2-丁酮

2-丁酮

2-丁酮,無色透明液體。有類似丙酮氣味。易揮發。能與乙醇、乙醚、苯、氯仿、油類混溶。

基本信息

物競編號:01NX

2-丁酮結構式2-丁酮結構式

中文名稱:2-丁酮
英文名稱:2-Butanone
別名名稱:甲乙酮甲基丙酮甲基乙基酮乙基甲基甲酮丁酮
更多別名:MethylethylketoneMethylacetoneEthylmethylketone2-Ketobutane
分子式:C4H8O
分子量:72.11中文名稱: 2-丁酮
英文名稱2: methyl ethyl ketone
CAS No.: 78-93-3
分子式: C4H8O
分子量: 72.11
理化特性
主要成分: 純品
外觀與性狀: 無色液體,有似丙酮的氣味。
熔點(℃): -85.9
沸點(℃): 79.6
相對密度(水=1): 0.81
相對蒸氣密度(空氣=1): 2.42
飽和蒸氣壓(kPa): 9.49(20℃)
燃燒熱(kJ/mol): 2441.8
臨界溫度(℃): 260
臨界壓力(MPa): 4.40
辛醇/水分配係數的對數值: 0.29
閃點(℃): -9
引燃溫度(℃): 404
爆炸上限%(V/V): 11.4
爆炸下限%(V/V): 1.7
溶解性: 溶於水、乙醇乙醚,可混溶於油類。
主要用途: 用作溶劑、脫蠟劑,也用於多種有機合成,及作為合成香料和醫藥的原料。

健康危害

對眼、鼻、喉、黏膜有刺激性。長期接觸可致皮炎。本品常與己酮-【2】混合套用,能加強己酮-【2】引起的周圍神經病現象,但單獨接觸丁酮未發現有周圍神經病現象。
燃爆危險: 本品易燃,具刺激性。

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。其蒸氣比空氣重,能在較低處擴散到相當遠的地方,遇火源會著火回燃。

物性數據

1.性狀:無色透明易流動的液體,具有特殊氣味。
2.沸點(ºC,101.3kPa):79.6
3.熔點(ºC):-86.4
4.相對密度(g/mL,20/4ºC):0.8049
5.相對密度(g/mL,25/4ºC):0.7997
6.折射率(n20ºC):1.3788
7.折射率(n25ºC):1.3764
8.黏度(mPa·s,25ºC):0.423
9.黏度(mPa·s,30ºC):0.365
10.閃點(ºC,閉口):-7.2
11.閃點(ºC,開口):1.67
12.燃點(ºC):516
13.蒸發熱(J/mol,b.p.):23.3
14.熔化熱(KJ/mol):8.4
15.生成熱(KJ/mol):279.2
16.燃燒熱(KJ/mol):2442.1
17.比熱容(KJ/(kg·K),定壓):2.297
18.臨界溫度(ºC):262.4
19.臨界壓力(MPa):4.2
20.電導率(S/m):3.6×10-9
21.爆炸下限(%,V/V):1.81
22.爆炸上限(%,V/V):11.5
23.體膨脹係數(K-1,0~80ºC):0.00142
24.體膨脹係數(K-1,0~30ºC):0.00129
25.臨界密度(g/mL):0.270
26.溶解性:能與乙醇、乙醚、苯、氯仿、油類混溶。溶於4份水中,但溫度升高時溶解度降低。能與水形成共沸混合物(含水11.3%),共沸點73.4℃(含丁酮88.7%)。
27.臨界體積(cm3·mol-1):267
28.臨界壓縮因子:0.252
29.偏心因子:0.324
30.Lennard-Jones參數(A):14.49
31.Lennard-Jones參數(K):145.9
32.溶度參數(J·cm-3)0.5:18.796
33.vanderWaals面積(cm2·mol-1):7.910×109
34.vanderWaals體積(cm3·mol-1):49.270
35.氣相標準燃燒熱(焓)(kJ·mol-1):-2478.6
36.氣相標準聲稱熱(焓)(kJ·mol-1):-238.7
37.氣相標準熵(J·mol-1·K-1):339.47
38.氣相標準生成自由能(kJ·mol-1):-146.6
39.氣相標準熱熔(J·mol-1·K-1):103.26
40.液相標準燃燒熱(焓)(kJ·mol-1):-2444.1
41.液相標準聲稱熱(焓)(kJ·mol-1):-273.3
42.液相標準熵(J·mol-1·K-1):239.0
43.液相標準生成自由能(kJ·mol-1):-151.4
44.液相標準熱熔(J·mol-1·K-1):158.9

毒理學數據

毒性分級中毒急性毒性:口服-大鼠LD50:2737毫克/公斤;口服-小鼠LC50:3000毫克/公斤。刺激數據:皮膚-兔500毫克/24小時中度;眼睛-兔80毫克。丁酮屬低毒類。毒性比丙酮強,有麻醉性,能使中樞神經功能下降。吸入其蒸氣時刺激眼睛與氣管,引起頭痛、頭昏、嘔吐和皮炎等。工作場所最高容許濃度735mg/m3。大鼠吸LD50為2000mg/kg。

生態學數據

對水體不會造成什麼危害。
分子結構數據1、摩爾折射率:20.60
2、摩爾體積(m3/mol):91.6
3、等張比容(90.2K):196.3
4、表面張力(dyne/cm):21.0
5、極化率(10-24cm3):8.17

計算化學數據

1、疏水參數計算參考值(XlogP):0.3
2、氫鍵供體數量:0
3、氫鍵受體數量:1
4、可鏇轉化學鍵數量:1
5、互變異構體數量:3
6、拓撲分子極性表面積(TPSA):17.1
7、重原子數量:5
8、表面電荷:0
9、複雜度:38.9
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

性質與穩定性

1.化學性質:

丁酮由於具有羰基及與羰基相鄰接的活潑氫,因此容易發生各種反應。與鹽酸或氫氧化鈉一起加熱發生縮合,生成3,4-二甲基-3-己烯-2-酮或3-甲基-3-庚烯-5-酮。長時間受日光照射時,生成乙烷、乙酸、縮合產物等。用硝酸氧化時生成聯乙醯。用鉻酸等強氧化劑氧化時生成乙酸。丁酮對熱比較穩定,500℃以上熱裂生成烯酮或甲基烯酮。與脂肪族或芳香族醛發生縮合時,生成高分子量的酮、環狀化合物、縮酮以及樹脂等。例如與甲醛在氫氧化鈉存在下縮合,首先生成2-甲基-1-丁醇-3-酮,接著脫水生成甲基異丙烯基酮。該化合物受日光或紫外光照射時發生樹脂化。與苯酚縮合生成2,2-雙(4-羥基苯基)丁烷。與脂肪族酯在鹼性催化劑存在下反應,生成β-二酮。在酸性催化劑存在下與酸酐作用發生醯化反應,生成β-二酮。與氰化氫反應生成氰醇。與氨反應生成酮基哌啶衍生物。丁酮的α-氫原子容易被鹵素取代生成各種鹵代酮,例如與氯作用生成3-氯-2-丁酮。與2,4-二硝基苯肼作用生成黃色的2,4-二硝基苯腙(m.p.115℃)。

2.極易燃有毒液體

,長期吸入其蒸氣會使眼、鼻、喉等黏膜受刺激,而引起炎症。空氣中最高容許濃度200*10-6或590mg/m3。操作現場應保持良好的通風,操作人員應戴口罩及橡膠手套。當皮膚或眼接觸2丁酮後,應立即用大量水沖洗,嚴重者送醫院治療。

3.存在

烤菸菸葉、主流煙氣、側流煙氣中。

貯存方法

1.本品應密封於陰涼、通風、乾燥處保存,遠離熱源。
2.用鐵桶包裝。按有毒易燃化學品規定貯運。

合成方法

氣相液相脫氫兩種方法。
(1)氣相脫氫用鋅銅合金或氧化鋅作催化劑,溫度400~500℃,常壓;液相脫氫用蘭尼鎳亞鉻酸銅作催化劑,溫度150℃。液相脫氫反應溫度及能耗較低,產率較高,催化劑壽命長,分離工藝簡單。
(2)丁烷液相氧化法
丁烷液相氧化的主產品是乙酸,同時副產丁酮(約占乙酸產量的16%)。反應溫度150~225℃,壓力4.0~8.0MPa。例如美國聯合碳化物公司,1976年用此法生產了22.6萬噸乙酸,得到3.6萬噸的副產丁酮。目前在美國約20%的丁酮是用此法生產的。
目前正在研究、發展的方法有丁烯液相氧化法、異丁苯法等。
(3)丁烯液相氧化法
此法稱為互克爾法(Wacker法)。以氯化鈀/氯化銅溶液為催化劑,在90~120℃、1.0~2.0MPa條件下進行反應。

丁烯相氧化法丁烯相氧化法

丁烯轉化率約95%,丁酮收率約88%,得到的反應液通過蒸餾等方法提純而得到成品。此法工藝過程簡單,但設備腐蝕嚴重,需用重金屬作催化劑。此法尚未套用於大規模生產。
(4)異丁苯法
正丁烯和苯經烴化生成異丁苯,異丁苯氧化生成過氧化氫異丁苯,最後用酸分解得到丁酮和苯酚。

異丁苯法異丁苯法

苯烴化以三氯化鋁為催化劑,反應溫度50~70℃,得異丁基苯
異丁基苯於110~130℃、0.1~0.49MPa壓力下,液相氧化生成異丁基苯過氧化氫;

液相氧化液相氧化

然後在酸催化劑存在下分解,於20~60℃提濃氧化液,生成丁酮和苯酚,最後分離精製而得成品。
此法特點是工藝設備腐蝕較輕,反應條件溫和,有利於工業化。
丁酮是乾餾木材的蒸出液(木醇油)的重要組分。工業上從仲丁醇、丁烷等製取。
1.硫酸間接水合法 含丁醇的混合C4餾分與硫酸接觸生成酸式硫酸酯和中式硫酸酯,然後用水稀釋,水解生成仲丁醇水溶液,再經脫水、提濃得仲丁醇。純仲丁醇經鎳或氧化鋅催化脫氫後,得成品。

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2.正丁烯直接水合法 此法分兩種,一種以樹脂為催化劑,另一種以雜多酸為催化劑。

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3.仲丁醇脫氫法 此工藝分氣相法與液相法,大部分採用氣相法脫氫工藝。即仲丁醇在脫氫催化劑作用下經脫氫製得丁酮。

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4.乙烯氣相氧化法。
5.異丁苯法正丁烯和苯經烴化生成異丁苯,異丁苯氧化生成過氧化氫異丁苯,最後用酸分解得到丁酮和苯酚。此法特點是:工藝設備腐蝕較輕,反應條件溫和,有利於工業化。
6.含丁醇的混合C4餾分與硫酸反應,然後用水稀釋,水解生成仲丁醇水溶液,再經脫水、提純得仲丁醇。純仲丁醇經鎳或氧化鋅催化脫氫後,得成品。或者利用正丁烯直接水合法。
7.以工業品丁酮為原料,加入少量無水碳酸鈉,攪動,加熱回流,過濾後蒸餾。選擇不同塔板的精餾塔和回流比,可得到不同含量的純品丁酮。
8.主要採用酯化法。以含丁烯的混合C4餾分為原料,與硫酸進行酯化反應,生成酸性硫酸酯和中性硫酸酯,然後用水稀釋,水解生成仲丁醇水溶液,再經脫水、提濃得仲丁醇,最後經催化脫氧後,得成品反應如下:
C4H8+H2SO4→4C3H9HSO4→OC3H9OH+H2SO4
C4H9OH-H2→ch3cOC2H5
9.菸草:FC,40;通過回流乙醯乙酸甲酯和稀硫酸而得,或通過仲丁醇氧化而得,也可由發酵法製備。

用途

1.丁酮主要用作溶劑,如用於潤滑油脫蠟、塗料工業及多種樹脂溶劑、植物油的萃取過程及精製過程的共沸精餾,其優點是溶解性強,揮發性比丙酮低,屬中沸點酮類溶劑。
2.丁酮還是製備醫藥、染料、洗滌劑、香料、抗氧化劑以及某些催化劑的是中間體,合成抗脫皮劑甲基乙基酮肟、聚合催化劑甲基乙基酮過氧化物、阻蝕劑甲基戊炔醇等,在電子工業中用作積體電路光刻後的顯影劑。
3.用作洗滌劑、潤滑油脫蠟劑、硫化促進劑和反應中間體等。
4.用於有機合成。用作色譜分析標準物質、溶劑。
5.用於電子工業,常用作清洗去油劑
6.除了廣泛用於煉油、塗料、助劑、膠黏劑、染料、醫藥及電子元件清洗等方面外,主要用於硝酸纖維素、乙烯基樹脂、丙烯酸樹脂和其他合成樹脂的溶劑。其優點是溶解性強,揮發性比丙酮低。在植物油的萃取、精製過程的共沸精餾以及製備香料、抗氧化劑等方面也有套用。
7.是有機合成原料,可作溶劑。在煉油工業中作潤滑油的脫蠟劑,同時用於醫藥、塗料、染料、洗滌劑、香料和電子等工業。液體油墨的溶劑。化妝品中用於指甲油的製造,作為低沸點溶劑,能降低指甲油的黏度,有快乾性

安全信息

R11高度易燃。
R36刺激眼睛。
R37刺激呼吸系統。
S33採取措施,預防靜電發生。

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