合物。如能将其中辣味去掉,则是一种极好的抗氧化剂。

2.5 香辛料提取物 早在20世纪30年代,人们就开始对香辛料的抗氧化作用进行研究。到50年代,科研人员对32种香辛料进行分析,发现其中抗氧化性能最好的是迷迭香和鼠尾草。这类产品多含有黄酮类、类萜、有机酸等多种抗氧化成分,能切断油脂的自动氧化链、螯合金属离子,并起到与有机酸的协同增效作用。法国从迷迭香干叶粉中提取出两种晶体抗氧化物质———鼠尾草酚和迷迭香酚,它们比人工合成的氧化剂BHT和BHA的抗氧化能力强4倍多。

2.6 果胶分解物 一般从蔬菜水果中提取,其酶分解物在酸性环境中有抗菌作用。目前,国外以果胶分解物为主要成分,混入其它一些天然防腐剂,已广泛应用于蔬菜、咸鱼、牛肉等食品的防腐。

2.7 糖醇类 糖类从化学结构上可分为单糖类、双糖类、三糖类、四糖类等,但均为低分子碳水化合物。其中五碳糖和六碳糖单糖促进氧化,双糖略有抗氧化作用,果糖和糖醇则具有较强的抗氧化能力。食品中广泛使用的抗氧化剂是山梨糖醇和麦芽糖醇。木糖醇也是抗氧化剂,它具有和VE协同增效的作用。

2.8 甘草黄酮类 棕红色粉末,具甘草物气味。是很好的天然抗氧化剂和防霉剂,抗氧化能力优于BHT的最大用量。

2.9 植酸(PA) 浅黄色液体或褐色浆状液体,来源于米糠、玉米及食品加工中的废液。植酸与金属的螯合作用,可防止有毒金属在消化道内吸收。

2.10 蜂胶提取物 该提取物具有抗菌、消炎、抑制病毒、增强抗体免疫等作用。将蜂胶精提物直接加入牛奶、咖啡、保健口服液,以及饮料乳制品、流质食品中具有很好的保鲜作用。

除上述所介绍的外,还有:芝麻酚,大多不经离析,以芝麻油作为抗氧化剂使用;米糠素,来自于米糠油;栎精,存在于栎树皮中;棉花素,存在于草棉花瓣中,对不饱和脂肪酸的酯类有强抗氧化作用;芸香苷,存在于荞麦、槐花蕾、烟叶、蕃茄的茎叶中;胚芽油提出物,对动植物油脂都有效,适于高温加工食品使用;脑磷脂,取自新鲜羊脑和人胚胎脑。

3. 新型食品保鲜剂

3.1乳链球菌素(Nisin) 它是由乳酸乳球菌产生的小肽,由34个氨基酸组成,其中碱性氨基酸含量高,因此带正电荷。乳链球菌素与溶菌酶一起使用有协同作用;与其他杀菌措施结合可以更有效地防止食品腐败。Nisin的作用位点主要是细胞膜,其作用机制很可能是插入细胞膜中后,在细胞膜上形成有一定孔径的膜通道,导致细胞质的外泄,引起细胞的死亡。Nisin主要用于蛋白质含量高的食品的防腐,如肉类、豆制品等,不能用于蛋白质含量低的食品中,否则,反而被微生物作为氮源利用。

3. 2 聚赖氨酸(POly-lysine缩写为PLL) 是日本新开发的广谱防腐剂,是由链霉菌属的生产菌产生的代谢产物,经分离提取精制而获得的发酵产品,是继Nisin(乳链球菌素)之后又一种新型天然防腐剂。其单体赖氨酸是一种必需氨基酸,因此安全性高。聚赖氨酸的热稳定性高,水溶性好,在中性至微酸性范围内有较好的抑菌效果,但在酸性及碱性pH范围内效果不好。

3.3 鱼精蛋白 是以鱼类精巢为原料分离得到的具有广谱杀菌作用的蛋白质,具有热稳定性好,安全无毒,适用pH值范围广(在中除或偏碱性条件下杀菌效果更好)等优点。但是,鱼精蛋白的价格高,添加量大,难于应用于普通食品。

3.4 溶菌酶 该酶可以水解细菌细胞壁肽聚糖的B-1,4一糖苷键,导致细菌自溶死亡,而且即使是已经变性的溶菌酶也有杀菌效果,这是由于它是碱性蛋白的缘故,故可用于食品防腐。当溶菌酶与EDTA一起使用时,EDTA可以络合掉脂多糖维持其结构所必需的钙离子,破坏其结构,使溶菌酶可以作用于其细胞壁。常与甘氨酸等配合使用于面类、水产熟食品、色拉等食品防腐。

3.5 森柏保鲜剂 是英国研制、开发的无色、无味、可食性果蔬保鲜剂,可广泛应用于果蔬的保鲜,并在花卉保存中也取得了成功。森柏保鲜剂是由植物油和糖组成的化合物,活性成分是“蔗糖酯”。其保鲜机理是通过抑制果蔬的呼吸作用和水分蒸发而让果实休眠,放慢成熟和老化的速度。一般1千克保鲜剂可处理苹果28吨左右。

3.6 壳聚糖(脱乙酰甲壳质) 一种节肢动物外壳提取物,主要成分是脱乙酰甲壳素的衍生物,是一种阳离子高分子多糖,壳聚糖用于食品保鲜剂具有安全、无毒,易被水洗掉,可以被生物降解且不存在残留毒性的优点。壳聚糖的作用机理是在果实表面形成半透膜,从而调节果实采摘后的生理代谢,并对微生物有抑制作用。壳聚糖是由甲壳质脱乙酰基生产,分子内含羟基和氨脯蜜饯及果汁饮料等生产中代替亚硫酸盐作为一种无公害、不影响产品基,可形成1种独特的复合膜,通过对气体选择性通透,达到延缓果蔬老化的目的。

3.7 复合维生素C衍生物保鲜剂 美国科学家研究发现,维生素C的衍生物的化合物可以保持实验中切开的苹果48小时无褐变。其化学成分是维生素C衍生物、肉桂酸、β-环糊精及磷酸钠盐等,可用于水果去皮后、加工前的保鲜处理,在罐头、果味的保鲜剂来应用。

4. 合成安全食品保鲜剂

除了天然食品保鲜剂,一些合成无毒高效的食品保鲜剂同样有着广阔的开发前景。相比之下,合成无毒无污染食品保鲜剂,更廉价且容易实现。

4.1 双乙酸钠 其分子式为CH3COONa.CH3COOH.nH2O 它可以用于食品、饲料的防霉。该防腐剂毒性小、效果与常用的防霉剂丙酸钙相当,价格却为它的三分之二。

4.2 2,4—乙二烯酸(山梨酸) 是目前国际上公认的安全无毒、高效和最理想的新型食品保鲜剂、防腐剂、防霉剂,是天然的食品添加剂。广泛应用于各类食品。合成方式以3,5-壬二烯-2-酮、氯气、烧碱和硫酸为主要原料,并取得了最佳工艺条件,所得产品收率达到95%以上,质量符合国家标准的各项要求。

4.3 单辛酸甘油酯 该防腐剂抗菌谱广,对细菌、霉菌、酵母菌都有较好的抑制作用,其效果优于苯甲酸钠和山梨酸钾。它的防腐效果不受pH值影响;并且其代谢产物均为人体内脂肪代谢的中间产物,分解产生的辛酸可经B-氧化途径彻底分解为二氧化碳和水,甘油可经三羧酸循环分解,是一种安全无毒的防腐剂,在日本的食品卫生法中规定不受使用量和用途的限制。但该产品同时存在着溶解性、分散性不好(难溶于水)以及对革兰氏阴性细菌抗菌效果较差等缺点。

4.4 羟甲基甘氨酸钠 该防腐剂应用范围广泛,抗菌谱广,对细菌、霉菌、酵母菌可抑制,杀菌效率高;在高pH值时防腐效果仍较好。

4.5 富马酸二甲酯 其分子式为:CH3OOCCH=CHCOOCH3,该产品的防霉效果特别好,适用的PH值范围宽,在PH3.0~8.0的范围内均有很好的防霉效果,远高于通常使用的丙酸钙,例如在同样的储存条件下,添加丙酸钙的面包可以保持15~30天不生霉,而添加富马酸二甲酯的面包则可以475天不生霉。富马酸二甲脂有低毒性,对皮肤有过敏作用。

5. 双乙酸钠性质和合成方法

这里要特别介绍一下双乙酸钠。双乙酸钠是一种公认安全可靠的新型高效、广谱抗菌防霉剂,并可提高饲料谷物效价的食品添加剂。联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)批准为食品、谷物、饲料的防霉、防腐保鲜剂。

5.1 双乙酸钠的性质

双乙酸钠为白色晶体,具有吸湿性及乙酸气味。可燃,可溶于水及乙醇,平时需保存在40。C以下的阴凉处,密封,防晒,防潮。双乙酸钠的毒性很低,小鼠口服LD50为3.31g/kg,大鼠口服LD50为4.96g/kg,每人每天允许摄入量(ADI)为0~15mg/kg。双乙酸钠在生物体内的最终代谢产物为水和CO2,不会残留在人体内,对人畜、生态环境没有破坏作用或副作用。

双乙酸钠用于粮食谷物、食品和饲料防霉具有高效抑霉效果,尤其对黄曲霉素有较强的抑制作用,它通过渗透于微生物细胞壁,干扰细胞内各种酶体系的生长,可以高效抑制常见的十余种霉菌素和4种细菌发生、滋长和蔓延,其抑霉效果优于防霉剂丙酸钙。国外已大量用于粮食谷物、食品和饲料的防霉保鲜,国内尚处于起步阶段。

5.2 双乙酸钠的合成方法

5.2.1 乙酸—纯碱法

反应式:4CH3COOH + Na2CO3=== 2CH3COONa.CH3COOH+CO2+H2O

1. 以乙醇为溶剂

该法采用35%的乙醇水溶液作介质,在乙酸中逐渐加入碳酸钠,在室温下反应。待生成的待生成的乙酸钠物料变稠,及时加热80~83。C,回流反应30min,反应后冷却到25。C,结晶、过滤、干燥后得成品,所得滤液可再次浓缩后结晶处理。此方法产品收率在95%以上,原料易得,成本低,产出母液少不能回收利用,需配置溶剂回收装置。缺点是产生大量CO2。

2. 以水为溶剂

反应器中加入水和碳酸钠,搅拌升温至40。C,碳酸钠全部溶解,缓慢加入乙酸,投料比n(乙酸):n(碳酸钠):n(水)=1:0.27:0.54,升温至70。C,恒温反应3h,冷却、结晶、干燥得成品。滤液经薄膜蒸发脱去30%的含水量后循环使用,产品收率在96%左右。该法工艺简单,原料价廉易得,能耗低,收率高,母液可循环使用,无“三废”污染环境。

3. 不加溶剂

加入碳酸钠与乙酸,投料比为1:3.77~4.33。搅拌并加热至90。C,反应3h,结晶、冷却、干燥,得产品。产品分散均匀且颗粒性好,母液可完全循环利用,反应过程无废液排出,符合环境友好生产工艺的要求。

5.2.2 乙酸—烧碱法

反应式:2CH3COOH+NaOH====CH3COONa.CH3COOH+H2O

此反应不用外加溶剂,一步合成双乙酸钠。将乙酸加热搅拌,缓慢加入氢氧化钠,控制温度为105~125。C,投料比为2.1~2.2:1,反应时间45~120min。反应后将产物冷却结晶,取结晶晶体在105。C下干燥,所得产品产率达97%以上。该法不存在母液回收问题,原料价廉易得,操作容易,反应时间短,质量稳定,无“三废”排放,产率高,是绿色环境生产工艺。

5.2.3 乙酸—乙酸钠法

反应式:CH3COONa+CH3COOH+xH2O====CH3COONa.CH3COOH.xH2O

该法分为气相法和液相法,气相法由德国开发成功,以N2和CCl4作流动介质,将乙酸钠与乙酸在20~200。C的流化床反应器中反应。气相法生成能力大,但必须严格控制操作条件,废气中有大量酸雾,必须回收。

液相法最早是由印度开发成功,将乙酸钠与乙酸要乙醇溶液中反应制得,该方法工艺简单,操作方便,设备投资少,收率较高。但半成品熔点很低(50~60。C),干燥温度必须严格控制,而且乙醇必须回收。

1. 以乙醇为溶剂

0.1mol乙酸钠和5ml 50%乙醇水溶液搅拌混合后,加热到60。C,再滴加0.1mol冰乙酸,约30min滴完。控制乙酸钠与乙酸投料的物质量比为(1.004~1.025):1。然后于60~80。 C加热4h,冷却至室温,静至结晶,分离后的滤液经浓缩后再次结晶,合并两次结晶产物,烘干后可得产物13.3g。该法产品收率在95%左右,母液可重复利用,产品质量好。缺点是需用乙醇作溶剂,原料成本稍高,反应时间较长。

2. 以水为溶剂

加入乙酸钠、乙酸和水,其量比为1:1:1.25,搅拌混合,缓慢加热至乙酸钠熔化,回流反应30min,冷却、过滤、干燥即得双乙酸钠成品,产品收率在95%左右。该法制备工艺简单,生产成本低,无三废排放,易于工业化操作。设备投资少的优点,宜于小厂小规模生产。

5.2.4 醋酐—乙酸钠法和醋酐—乙酸—纯碱法

醋酐—乙酸钠法, 反应式:(CH3CO)2O+ CH3COONa=== CH3COONa.CH3COOH+CO2

是将配比为1:2的醋酐和乙酸钠在一定量的水存在下,进行反应,再结晶而得双乙酸钠产品。

该法反应收率高,但反应时间长,醋酐的成本也较醋酸高,因成本问题不易工业化。

醋酐—乙酸—纯碱法,反应式:(CH3CO)2O+2CH3COOH+Na2CO3====2CH3COONa.CH3COOH+CO2

是将纯碱预先溶于水中,然后交叉滴加冰乙酸和醋酐,滴完后于70。C反应3h,再冷却,静置8~10h,结晶而得双乙酸钠产品。用醋酐作原料,具有产品质量好,符合FDA饲料级标准。用水作溶剂,母液可重复利用的优点;缺点是醋酐价格昂贵,生产成本高,反应时间长,收率低。因此国内对以醋酐为原料的生产工艺开发研究较少。

我国主要是以乙酸—乙酸钠液相反应法生成双乙酸钠,但是最理想的生产工艺是乙酸—碳酸钠法和乙酸—氢氧化钠法,原料价廉易得,工艺操作简单,生产成本低,收率高。用水作溶剂或不用溶剂,不会带来环境污染问题。并可增加疲软的乙酸、纯碱、烧碱等化工基础原料的市场需求,具有良好的经济效益和社会效益。

5.3 市场前景

总的来说,双乙酸钠具有诸多优点。如防霉效果好、用量少(用量为丙酸盐的一半即可挥发相同的防霉效果)、价格低、毒性低、投资少、生产简易、原料易得、增加饲料营养价值,省却粮食晾晒处理等。应成为首选的饲料及粮食防霉剂。目前我国仅有10家左右的双乙酸钠生产企业,在防霉剂市场中只有很少的分额,全国双酸钠总的生产能力不超过3000t/a,年产量约2000t/a。由此可见,双乙酸钠的潜在巨大市场,前途广阔。双乙酸钠的生产和推广应用可为国内疲软的乙酸、纯碱、烧碱等化工原料带来新的市场需求,扭转国内丙酸短缺而又大量进口的不利局面。国内研究单位应加强双乙酸钠生产工艺的开发,并不断开拓其应用领域,推动我国防霉防腐剂的更新换代。

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2026-02-01 17:32:14
23023 六氟化硒 2194

23024 六氟化碲 2195

23025 六氟化钨 2196

23026 氯化溴 溴化氯 2901

23027 氯化氰 氰化氯氯甲腈 1589

23028 氰[液化的] 1026

23029 一氧化碳和氢气混合物 水煤气 2600

23030 煤气 1023

23031 四氟(代)肼

23032 六氟丙酮 2420

23033 羰基硫 硫化碳酰 2204

23034 硫酰氟 氟化磺酰 2191

23035 羰基氟 氟化碳酰 2417

23036 过氯酰氟 氟化过氯氧氟化过氯酰 3083

23037 三氟乙酰氯 氯化三氟乙酰 3057

23038 碳酰氯 光气 1076

23039 亚硝酰氯 氯化亚硝酰 1069

23040 氯甲烷 甲基氯R40 1063

23041 溴甲烷 甲基溴 1062

23042 二氯硅烷 2189

23043 锗烷 2192

23044 三氯硝基甲烷和氯甲烷混合物 氯化苦和氯甲烷混合物 1582

23045 三氯硝基甲烷和溴甲烷混合物 氯化苦和溴甲烷混合物 1581

23046 四磷酸六乙酯和压缩气体混合物 1612

23047 焦磷酸四乙酯和压缩气体混合物 1705

23048 二硫代焦磷酸四乙酯和压缩气体混合物 1703

23049 二氧化碳和环氧乙烷混合物[含环氧乙烷>6%] 二氧化碳和氧化乙烯混合物 1041

23050 二氯二氟甲烷和环氧乙烷混合物[含环氧乙烷≤12%] 二氯二氟甲烷和氧化乙烯混合物 3070

23052 八氟异丁烯 全氟异丁烯

第3类 易燃液体

第1项 低闪点液体

31001 汽油[闪点<-18℃] 1203,1257

31002 正戊烷 戊烷 1265

31002 2-甲基丁烷 异戊烷 1265

31003 环戊烷 1146

31004 环己烷 六氢化苯 1145

31005 己烷及其异构体,如: 1208

31005 正己烷 己烷 1208

31005 2-甲基戊烷 异己烷 1208

31005 2,2-二甲基丁烷 新己烷

31005 2,3-二甲基丁烷 二异丙基 2457

31005 己烷异构体混合物

31006 1-戊烯 1108

31006 2-戊烯

31007 异戊烯,如: 2371

31007 2-甲基-1-丁烯 2459

31007 3-甲基-1-丁烯 α-异戊烯 2561

31007 2-甲基-2-丁烯 β-异戊烯 2460

31008 环戊烯 2246

31009 1-己烯 丁基乙烯 2370

31009 2-己烯

31010 己烯异构体,如:

31010 异己烯 2288

31010 2,3-二甲基-1-丁烯

31010 2,3-二甲基-2-丁烯 四甲基乙烯

31010 2-甲基-1-戊烯

31010 2-甲基-2-戊烯

31010 3-甲基-1-戊烯

31010 3-甲基-2-戊烯

31010 4-甲基-1-戊烯

31010 4-甲基-2-戊烯

31010 2-乙基-1-丁烯

31011 异庚烯 2287

31012 2-甲基-1,3-丁二烯[抑制了的] 异戊间二烯 1218

31013 2-氯-1,3-丁二烯[抑制了的] 1991

31014 己二烯,如: 2458

31014 1,3-己二烯 2458

31014 1,4-己二烯 2458

31014 1,5-己二烯 2458

31014 2,4-己二烯 2458

31015 甲基戊二烯 2461

31016 二环庚二烯 2,5-降冰片二烯 2251

31017 2-丁炔 巴豆炔二甲基乙炔 1144

31018 1-戊炔 丙基乙炔

31019 1-氯丙烷 氯(正)丙烷丙基氯 1278

31020 2-氯丙烷 氯异丙烷异丙基氯 2356

31021 2-氯丙烯 异丙烯基氯 2456

31021 3-氯丙烯 烯丙基氯α-氯丙烯 1100

31022 乙醛 1089

31023 异丁醛 2045

31024 丙烯醛[抑制了的] 烯丙醛 1092

31025 丙酮 二甲(基)酮 1090

31026 乙醚 二乙(基)醚 1155

31027 正丙醚 二(正)丙醚 2384

31027 异丙醚 二异丙(基)醚 1159

31028 甲基丙基醚 甲丙醚 2612

31028 乙基丙基醚 乙丙醚 2615

31029 乙烯基乙醚[抑制了的] 乙基乙烯醚 1302

31029 乙氧基乙烯

31030 二乙烯基醚[抑制了的] 乙烯基醚 1167

31031 二甲氧基甲烷 甲撑二甲醚二甲醇缩甲醛甲缩醛 1234

31031 1,1-二甲氧基乙烷 二甲醇缩乙醛乙醛缩二甲醇 2377

31031 二乙氧基甲烷 甲醛缩二乙醇二乙醇缩甲醛 2373

31031 1,1-二乙氧基乙烷 乙叉二乙基醚二乙醇缩乙醛乙缩醛 1088

31032 1,2-环氧丙烷[抑制了的] 氧化丙烯甲基环氧乙烷 1280

31033 甲硫醚 二甲硫 1164

31034 乙硫醇 硫氢乙烷巯基乙烷 2363

31035 正丙硫醇 硫代正丙醇1-巯基丙烷 2402

31036 2-丁基硫醇 仲丁硫醇 1228

31036 叔丁基硫醇 叔丁硫醇 1228

31037 甲酸甲酯 1243

31038 甲酸乙酯 1190

31039 亚硝酸乙酯醇溶液 1194

31040 呋喃 氧杂茂 2389

31041 2-甲基呋喃 2301

31042 四氢呋喃 氧杂环戊烷 2056

31043 四氢吡喃 氧己环

31044 甲胺水溶液 氨基甲烷水溶液 1235

31045 乙胺水溶液[浓度50%~70%] 氨基乙烷水溶液 2270

31046 二乙胺 1154

31047 1-氨基丙烷 正丙胺 1277

31047 2-氨基丙烷 异丙胺 1221

31048 3-氨基丙烯 烯丙胺 2334

31049 四甲基硅烷 四甲基硅 2749

31050 二硫化碳 1131

31051 锆[悬浮于易燃液体中的] 1308

31052 环氧乙烷和氧化丙烯混合物[含环氧乙烷≤30%] 氧化乙烯和氧化丙烯混合物 2983

第2项 中闪点液体

32001 汽油[-18℃≤闪点<23℃] 1203,1257

32002 石油醚 石油精 1271

32003 石油原油 原油 1267,1255

32004 石脑油 溶剂油 1256,2553

32005 3-甲基戊烷 1208

32006 正庚烷 1206

32007 庚烷异构体,如: 1206

32007 2-甲基己烷 1206

32007 3-甲基己烷 1206