乙醛

乙醛

無色易流動液體
乙醛(acetaldehyde)一種醛。分子式為C2H4O。無色易流動液體,有刺激性氣味。可溶于水、乙醇、乙醚、丙酮和苯。易燃,易揮發。蒸氣與空氣能形成爆炸性混合物。乙醛可存在于咖啡,面包,成熟的水果中,它還可以通過植物作為代謝産物而生成。乙醛是有機合成的重要原料,可用于合成乙酸、乙酐、季戊四醇和較大分子的醛,如3-羟基丁醛、巴豆醛等。[1]
    中文名:乙醛 别名:醋醛、乙基醛 化學式:C2H4O 熔點:-123.5℃ 沸點:20.8℃ 密度:0.7834g·cm−3(水=1) 外觀:無色易流動液體 閃點:-39℃ 英文名:Ethanal CAS号:75-07-0 RTECS:AB1925000 摩爾質量:44.05g·mol−1 溶解度(水):任何比例互溶 黏度:0.215 于 20 °C 偶極矩:2.7 D 警示術語:R:12-36/37-40 安全術語:S:2-16-33-36/37 主要危害:能形成爆炸性混合物,爆炸極限4.0%~57.0%(體積)。

制備方法

1.乙烯直接氧化法

乙烯和氧氣通過含有氯化钯、氯化銅、鹽酸及水的催化劑,一步直接氧化合成粗乙醛,然後經蒸餾得成品。

2.乙醇氧化法

乙醇蒸氣在300-480℃下,以銀、銅或銀-銅合金的網或粒作催化劑,由空氣氧化脫氫制得乙醛。

3.乙炔直接水合法

乙炔和水在汞催化劑或非汞催化劑作用下,直接水合得到乙醛。因有汞害問題,已逐漸為他法取代。

4.乙醇脫氫法

在添加钴、鉻、鋅或其他化合物的銅催化劑作用下,乙醇脫氫生産乙醛。

5.飽和烴類氧化法。

原料消耗定額:乙炔水合法每噸産品消耗99%乙炔610kg;乙醇氧化法消耗95%乙醇1200kg;乙烯氧化法(一步法)消耗99%乙烯710kg,氧氣(99%)300立方米。市售工業品乙醛,乙烯法乙醛純度為99.7%,乙醇法純度為98%。

工業制乙醛方程式:2CH3CH2OH+O2→2CH3CHO+2H2O(加熱,催化劑Cu/Ag)

乙炔水化法:C2H2+H2O→CH3CHO(催化劑,加熱)

乙烯氧化法:2CH2=CH2+O2→2CH3CHO(催化劑,加熱,加壓)

安全數據

限量

FEMA(mg/kg):軟飲料3.9;冷飲25;糖果22;焙烤食品12;布丁類6.8;膠姆糖20~270。

鑒别試驗

    用硫酸氫鈉溶液滴定1ml試樣,應産生白色結晶性沉澱。此沉澱溶于水,但不溶于乙醇、乙醚等有機溶劑。

2.取熱的酒石酸銅堿性試液(TS-80)5ml,加試樣數滴,應即産生大量黃色至紅色氧化銅沉澱。

含量分析

取0.5mol/L鹽酸羟胺液65ml和0.5mol/L三乙醇胺溶液50.0ml,放入一能安全固定并密閉性良好的耐熱耐壓瓶中。将緩慢的氮氣流,通過一出口端略高于液面的玻璃管,送入2min,以逐出瓶中空氣。準确稱取試樣約600mg,封于一安瓿瓶中,再放入盛于耐壓瓶内的混合液中。加入直徑約rnm的短玻璃棒數根,蓋上瓶塞,強烈振搖以擊破安瓿。然後将瓶子在室溫下不時搖晃、反應30min。必要時冷卻後去塞,注意避免内容物的損失。然後用0.5mol/L硫酸滴定至青藍色終點。同時進行空白滴定。每0.5mol/L硫酸液相當于乙醛(G2H4O)。

主要用途

乙醛的最大用戶是乙酸行業,丁醇、辛醇過去也是乙醛的重要衍生産品,現在已基本為丙烯羰基合成法代替。乙醛的其他消費領域是生産季戊四醇、過乙酸、吡啶及其衍生物。國内生産的乙醛基本上都作為生産乙酸的中間體,隻有少量用于生産季戊四醇、丁醇、三氯乙醛、三羟甲基丙烷等産品。乙醛可用于生産縮醛、巴豆醛、過氧乙酸、羟基丙腈、三氯乙醛、乙酸乙酯、季戊四醇、乙酐、乙酸、乙二醛、苯基丙烯醛、乙縮醛、甲乙胺、二乙胺、α-丙氨酸、吡啶、α-甲基吡啶、β-甲基吡啶、γ-甲基吡啶。

安全性

危險特性

極易燃,甚至在低溫下的蒸氣也能與空氣形成爆炸性混合物,遇火星、高溫、氧化劑、易燃物、氨、硫化氫、鹵素、磷、強堿、胺類、醇、酮、酐、酚等有燃燒爆炸危險。在空氣中久置後能生成有爆炸性的過氧化物。受熱可能發生劇烈的聚合反應。其蒸氣比空氣重,能在較低處擴散到相當遠的地方,遇火源會着火回燃。

應急處置

皮膚接觸:脫去污染的衣着,用肥皂水和清水徹底沖洗皮膚。

眼睛接觸:提起眼睑,用流動清水或生理鹽水沖洗。就醫。

吸入:迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難,給輸氧。如呼吸停止,立即進行人工呼吸。就醫。

食入:飲足量溫水,催吐。就醫。

呼吸系統防護:空氣中濃度超标時,佩戴過濾式防毒面具(半面罩)。

眼睛防護:戴化學安全防護眼鏡。

身體防護:穿防靜電工作服。

手防護:戴橡膠手套。

其他防護:工作現場禁止吸煙、進食和飲水。工作完畢,淋浴更衣。保持良好的衛生習慣。

洩漏應急處理:迅速撤離洩漏污染區人員至安全區,并進行隔離,嚴格限制出入。切斷火源。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器,穿防靜電工作服。盡可能切斷洩漏源。防止流入下水道、排洪溝等限制性空間。小量洩漏:用砂土或其它不燃材料吸附或吸收。也可以用大量水沖洗,洗水稀釋後放入廢水系統。大量洩漏:構築圍堤或挖坑收容。噴霧狀水冷卻和稀釋蒸汽、保護現場人員、把洩漏物稀釋成不燃物。用防爆泵轉移至槽車或專用收集器内,回收或運至廢物處理場所處置。

有害燃燒産物:一氧化碳、二氧化碳。

滅火方法:遇到大火,消防人員須在有防爆掩蔽處操作。抗溶性泡沫、二氧化碳、幹粉、砂土。用水滅火無效。

管理信息

操作的管理:密閉操作,全面排風。操作人員必須經過專門培訓,嚴格遵守操作規程。建議操作人員佩戴過濾式防毒面具(半面罩),戴化學安全防護眼鏡,穿防靜電工作服,戴橡膠手套。遠離火種、熱源,工作場所嚴禁吸煙。使用防爆型的通風系統和設備。防止蒸氣洩漏到工作場所空氣中。避免與氧化劑、還原劑、酸類接觸。充裝要控制流速,防止靜電積聚。搬運時要輕裝輕卸,防止包裝及容器損壞。配備相應品種和數量的消防器材及洩漏應急處理設備。倒空的容器可能殘留有害物。

儲存的管理:儲存于陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源。庫溫不宜超過25℃。包裝要求密封,不可與空氣接觸。應與氧化劑、還原劑、酸類等分開存放,切忌混儲。不宜大量儲存或久存。采用防爆型照明、通風設施。禁止使用易産生火花的機械設備和工具。儲區應備有洩漏應急處理設備和合适的收容材料。

運輸的管理:本品鐵路運輸時限使用耐壓液化氣企業自備罐車裝運,裝運前需報有關部門批準。運輸時運輸車輛應配備相應品種和數量的消防器材及洩漏應急處理設備。夏季最好早晚運輸。運輸時所用的槽(罐)車應有接地鍊,槽内可設孔隔闆以減少震蕩産生靜電。嚴禁與氧化劑、還原劑、酸類、食用化學品等混裝混運。運輸途中應防曝曬、雨淋,防高溫。中途停留時應遠離火種、熱源、高溫區。裝運該物品的車輛排氣管必須配備阻火裝置,禁止使用易産生火花的機械設備和工具裝卸。公路運輸時要按規定路線行駛,勿在居民區和人口稠密區停留。鐵路運輸時要禁止溜放。嚴禁用木船、水泥船散裝運輸。

廢棄的管理:用焚燒法處置。

藥學相關

毒理學資料

急性毒性:LD501930mg/kg(大鼠經口);LC5037000mg/m3,1/2小時(大鼠吸入),此濃度使動物出現明顯的興奮症狀;15min後即出現麻醉;存活者迅速恢複。動物屍檢主要發現為肺水腫。貓接觸2g/m3時則出現嚴重刺激症狀,20g/m3濃度時,經1—2h,因呼吸麻痹而死亡。

亞急性和慢性毒性:類似酒精中毒。表現有體重減輕、貧血、谵妄、視聽幻覺、智力喪失和精神障礙。

代謝:乙醛主要經呼吸道和胃腸道進人機體。吸入的乙醛蒸氣約40%~70%留在呼吸道,進入血液的乙醛在紅細胞中的濃度約為血漿的10倍。體内乙醛主要經肝髒NAD依賴性醛脫氫酶氧化代謝成乙酸,進一步生成CO和水排出體外。乙醛也是體内糖代謝的中間産物,乙醛是乙醇經肝髒NAD依賴性醛脫氫酶氧化代謝形成的。

中毒機理:乙醛為乙醇在體内代謝的一種産物,可引起臉潮紅、心悸及血壓下降等不适症狀。這些作用可由于同時接觸二硫代秋蘭姆(又稱“Antabuse”,可作戒酒劑及橡膠抗氧化劑)、氰酰胺和二甲酰甲酰胺而加刷,乙醛為香煙霧中的成分之一,具有纖毛毒性,可減少肺巨噬細胞數。

刺激性:家兔經眼:40mg,重度刺激。家兔經皮開放性刺激試驗:500mg,輕度刺激。

緻畸性:高等動物緻畸性實驗結果陰性,但可引起植物及低等動物染色體畸變。

生殖毒性:小鼠靜脈最低中毒劑量(TDL0):120mg/kg(孕後7~9天用藥),胚泡植入後死亡率增高,對胎鼠有毒性。

環境危害:對環境有危害,對水體可造成污染。

燃爆危險:本品極度易燃,具刺激性,具緻敏性。

應急醫療

主要用途及接觸機會:用于制造醋酸、醋酐和合成樹脂。

侵入途徑:吸入、食入、經皮吸收。

人體危害:低濃度引起眼、鼻及上呼吸道刺激症狀及支氣管炎。高濃度吸入尚有麻醉作用。表現有頭痛、嗜睡、神志不清及支氣管炎、肺水腫、腹瀉、蛋白尿肝和心肌脂肪性變。可緻死。誤服出現胃腸道刺激症狀、麻醉作用及心、肝、腎損害。對皮膚有緻敏性。反複接觸蒸氣引起皮炎、結膜炎。慢性中毒:類似酒精中毒。表現有體重減輕、貧血、谵妄、視聽幻覺、智力喪失和精神障礙。

診斷要點:

(1)吸入中毒輕者表現為眼、鼻上呼吸道刺激症狀及支氣管炎,重者出現肺水腫、頭痛、嗜睡、意識障礙。

(2)口服中毒表現為惡心、嘔吐、腹瀉、意識障礙,并可出現肝、腎和心肌損害。

(3)皮膚接觸可發生刺激性接觸性皮炎,有時可引起變應性接觸性皮炎。

處理原則:

(1)吸入中毒者應迅速脫離現場。必要時吸氧,霧化吸入,2%碳酸氫鈉、地塞米松等。給予止咳、解痙藥。早期給地塞米松10mg靜脈推注。出現肺炎或肺水腫時應及早對症處理。

(2)誤服後盡快以清水洗胃,洗胃後可給予3%碳酸铵或15%醋酸铵100ml,并口服牛奶或豆漿,以保護胃黏膜。

(3)皮膚和黏膜接觸後,先用大量清水沖洗,再用肥皂水或2%碳酸氫鈉液沖洗,更換被污染衣服。

(4)過敏者可給予抗過敏藥。

預防措施:密閉系統,防止産生煙霧。防火防爆。

監測方法

1.現場應急監測方法

(1)氣體檢測管法

(2)氣體速測管(德國德爾格公司産品)

國家标準

1.中國職業接觸限值(GBZ2-2002)

2.環境标準

相關工業應用

醫藥應用

酒精性心肌症(Alcoholiccardiomyopathy,ACM)是一種由于長期大量飲酒所引起的非常嚴重的擴大性的非缺血性心髒損傷,嚴重的威脅到了人們的生命安全。但是到目前其确切的發病機理尚不清楚。近年來研究所提供的實驗證據提示我們,乙醛(Acetaldehyde,ACA)作為酒精在體内的第一個氧化代謝産物在酒精性心肌症的發病過程中可能起到了重要的作用。

實驗從在體、離體和細胞水平觀察了乙醛對大鼠心髒的毒性作用,進而為研究乙醛在酒精性心肌症發病過程中所起到的作用提供實驗室依據。我們的實驗觀測了乙醛對大鼠心電圖,以及對在體和離體的心肌力學指标的影響作用。此外,我們還應用了膜片鉗和離子成像技術觀察了乙醛對心肌細胞内Ca2+離子濃度和細胞膜L-型Ca2+離子通道電流的作用。再有,我們還運用了RT-PCR和Western-Bloting等分子生物學技術觀察了乙醛引起的幾種主要的心肌細胞鈣調控蛋白表達量的改變。

實驗結果表明,乙醛120mg/kg腹腔注射能夠明顯的改變大鼠的心肌力學指标和心電圖指标。左心室舒張末期壓由正常的0.088±0.0472kPa被升高到0.479±0.216kPa,同時心電圖的ST段也由正常對照組的0.020±0.005mV升高到0.077±0.025mV。30mM乙醛能夠顯著的抑制離體的心髒收縮功能,同時它又能夠明顯的升高心室肌細胞内的鈣離子濃度。我們通過使用阻斷劑發現,乙醛使細胞内鈣濃度升高的作用與PKA和PKC介導的信号通路有關。

此外,乙醛還能有效的抑制心肌細胞膜L-型Ca2+離子通道電流。再有,我們通過RT-PCR和Western-Bloting實驗發現乙醛能夠改變幾種關鍵的鈣調控蛋白的表達量,例如乙醛能夠增加Na+/Ca2+交換蛋白(NCX)和L-型鈣通道蛋白(CaV1.2)的表達,同時又能夠抑制肌漿網鈣泵蛋白SERCA2α亞基的表達。我們的實驗首次系統全面的評價了乙醛對大鼠心髒的毒性作用。在體和離體的實驗結果提示我們,乙醛對心髒有很強的直接毒性作用,并且這種毒性作用呈現一種負性肌力效應。此外,乙醛又能使細胞内鈣濃度明顯升高,并改變鈣調控蛋白的表達,因而造成了細胞内鈣循環紊亂。這又提示我們,乙醛的負性肌力效應可能與鈣循環紊亂有着密切的關聯。

對神經及心髒活動影響

人類過量飲酒導緻的問題十分嚴重,因飲酒而産生的疾病中尤以心腦血管疾病為最。酒精在體内代謝的中間産物為乙醛。以往對神經、心髒影響的研究多側重于乙醇的影響,國外雖對乙醛的影響有一些研究,但對乙醛、乙醇兩者作用的比較研究甚少。針對飲酒對心腦血管的影響,我們選擇了以神經和心髒為對象開展乙醇、乙醛作用的比較研究,以探讨兩者對器官影響的作用大小及相關機制,為進一步的研究提供基礎和參考。将含有不同濃度的乙醇、乙醛的任氏液滴加到蟾蜍坐骨神經表面,30秒後測定神經幹刺激阈值、最大刺激值,複合動作電位峰值和不應期等電生理指标。

結果表明:乙醇在86~515mmol/L濃度範圍内能使神經标本的不應期縮短,刺激阈值、最大刺激值減小,複合動作電位峰值升高;而乙醛在8.5~42.8mmol/L濃度範圍内即能對标本産生上述影響。如果乙醇濃度提高至859~1545mmol/L,則神經标本表現出不應期延長,刺激阈值、最大刺激值提高,複合動作電位降低(仍高于空白對照組)等現象;而使神經标本表現出相同現象的乙醛濃度隻相應地提升為85.6~429mmol/L。用高于1.5mol/L的乙醇處理神經标本,可能對其造成不可恢複性損傷,而乙醛的最低損傷濃度為0.5mol/L左右。

在對心髒的影響研究中,用不同濃度的乙醇和乙醛對蛙心标本進行灌流,用BL-420~+系統對給藥前後心髒的心率作記錄,以研究乙醇和乙醛對離體心髒和神經幹的影響及可能機制。

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