己二腈

具有粘性的无色的液体

己二 是一种 有机化合物 , 化学式 为C6H8N2,分子量为108.14。它是一种 甲苯二异氰酸脂 ,微溶于水、醚,溶于醇,性质稳定。己二腈是制造 尼龙 的中间体,也可用作色谱固定液。它是聚合物 聚己二酰己二胺 的 前体 ,生产量可达一亿公斤。己二腈是一种粘性的无色液体,具有 分子式 (CH2)4(CN)2,微溶于水,溶于 乙醇 、 三氯甲烷 ,不溶于 乙醚 、 二硫化碳 。

简介

理化常数

中文名称 己二腈

溴化铒 1,4-Dicyanobutane

中文别名 1,4-二 基 丁烷

英文别名 Adiponitrile; Butane- 1,4-dicarbonitrile

CAS号 111-69-3

EINECS号 203-896-3

分子式 C6H8N2;NC(CH2)4CN

分子量 108.14

InChI InChI=1/C6H8N2/c7-5-3-1-2-4-6-8/h1-4H2

熔点 1-3℃

密度 相对密度(水=1)0.96;

沸点 295℃

水溶性 90 g/L (20℃)

物化 性质 性状 无色透明油状液体,有轻微的苦味。

凝固点 1℃

折射率 1.4380

溶解性 溶于 甲醇 、 乙醇 、 三氯甲烷 。难溶于水、 环己 、 乙醚 、 二硫化碳 和 四氯化碳 。

安全术语 S26:; S39:; S45:;

风险术语 R23/25:; R36/38:;

危险品标志 T:Toxic;

上游 己二酸

下游 己二胺 、 尼龙-66盐

相对蒸气密度(空气=1):3.73

饱和蒸气压(kPa):266.6Pa(100℃)

燃烧热 (kJ/ 摩尔 ):4368.8

临界温度(℃):507

临界压力(MPa):2.80

爆炸上限%(V/V):5.0

引燃温度 (℃):550

爆炸下限%(V/V):1.7

分子结构数据

1、 摩尔 折射率 :39.67

2、 摩尔体积 ( m3 /mol): 114. 3

3、等张比容(90.2K):287.4

4、 表面张力 (dyne/cm):39.9

5、 极化 率(10-24cm3):11.76

理化性质

物理性质

饱和蒸气压(kPa):266.6Pa(100℃)

燃烧热 (kJ/ 摩尔 ):4368.8

临界温度(℃):507

临界压力(MPa):2.80

爆炸上限%(V/V):5.0

引燃温度 (℃):550

爆炸下限%(V/V):1.7

溶解性:微溶于水、醚,溶于醇。

毒性: 丁二腈 的大鼠口服LD50为300 mg/kg

化学性质

遇明火能燃烧。遇高热分解释出剧毒的气体。与 氧化剂 可发生反应。

生态学数据

1.生态毒性 TLm:820mg/L(96h)( 黑头呆鱼 , 硬水 );1250mg/L(96h)(黑头呆鱼, 软水 );1250mg/L(24h)( 蓝鳃太阳鱼 ,软水)

2. 生物降解 性:MITI-I测试,初始浓度100ppm,污泥浓度30ppm,28d后降解35%~66%。

3.非生物降解性:空气中,当 羟基自由基 浓度为5.00×105个/cm3时,降解 半衰期 为23d(理论)。

计算化学数据

1、疏水参数计算参考值(XlogP):-0.3

2、 氢键 供体数量:0

3、 氢键 受体数量:2

4、可旋转 化学键 数量:3

5、 互变异构体 数量:无

6、拓扑分子 极性表面积 (TPSA):47.6

7、重 原子 数量:8

8、表面电荷:0

9、复杂度:113

10、 同位素 原子数量:0

11、确定原子立构中心数量:0

12、不确定原子立构中心数量:0

13、确定化学键立构中心数量:0

14、不确定化学键立构中心数量:0

15、 共价键 单元数量:1

生产方法

1930年 杜邦 采用 己二酸 法首先实现了己二腈的工业化生产。以后, 杜邦公司 又开发了 丁二烯 的氯化- 氰化物 法(两步法)和丁二烯直接氢氰化法。美国 孟山都公司 也开发了 丙烯腈 加氢二聚法。上述方法中,己二酸法技术成熟,应用最广。 丙烯 腈加氢二聚法的原料丙烯价廉易得,反应选择性高,污染最小,若进一步降低工艺费用和工厂投资,可提高该法的经济竞争能力。丁二烯直接氢氰化法,避免了氯化-氰化法中 电解 氯化钠 和脱除氯化钠所带来的污染问题,是成本最低的一种生产方法。

己二酸法

己二酸与氨经 胺化 、脱水生成己二腈:

HOOC( CH2 )4COOH+2NH3─→NC(CH2)4CN+4H2O

此法分为 气相 法和液相法。气相法采用磷酸硼 催化剂 ,反应温度300~350℃,由于己二酸气化时会分解,因此选择性只有80%。采用瞬时气化和 流化床反应器 ,选择性可提高到90%。液相法是将200~300℃的熔融己二酸,在催化剂(如磷酸)存在下进行胺化。反应产物经过脱水、脱重组分、 化学 处理和直空 蒸馏 等步骤,便可获得纯己二腈。

丁二烯氯化-氰化法

首先是 1,3-丁二烯与 氯气 在160~250℃下进行气相反应,生成二氯 丁烯 (异构体 混合物 ), 收率 约为96%;然后使二氯丁烯与 氰化钠 或 氢氰酸 在铜 催化剂 存在下反应生成二 氰基 丁烯(异构体混合物),收率95%;二氰基丁烯再在 钯催化剂 存在下加氢生成己二腈,收率在95%以上。

丁二烯直接氢氰化法

将1,3-丁二烯与氢氰酸在催化剂存在下,于100℃下进行液相反应,生成 戊烯 腈的异构体混合物;经分离并将异构体异构为直链 戊烯 腈后,再与氢氰酸加成为己二腈。该法已于1977年工业化。据称是最经济的生产方法。

丙烯腈加氢二聚法

其中之一为电解法,总的 阴极 反应为:

2H2C=CHCN+2e+2H+ ─→NC( CH2 )4CN

电解液 是对 甲苯 四 乙胺 磺酸盐 ,温度50~60℃,己二腈 收率 92%~95%。开始人们是用 离子交换 膜将 阳极 区和阴极区分开,但后来又开发了无膜法,即用湍流循环的方法将导电盐水溶液(水相)和丙烯腈(有机相) 乳化 以利于传质,且分别以 石墨 和 磁铁 作为阴极和阳极,而不需将阴、阳两极分开的方法。另一种是 化学 还原二聚 的方法,采用 碱金属 或 碱土金属 的 汞齐 作 还原剂 ,在 电解 过程中汞合金在汞电解槽中生成相应的盐,因此也可把它看成是间接 电化学 法。此外,尚有以钌为 催化 剂,在200~300℃、0.1~0.3MPa下,使 丙烯腈 气相 加氢二聚的催化法。

用途

已二腈主要用于生产 聚酰胺 纤维的中间体 己二胺 ,橡胶 促进剂 和 防锈剂 ,也用作 洗涤剂 的添加剂,丙烯腈、 甲基丙烯腈 和甲基丙烯酸甲 三元 共聚体 的纺丝 溶剂 , 聚氯乙烯纤维 湿纺和干纺溶剂,聚 胺的 着色剂 ,织物 漂白剂 的助剂, 醋酸酯 、丙酸酯、丁酸酯和混合酯 增塑剂 ;以及作为 芳香烃 抽提的 萃取剂 等。

类别

有毒物品

毒性分级 高毒

急性毒性 口服- 大鼠 LD50:155 毫克/公斤;口服- 小鼠 LD50:172 毫克/公斤

可燃性 危险特性 明火可燃;高热分解;与 氧化剂 起作用;燃烧释放有毒氮氧化物和 氰化物 烟雾

储运特性 库房通风低温干燥; 与酸类、氧化剂、 食品添加剂 分开存放

灭火剂 干粉、泡沫、 二氧化碳 、 砂土 。

职业标准 TWA 4 PPM;STEL 10 毫克/立方米

安全信息

危险品标志 T

危险类别码 25-36/37/38-36/38-23/25

安全说明 26-36-45-39

危险品运输编号 UN 2205 6.1/PG 3

WGK Germany 1

RTECS号 AV2625000

HazardClass 6.1

PackingGroup III

毒害物质数据 111 69-3(Hazardous Substances 数据 )

对环境的影响

该物质对环境有危害,应特别注意对水体的污染。

健康危害

侵入途径:吸入、食入、经皮吸收。

健康危害:有报道服数 升本品,立即发生急性中毒。表现有乏力、呕吐、呼吸急促、心过速成、 意识模糊 和抽搐。在室温下蒸气压低,吸入中毒的危险性不大。本品可经无损皮肤吸收。

毒理学资料及环境行为

毒性:属中等毒类。

急性毒性:LD50300mg/kg(大鼠经口);LC501710mg/ m3 ,4小时(大鼠吸入)

亚急性和慢性毒性:大鼠吸入不敷出20~150mg/m3,4小时/天,共5个月,出现蛋白尿,血中 硫氰酸盐 和 尿素 含量增加及脏器重量系数增大等毒作用。

危险特性:遇明火、高热可燃。与 强氧化剂 可发生反应。受热分解放出有毒的 一氧化氮 烟气。

燃烧(分解)产物: 一氧化碳 、 二氧化碳 、氧化氮。

实验室监测方法

高效液相色谱法

环境标准

苏联 车间空气中有害物质的最高容许浓度 10mg/ m3

前苏联(1975)水体中有害物质最高允许浓度 0.1mg/L

储运方法

储存于阴凉、通风的库房。远离 火种 、热源。保持容器密封。应与 氧化剂 、 还原剂 、酸类、碱类、食用化学品分开存放,切忌混储。配备相应品种和数量的消防器材。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。

使用注意事项

危险性概述

健康危害:有报道服数毫升该品,立即发生急性中毒。表现有乏力、呕吐、呼吸急促、心动过速、 意识模糊 和抽搐。在室温下蒸气压低,吸入中毒的危险性不大。该品可经无损皮肤吸收。

环境危害:对环境有危害,对水体可造成污染。

燃爆危险:该品可燃,有毒。

急救措施

皮肤接触:立即脱去污染的衣着,用流动清水或5% 硫代硫酸钠溶液 彻底冲洗至少20分钟。就医。

眼睛接触:提起眼睑,用流动清水或 生理盐水 冲洗。就医。

吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持 呼吸道 通畅。如 呼吸困难 ,给输氧。呼吸心跳停止时,立即进行人工呼吸(勿用口对口)和胸外心脏按压术。被吸入 亚硝酸异戊酯 ,就医。

食入:饮足量温水,催吐。用1:5000 高锰酸钾 或5%硫代硫酸钠溶液 洗胃 。就医。

消防措施

有害燃烧产物: 一氧化碳 、 二氧化碳 、 一氧化氮 。

灭火方法:采用雾状水、泡沫、干粉、 二氧化碳 、 砂土 灭火。

泄漏应急处理

应急处理:迅速撤离泄漏污染区人员至安全区,并进行隔离,严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给 正压 式呼吸器,穿 防毒服 。不要直接接触泄漏物。尽可能切断泄漏源。防止流入下水道、排洪沟等限制性空间。

小量泄漏:用砂土或其它不燃材料 吸附 或吸收。也可以用大量水冲洗,洗水稀释后放入 废水 系统。

大量泄漏:构筑围堤或挖坑收容。用泵转移至槽车或专用收集器内,回收或运至废物处理场所处置。

操作处置与储存

操作注意事项:密闭操作,提供充分的局部排风。操作尽可能 机械化 、自动化。操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸 过滤式防毒面具 ( 半面罩 ),戴 化学 安全防护眼镜 ,穿 聚乙烯 防毒服 ,戴橡胶耐油手套。远离火种、热源,工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。防止蒸气泄漏到工作场所空气中。避免与 氧化剂 、 还原剂 、酸类、碱类接触。搬运时要轻装轻卸,防止包装及容器损坏。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。

储存注意事项:储存于阴凉、通风的库房。

物质毒性

参考资料

  1. Adiponitrile PubChem 2024-12-05
  2. 己二腈安全技术说明书 www.somsds.com 2012-10-29
  3. chemical book:1,4-二氰基丁烷 www.chemicalbook.com 2012-10-29