戊二醛性质、用途与生产工艺
戊二醛是重要的饱和直链脂肪簇二元醛,尽管有许多关于戊二醛毒性的报道,但戊二醛的交联在临床上的应用具有许多优点且已经被接受。虽然戊二醛在制药工业以及生物医学领域被广泛使用,但是它的毒性、刺激性和对环境的污染是不容忽视的。
![戊二醛.jpg 戊二醛.jpg](/NewsImg/2021-03-03/6375036355720148572119704.jpg)
戊二醛在工业上有着广泛的应用,首先,它是快速、高效、广谱的杀菌剂,广泛应用于石油化工、造纸、金属加工、油田注水等领域,戊二醛也还是有机合成的中间体,制革工业中的鞣革剂,蛋白质交联剂。
目前戊二醛的合成方法主要有吡啶法、戊二醇氧化法、还原法、吡喃法、环戊烯氧化法,吡啶法是以金属钠和甲醇还原二氢吡啶再由盐酸羟胺开环制戊二肟,后由亚硝酸钠和盐酸分解得戊二醛,该方法工艺路线长,消耗大,污染大,成本高已不适合进行生产使用;戊二醇氧化法,该反应氧化深度不易控制,并且戊二醛极易氧化,导致存在产品收率低,成本高等确定;环戊烯氧化法,采用酸催化双氧水氧化环戊二烯,随着非均相催化剂的研究该方法体现出极大的潜力,但目前还存在催化剂套用次数少,戊二醛转化率较低的缺点,暂时不能满足工业化的要求;吡喃法,用乙炔和脂肪醇制取乙烯基醚,然后乙烯基醚与丙烯醛反应合成2-烷氧基-3.4-二氢吡喃,再经水解得戊二醛。吡喃法相对来说,工艺成熟,反应条件温和,操作简单,产品质量好,收率高,环境污染小,适宜进行工业生产。
戊二醛能与蛋白质分子的氨基和肽键连接形成交连;是最常用的非凝固型固定剂。可以部分保持酶和蛋白质的活性。固定能力比甲醛强。常用于电镜制片的固定;用缓冲液配制。
2,4-二硝基苯肼试剂的制备取硫酸4m1,加于0.8g一2,4-二硝基苯肼中,然后逐滴加水6ml,同时晃动。当全部溶解后,加乙醇20ml,混合,过滤,以此滤液作为试剂。
操作取2,4-二硝基苯肼试剂20ml,加入试样0.4ml,摇晃混合后静置5min。将沉淀收集于一滤纸上,用乙醇充分淋洗。将沉淀溶于20ml热的二氯乙烯中,过滤,滤液于冰浴中冷却至出现结晶。将沉淀收集于一滤纸上。用30ml丙酮重新溶解沉淀,并进行回流,过滤,滤液于冰浴中冷却至出现结晶。将沉淀收集于一滤纸上,所得2,4-二硝基苯腙的熔点在185~195℃之间。
0.5mol/L盐酸胲溶液的制备取盐酸胲35.0g于1L容量瓶中,用水溶解后定容混合。
0.5mol/L三乙醇胺液的制备 取98%三乙醇胺65ml(74g),放人一1L容量瓶中,用水稀释后定容并混合。
操作 将盐酸胲溶液(足够供分析空白和试样的量)中和至pH为3.60。用一适当的滴定器用三乙醇胺溶液进行滴定(注意:在中和和分析过程中始终保持同样的搅拌速度)。
于二只滴定杯中各加已中和的盐酸胲溶液65.0ml,在每只杯上装一涂有聚四氟乙烯的搅拌器,经自动滴定管,在每一只滴定杯中加入已中和的三乙醇胺液30.8ml,加盖,搅拌。用一已称重的移液管,吸取一定量的试样,约等于戊二醛300mg,加于一杯子中。经充分混合后,将试样液和空白样液在室温下至少维持60min,但不超过90min。
用0.5mol/L盐酸将试样和空白样滴定至pH为3.60,测定终点电位差。按下式计算试样中戊二醛质量百分含量:
戊二醛(%)=[c(B-A)(0.05006)/W]100
式中 B和A——分别为空白和试样液所耗盐酸的体
积,ml;
c——盐酸的浓度,mol/L;
0.05006——戊二醛摩尔质量,g;
W——?试样质量,g。
LD
50820rag/kg(大鼠,经口)。对粘膜、皮肤有刺激作用。
GB 2760-96:果蔬保鲜0.05g/k,残留量≤5mg/kg。
添加剂中文名称
允许使用该种添加剂的食品中文名称
添加剂功能
最大允许使用量(g/kg)
最大允许残留量(g/kg)
五碳双缩醛
食品
食品工业用加工助剂
/
一般应在制成最后成品之前出去,有规定食品中残留量的除外
化学性质
纯戊二醛是无色透明油状液体,易溶于水和乙醚、乙醇等有机溶剂,熔点-14℃沸点188℃分解,折射率(25℃)1.433 0,不易燃。25%的戊二醛水溶液相对密度1.066(20℃),熔点-5.8℃,沸点101℃,有强烈的刺激性。有芳香味,性质活泼、易挥发、聚合和氧化。能与蛋白质发生交联,用以鞣革,可获得优良的耐洗、耐汗性的成革。
![戊二醛 戊二醛](https://www.chemicalbook.com/NewsImg/2020-09-23/202092315330129384.png)
用途
本品用作消毒杀菌剂和蛋白质交联剂,广泛用于石油开采、医疗卫生、生物化学、处理皮革的鞣制剂;用于合成多种合成有机试剂,制取杂环化合物等;还可用于食品卫生、塑料、涂料、胶粘剂、燃料、香料、纺织、印刷、照相等工业;可用作显像管的坚膜剂。
用途
戊二醛是仅次于乙二醛的最重要的饱和直链脂肪族二元醛。戊二醛被誉为第三代化学灭菌剂,同时还是一种优良的鞣革剂、蛋白质交联剂、高效杀菌消毒剂、生物酶和细胞的组织固化剂。广泛应用于医药、卫生、石油化工、轻工业部门以及科研领域。
用途
对细胞核、细胞浆的细微结构固定效果好,是最常用的标准戊二醛固定液,主要用于电镜标本的固定。不适用固定核酸、多糖物质。
用途
杀菌消毒剂、鞣革剂、木材防腐剂,药物和高分子合成原料等。宜于在低温(0℃以下)密封避光保存。本品对眼睛和皮肤有强烈的刺激性,取用时应戴眼镜、手套等防护用具。不能与含酚类的植物鞣剂和合成鞣剂混用。
用途
用作显微镜检验的固定剂
用途
戊二醛是一种低毒的化学防腐杀菌剂,我国规定可用于蔬、果的保鲜,最大使用量为0.05g/kg,残留量不大于5mg/kg。
用途
戊二醛用于消毒、制药、鞣革,用作电子显微镜及彩色显像管的坚膜剂。该品用来生产中枢兴奋药山梗菜碱盐酸盐。戊二醛是一种速效、广谱的化学灭菌剂,在常温下低浓度的戊二醛水溶液即可对许多微生物表现出活性,对繁殖型的细菌,病毒,分枝杆菌、致病性霉菌和细菌芽孢有高度灭菌效果,且对人毒性很低,有人称本世纪初使用甲醛,30年代使用环氧乙烷等化学杀菌消毒剂,目前戊二醛是第三个里程碑。1973年世界卫生组织(WHO)推存三品作为B型肝炎病毒消毒剂。在已知醛中,戊二醛是一种最好的蛋白质交联剂,交联的特点是活性高,反应快,结合量高,产物稳定,对沸水、酸、酶的抵抗能力强,因此用戊二醛鞣制的皮革具有优异的耐汗、耐热、耐皂洗等性能。
生产方法
由丙烯醛与乙烯基乙醚环合为2-乙氧基-3,4-二氢吡喃加入反应锅内,密闭搅拌1h,静置半小时,即得戊二醛溶液,将乙醇蒸出,使成25%溶液。或加碳酸氢钠中和,以食盐饱和,然后用乙醚提取2次,回收乙醚后,减压蒸馏,收集75-81℃(2kPa)馏分,获得纯的产品。另外,将吡啶还原成二氢吡啶,再用羟胺处理得到戊二肟,最后用亚硝酸钠和盐酸使戊二肟反应为戊二醛。该法转率可达90%。
生产方法
将乙烯基乙醚和丙烯醛加入反应釜,冷却至5℃,加入溴化锌,密闭搅拌,缓慢升温,并在48~53℃下保温3h。冷却至25"E:后,用水洗涤分层,蒸馏有机层,收集80~82℃(10.67kPa)的馏分,即为2-乙氧基-3,4-二氢吡喃,收率66%。
将水、盐酸和上述中间物加入水解锅内,搅拌水解1h,静置0.5 h得戊二醛溶液,将乙醇蒸出得25%的水溶液。用碳酸氢钠中和,食盐饱和后,再用乙醚萃取2次。萃取液回收乙醚后减压蒸馏,收集75~8l℃(2.0kPa)的馏分,即为成品。
类别
有毒物品
毒性分级
高毒
急性毒性
口服-大鼠 LD50: 134 毫克/公斤; 口服-小鼠 LD50: 100 毫克/公斤
刺激数据
眼睛-兔子 0.25 毫克 /24小时 重度; 皮肤-兔 2 毫克/24小时 重度
可燃性危险特性
水溶液不燃; 受热分解放出气体可燃; 火场放出辛辣刺激烟雾
储运特性
库房通风低温干燥; 与氧化剂、食品添加剂分开存放
灭火剂
泡沫、二氧化碳、砂土
职业标准
TWA 0.8 毫克/立方米; STEL 1.2 毫克/立方米
戊二醛
上下游产品信息
上游原料
乙烯基乙醚
丙烯醛
二氢吡啶
3,4-二氢-2H-吡喃
2-乙氧基-3,4-二氢吡喃
1,1,5,5-四甲氧基戊烷
顺式-1,2-环戊二醇
1,2-环戊二醇
2,2'-三亚甲基二-1,3-二噁戊环
3,4-二氢-2-甲基-吡喃
1,2-环氧环戊烷
六氢吡啶
下游产品