丙烯酰胺:含有双键及酰胺基的化合物-中文百科频道

性质

丙烯酰胺是一种不饱和酰胺，能溶于水、乙醇、乙醚、丙酮、氯仿，不溶于苯及庚烷，在酸碱环境中可水解成丙烯酸。

丙烯酰胺在室温下很稳定，但当处于熔点或以上温度、在氧化条件下以及在紫外线的作用下很容易发生聚合反应，生成聚丙烯酰胺。当加热使其溶解时，丙烯酰胺释放出强烈的腐蚀性气体和氮的氧化物类化合物。但熔融时则骤然聚合。易燃，受高热分解放出腐蚀性气体。毒性很大，LD50126mg/kg。对中枢神经系统有危害，且可能致癌，对眼睛和皮肤亦有强烈的刺激作用。

丙烯酰胺是一种用来製造聚丙烯酰胺的工业化学物。近年研究发现，经高温处理或烹煮后，食物内的游离天门冬酰胺与还原糖产生反应，形成丙烯酰胺。这种化学物是基因致癌物质，被认为对实验动物可产生神经系统毒性作用，并且会影响生殖和发育。然而，流行病学研究未能提供一致的證据，證明人体从膳食中摄入丙烯酰胺的水准与癌症发病率相关。

研究历史

19世纪末，科学家用丙烯酰氯与氨首次合成了丙烯酰胺。

1954年，美国氰氨公司采用丙烯腈硫酸水解工艺进行工业生产。

1972年，日本三井东压化学公司首先建立了骨架铜催化丙烯腈，水合制丙烯酰胺的工业装置，此后各国相继开发了不同类型的催化剂，采用此项工艺进行工业生产。

20世纪80年代，日本日东化学工业公司实现了用生物催化剂由丙烯腈制丙烯酰胺的工业生产。

2002年4月，瑞典国家食品管理局和斯德哥尔摩大学研究人员率先报道，在一些油炸和烧烤的淀粉类食品，如炸薯条、炸土豆片、谷物、面包等中检出丙烯酰胺；之后挪威、英国、瑞士和美国等国家也相继报道了类似结果。由于丙烯酰胺具有潜在的神经毒性、遗传毒性和致癌性，因此食品中丙烯酰胺的污染引起了国际社会和各国政府的高度关注。

2002年6月25日，世界卫生组织和联合国粮农组织（FAO）联合紧急召开了食品中丙烯酰胺污染专家咨询会议，对食品中丙烯酰胺的食用安全性进行了探讨。

2005年2月，联合国粮农组织（FAO）和世界卫生组织（WHO）联合食品添加剂专家委员会（JECFA）第64次会议根据相关资料，对食品中的丙烯酰胺进行了系统的危险性评估。

制备方法

硫酸水合法

丙烯腈和水在硫酸存在条件下水解成丙烯酰胺的硫酸盐，然后用液氨中和生成丙烯酰胺和硫酸铵：

CH2＝CHCN+H2O+H2SO4─→CH2＝CHCONH2·H2SO4

CH2＝CHCONH2·H2SO4+2NH3─→CH2＝CHCONH2+(NH4)2SO4

此法的缺点是副产大量价值低廉、肥效不高的硫酸铵，又存在严重的硫酸腐蚀和污染等问题。

催化水合法

丙烯腈与水在铜系催化剂的作用下，于70～120℃、0.4MPa压力下进行液相水合反应。

CH2＝CHCN+H2O─→CH2＝CHCONH2反应后滤去催化剂，回收未反应的丙烯腈，丙烯酰胺水溶液经浓缩、冷却得丙烯酰胺结晶。

该法工艺流程简单，丙烯酰胺的选择性和收率可达98％以上。

生化法

生化法制取丙烯酰胺。将丙烯腈、原料水和生物催化剂调配成水合溶液．催化反应后分离出废催化剂就可得到丙烯酰胺产品。

该方法的特点是：在常温常压下反应，设备简单，操作安全；酶的特异性能使选择性极高，无副反应。采用J-1菌种时，反应温度为5～15℃，pH为7～8，反应区丙烯腈质量分数为1％~2％，丙烯腈转化率为99．99％，丙烯酰胺选择性为99．98％，反应器出口丙烯酰胺质量分数接近50％；失活的酶催化剂排出系统外的量小于产品的0．1％；无需离子交换处理，使分离精制操作大为简化；产品浓度高，无需提浓操作；整个过程操作简便，利于小规模生产。

用途

丙烯酰胺主要用来制取能溶于水的聚合物，而这种聚丙烯酰胺可作为添加剂用以提高石油的回收率；用作絮凝剂、增厚剂和造纸助剂。

少量丙烯酰胺被用来将亲水中心引入亲油的聚合物中以改善粘度，提高软化点和提高树脂的抗溶剂性，并且可以为染料的受色性引入一个中心。

丙烯酰胺还常常被用作感光聚合物的一个组分。

此外丙烯酰胺还可以用在生产医药、染料、涂料的中间体。

危害

丙烯酰胺属中等毒类，对眼睛和皮肤有一定的刺激作用，可通过皮肤黏膜、呼吸道和消化道等多种途径被人体吸收，其中经消化道吸收最快，在体内各组织广泛分布，包括母乳。丙烯酰胺一旦进入人体，将迅速被消化器官吸收，几小时后有一半左右通过尿液排出体外，而剩余的则在体内蓄积，主要影响神经系统，但急性中毒十分罕见。

密切大量接触可出现亚急性中毒，表现为嗜睡、小脑功能障碍以及感觉运动型多发性周围神经病。长期低浓度接触可引起慢性中毒，出现头痛、头晕、疲劳、嗜睡、手指刺痛、麻木感，还可伴有两手掌发红、脱屑，手掌、足心多汗，进一步发展可出现四肢无力、肌肉疼痛以及小脑功能障碍等。

早在1994年，国际癌症研究机构就将丙烯酰胺列为人类可能致癌源。动物实验证明，丙烯酰胺具有致突变作用，可引起哺乳动物体细胞和生殖细胞的基因突变和染色体异常，可致大鼠多种器官肿瘤，如乳腺、甲状腺、睾丸、肾上腺肿瘤等。

控制与预防

1、职业性接触者要通过改革工艺、采取工程技术措施等手段，降低工作场所空气中丙烯酰胺的浓度；同时通过加强个人防护，如戴口罩、手套，穿防护服和鞋等，以防止或减少丙烯酰胺进入体内。

2、日常生活中尽量避免过度烹饪食品，如温度过高或加热时间太长。提倡平衡膳食，减少油炸和高脂肪食品的摄入，多吃水果和蔬菜，不要吸烟。

3、由于煎炸食品是中国居民常吃的食物，国家应加强膳食中丙烯酰胺的监测与控制，开展中国人群丙烯酰胺的暴露评估，并研究探索减少加工食品中丙烯酰胺含量的方法。

致癌说

油炸食物会致癌

2012年8月，美国《国家癌症研究杂志》报导，炸薯条等油炸淀粉类食物会产生一种称为丙烯酰胺的成分，可能会致癌。瑞典科学家也证实，炸薯条、炸洋芋片等高温油炸或烘烤的淀粉类食物，含有大量丙烯酰胺，会增加多种癌症发病的风险。

根据目前各国提供的数据，富含丙烯酰胺的食品主要有炸薯条、炸薯片、爆玉米花、咖啡、饼干、面包、蛋糕、炸鸡等等。另外，世界卫生组织对17个国家的调查发现，人体摄入的丙烯酰胺主要来源的食品为炸薯条16％～30％，炸薯片6％～46％，咖啡13％～39％，饼干10％～20％，面包10％～30％，其余均小于10％。

热锅滚油炒蔬菜会致癌

2013年8月，香港食物安全中心发布的一份研究报告称，在对肉类、蔬菜、豆类及麦制品等共133种食物进行检测后发现，样本中47%的食物含有可能令人致癌的丙烯酰胺，其中让人大跌眼镜的是蔬菜及其制品的丙烯酰胺含量排第二位，仅次于零食类食品。该中心又对22种蔬菜样本进行测试，发现炒菜时间越长、温度越高，蔬菜释放出的丙烯酰胺就越多，加入食用油炒和干炒的检测结果无异。

在送检的蔬菜中，西葫芦高温加热后释放出的丙烯酰胺最多，其次为大蒜、洋葱，紧随其后的是空心菜、灯笼椒、茄子、芥蓝、丝瓜、西芹、芥菜，而生菜、菠菜、苋菜在炒制后释放出的丙烯酰胺较少。