特戊酸氯甲酯的合成及毒性

简介

由特戊酸氯甲酯合成烷基醇酰氯过程中反应温度比脂肪酸直接合成温度低，能耗减少，反应时间缩短，节约了生产成本。特戊酸氯甲酯的非离子型表面活性剂作为增稠剂和泡沫稳定剂，大量用于洗涤和化妆品[1]。特戊酸氯甲酯还可以用于磺化脂肪酸甲酯、肉豆蔻酸异丙酯、蔗糖脂肪酸酯等精细化工领域[2]。特戊酸氯甲酯作为一种新型绿色能源，由于其可再生性能和环保性能，在多个领域得到广泛应用。随着科学技术的不断进步，特戊酸氯甲酯的合成工艺也在不断优化中。在能源紧缺的时代，特戊酸氯甲酯的应用将给社会发展带来重大影响[3]。

图1 特戊酸氯甲酯的结构式。

合成

图2 特戊酸氯甲酯的合成路线[4-5]。

方法一：将新戊酰氯（8.56 g，71 mmol）、多聚甲醛（2.13 g，71 mol）和氯化锌（75 mg，0.55 mmol）的混合物在80℃下搅拌2 h。通过真空蒸馏纯化，得到新戊酸氯甲酯（41）。无色油特戊酸氯甲酯，产率（6.29克，44.7毫摩尔，59%）。1H NMR（400 MHz，CDCl3）δ1.24（9H，s，tBu），5.72（2H，s，CH2）。合成路线如图2所示。

方法二：在N2下向装有催化量ZnCl2的烧瓶中加入酰氯（例如，丙酰氯）（1当量），并将混合物冷却至-5至-10℃。然后滴加对甲醛（1.38g，46mmol），将所得反应混合物在室温下搅拌1小时。经过硅胶柱纯化得到标题化合物特戊酸氯甲酯。合成路线如图2所示。

用途

特戊酸氯甲酯主要用于制作有机玻璃，具有较好的光泽度、透明性、韧性、稳定性，易加工，并且具有更好的采光性和耐老化的优良性能。它的应用日趋广泛。目前特戊酸氯甲酯广泛用于汽车车灯、光学镜片、透明管道等[6]。特戊酸氯甲酯溶于有机溶剂如苯&甲醚等，可以形成良好的薄膜和良好的电性能，可以作为有机场效应管的介质层。特戊酸氯甲酯涂料被誉为“路用液体有机玻璃”，具有优良的耐磨性、耐候性等。因此它常被应用在加油站标识引导系统，起到警示行人车辆和引导车流方向的作用；城市绿道建设，有效提升道路行人和行车安全；敏感路段警示系，高效提醒驾驶员安全行驶[7]。特戊酸氯甲酯凭借优异的性能、广泛的用途已成为极具市场价值的产品。异丁烯下游产品的开发和利用使得在车用燃油和燃料油添加剂需求量大量减少的情况下有效地利用了石油和石油加工产物馏分资源[8]。

毒性

斑马鱼体内特戊酸氯甲酯浓度，随胁迫时间增长呈“锯齿型”变化趋势，随特戊酸氯甲酯胁迫浓度增加而增高，并逐渐趋于平衡[9]；斑马鱼在清水中24 h体内特戊酸氯甲酯浓度快速降低，后期降低速度减缓，说明了特戊酸氯甲酯在斑马鱼体内的蓄积和排出情况。斑马鱼体内在特戊酸氯甲酯胁迫不同阶段的主要响应机制是不同的，随特戊酸氯甲酯胁迫浓度增高，斑马鱼体内醇类和不饱和脂类含量增加，蛋白质等含量降低。随特戊酸氯甲酯胁迫时间增加，醇类物质含量先上升再下降，油脂含量下降，不饱和脂类含量上升，蛋白质等物质先下降再上升；随时间增长，含特戊酸氯甲酯斑马鱼在无特戊酸氯甲酯条件下脂类物质含量下降，蛋白质和碳水化合物等物质含量上升，说明了斑马鱼在特戊酸氯甲酯胁迫不同阶段体内营养物质的变化情况[10]。少量特戊酸氯甲酯胁迫即可造成斑马鱼组织细胞DNA损伤，不同组织细胞的DNA损伤程度随特戊酸氯甲酯胁迫浓度的增加而增大，对斑马鱼产生遗传毒性。相同浓度特戊酸氯甲酯胁迫下，特戊酸氯甲酯对斑马鱼的DNA损伤最为严重，对脑和肌肉损伤较轻，其中对肌肉的损伤最轻[11]。

参考文献

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