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安息香乙醚
鎖定
- 中文名
- 安息香乙醚 [30]
- 外文名
- Benzoin ethyl ether; ethoxy benzoin; 2-ethoxy-1,2-diphenylethanone; BEE; べンゾインエチルエ-テル [4]
- 別 名
-
2-乙氧基-1,2-二苯基乙酮
乙氧基苯偶姻 [30]
苯偶姻乙醚 [30] - 化學式
- C16H16O2 [30]
- 分子量
- 240.297 [30]
- CAS登錄號
- 574-09-4 [30]
- EINECS登錄號
- 210-849-0
- 熔 點
- 59 至 61 ℃ [30]
- 沸 點
- 194 至 195 ℃(2.67 kPa)
- 水溶性
- 0.074 g/L(計算值) [3]
- 密 度
- 1.1016 g/cm³
- 外 觀
- 白色或淺黃色針晶
- 閃 點
- 134.2 至 170.4 ℃(計算值) [3]
- 應 用
- 屬於一種光敏劑,主要用於印刷、感光樹脂板的配製,在配製溶劑時用作光敏劑起光固化作用
- 安全性描述
- S60、S61、S36/S37 [30]
- 危險性符號
- Xi、N [30]
- 危險性描述
- R43、R50/53
- UN危險貨物編號
- 3077 [30]
- MDL號
- MFCD00009242
- BRN號
- 2053926
- PubChem號
- 24850393
安息香乙醚研究簡史
1908年,James Colquhoun Irvine和David Mcnicol成功重複了之前的實驗,得到熔點不同的“安息香乙醚”,結果發現Jena和Limpricht所合成的“安息香乙醚”實際上是氫化苯偶姻的混合物,只是碰巧二者用Zeisel測定法測量結果相同,而導致了誤會
[29]
。
安息香乙醚理化性質
安息香乙醚分子結構數據
摩爾折射率:73.477
摩爾體積(cm3/mol):216.238
等張比容(90.2K):558.607
表面張力(dyne/cm):44.534
安息香乙醚物理性質
折射率:1.5727(17℃)
蒸氣壓:2.67 x 10-5 mmHg(25℃,計算值)
蒸發焓: 60.32±3.0 kJ/mol(760 mmHg,計算值)
logP:3.393±0.377(25℃,計算值)
logD:3.39(25℃,計算值)
沉積物-水分配係數(koc):1670(25℃,計算值)
安息香乙醚化學性質
安息香乙醚具有光引發的特點,在紫外光的作用下按Norrish Ⅰ型機理進行光敏分解反應
[21]
,產生穩定的初級自由基。通常將其分類為酮類光敏劑,但不同於酮類中二苯甲酮等光敏劑,安息香及其醚類的光化學作用產生的自由基可以直接引發烯類單體聚合,無需其他氫給體物(一般為胺類)作用,所以既是光敏劑,又是光引發劑
[10]
。安息香醚類的用量一般為單體量的10-3(mol比)。同時由於安息香醚在甲基丙烯酸甲酯(MMA)中的特徵吸收波長在300~400 nm之間,因此使用300~400 W的中壓汞弧燈為光源較合適。其中安息香乙醚具有安息香醚類中最短的固化時間,例如安息香乙醚在苯乙烯中的固化時間為5.5 min
[9]
。安息香乙醚是固體,通常都會溶解後使用,溶劑選擇氯仿時,光引發產生的自由基容易奪取氯仿的氫而形成苯甲醛
[20]
。
實驗發現,安息香烷基醚類化合物作為光引發劑對甲基丙烯酸正丁酯的光照引發聚合的引發活性順序是:安息香甲醚>安息香乙醚>安息香異丙醚>羥甲基安息香甲醚>安息香>二苯甲酰單環縮乙醇酮。因為安息香烷基醚類化合物對單體光照聚合的引發活性取決於裂解速率常數,安息香烷基醚類化合物的裂解過渡態有顯著的離子特性,加上烷基的推電子能力,有利於過渡態的形成,裂解速率常數增大,具有引發聚合活性的遊離基濃度增大,引發活性增高,引發活性就會高於安息香以及二苯甲酰單環縮乙醇酮。另外由於安息香烷基醚類化合物的結構相似,其裂解速率常數差別不大,不過其裂解得到兩種遊離基——苯甲酰遊離基(Bz·)和烷氧基苯基代甲基遊離基(Apm·),兩種遊離基的引發活性並不相同:Bz·單電子的p軌道與大π鍵不共平面,難以參與大π鍵共軛效應,遊離基比較活潑;Apm·的單電子的p軌道可以參與大π鍵共軛效應,遊離基的活性較差。同時Apm·的活性還與烷基參與共軛效應的能力有關,烷基的共軛效應包括超共軛效應
[19]
。
安息香乙醚光引發得到的遊離基十分活潑,它能向含有不飽和雙鍵的光固化樹脂例如丙烯酸環氧樹脂、丙烯酸氨基甲酸酯、聚酯丙烯酸酯、丙烯酸酯化油
[23]
、不飽和聚酯
[22]
和苯乙烯樹脂
[24]
等,轉移活性中心併發生連鎖反應:
安息香乙醚在有機合成中的常見反應有以下幾種:
產率 | 催化劑 | 溶劑 | 反應時間 | 反應温度 | 其他 |
---|---|---|---|---|---|
99% | InCl3+In | 甲苯 | 2 h | 20℃ | 超聲 |
產率 | 催化劑 | 溶劑 | 反應時間 | 反應温度 |
---|---|---|---|---|
87% | SnCl2 | 乙腈 | 3 h | 20℃ |
產率 | 催化劑 | 還原劑 | 溶劑 | 反應時間 | 反應温度 |
---|---|---|---|---|---|
95% | 異丙醇鋁 | 異丙醇 | 甲苯 | 22 h | 50℃ |
產率 | 催化劑 | 還原劑 | 溶劑 | 反應時間 | 反應温度 |
---|---|---|---|---|---|
85% | TiCl3 | Zn | 乙二醇二甲醚 | 4 h | 加熱 |
安息香乙醚製備方法
生產工藝路線
苯甲醛在氰化鈉或維生素B1鹽酸鹽等催化劑存在下縮合得安息香(二苯乙醇酮)
[6]
,然後用氯化氫和無水乙醇,進一步縮合得安息香乙醚
[5]
。前者產率高,但劇毒且“三廢”處理困難,後者雖然操作容易,節約原材料,反應迅速,但是目標產物收率太低,且因維生素B1與苯甲醛不溶解,需加入其他有機試劑幫助混合均勻,這就同時伴隨着多種副產物產生的風險。另外,其他文獻報道以三氯化磷、三氯化鋁、亞硫酰氯、三氯氧磷、光氣等為催化劑的合成方法,但這些工藝中要求乙醇大大過量,且不可避免的存在反應時間長、收率不穩定、環境污染等問題
[25]
。
無水乙醇、鹽酸 ↓ | ||||||||||||
苯甲醛 | → | 縮合 | → | 縮合 | → | 過濾 | → | 洗滌 | → | 乾燥 | → | 成品 |
催化劑 |
原料名稱 | 規格 | 消耗定額(公斤/噸) |
---|---|---|
苯甲醛 | 98% | 1500 |
無水乙醇 | 99.5% | 3900 |
合成步驟
步驟一:安息香的合成
氰化鈉催化:在裝有迴流冷凝管的圓底燒瓶中,放入95%乙醇310 mL,水160 mL,苯甲醛(最好使新鮮蒸餾的)160 g及17 g氰化鈉(劇毒品!作催化劑用),用水浴加熱至混合物沸騰,迴流半個小時,自然冷卻時(有時在迴流時)就會析出淡黃色的結晶,熔點~134℃。用抽濾法吸濾結晶,用水洗滌,乾燥後便可得安息香約138 g。若需精製品可用乙醇作溶劑進行重結晶,用活性炭脱色。純品為白色結晶,熔點137℃
[7]
。
維生素B1鹽酸鹽催化:在50 mL圓底燒瓶中加入1.0 g維生素B1(即鹽酸硫胺素鹽噻胺),2 mL蒸餾水,8 mL 95%乙醇,用塞子塞上瓶口,放在冰鹽浴中冷卻。用一支試管取4 mL 10%NaOH溶液滴加入冰浴中的圓底燒瓶中,並立即將苯甲醛加入,充分搖勻(pH9~10)(維生素B1在酸性條件下比較穩定,但易吸水,在水溶液中易被空氣氧化失效。遇光和Fe、Cu、Mn等金屬離子可加速氧化。在氫氧化鈉溶液中嘧唑環易開環失效。因此氫氧化鈉溶液在反應前必須用冰水充分冷卻,否則,維生素B1在鹼性條件下會分解,這是本實驗成敗的關鍵)。然後加入沸石,在温水浴中加熱反應,水浴温度控制在60~75℃,時間約80~90 min。反應混合物呈橘黃或橘紅色均相溶液。反應過程中,溶液在開始時不必沸騰,反應後期可適當升高温度至緩慢沸騰(80~90℃)。撤去水浴,待反應物冷卻至室温,析出白色結晶,再放入冰浴中冷卻,使之結晶完全。抽濾收集粗產物,用25 mL冷水分兩次洗滌。用80%乙醇進行重結晶,如產物呈黃色,可用少量活性炭脱色,本實驗約需6 h
[6]
。
步驟二:安息香乙醚的合成
方法一:將50 g安息香和250 g無水乙醇投入具有攪拌器,迴流冷凝管和乾燥HCl導氣管的三口瓶中。用水浴加熱攪拌至50-60℃,使安息香完全溶解。此時可導入乾燥HCl氣體(用150 mL濃硫酸滴至200 g氯化鈉中產生氣體
[8]
,經硫酸及氯化鈣乾燥塔乾燥),並在上述温度下,使反應液為HCl飽和。約需4~5 h。然後把反應液在室温下靜置12 h,使反應完全(若此時有結晶析出,證明安息香未反應完,應升温再次通入乾燥HCl飽和),觀察到三口瓶中反應物不吸收氯化氫後,在反應液中加入15%氫氧化鈉水溶液,中和其中未反應的酸,使反應液呈中性
[8]
,然後把反應液在強烈攪拌倒入冷水中即有淡黃色針狀結晶析出(用加入晶種的方式可以促進結晶);為了提純,可用石油醚作溶劑進行重結晶。純品熔點為62℃。產品保存在棕色瓶中。
方法二:在預先乾燥過的250 mL圓底三口瓶上裝置機械攪拌器,滴液漏斗及附氯化鈣乾燥管的迴流冷凝管(乾燥管末端應引至户外),在三口瓶中加入無水乙醇75 mL(約60 g),安息香53 g。在滴液漏斗中放入氯化亞碸(或稱亞硫酰氯)22 mL。開動攪拌器並用水浴把反應物加熱。當乙醇開始迴流時,逐滴加入氯化亞碸,約需30 min。加完後繼續反應30~60 min(注意觀察安息香因反應而溶解的情況)至固體物不再有更多的溶解為止。稍冷後,將反應混合物濾入減壓蒸餾燒瓶中,減壓下水溶蒸餾易揮發物(主要成分為乙醇,可循環使用)。殘餘物在攪拌下倒入自來水中進行洗滌(必要時可用碳酸鈉中和),可加入少許晶種促進結晶。這時安息香乙醚粗產品便會很快結晶固化。過濾,水洗,乾燥,約可得58 g,熔點為54~57℃。若欲得純品可用石油醚作溶劑進行重結晶。純品熔點61-62℃。產品保存在棕色瓶中。該方法可以大大降低乙醇消耗和縮短反應時間
[7]
。
安息香乙醚應用領域
安息香乙醚感光樹脂版
感光樹脂版是以感光性樹脂為材料,通過曝光、沖洗而製成的光聚合凸版。感光性樹脂凸版有固體型和液體型兩種,不同之處,前者是預塗版,曝光前是固體;而後者是即塗版,曝光前感光樹脂是液體,但浮雕圖文形成的原理是相同的。即用陰圖底片曝光,光照部分發生光聚合或光交聯反應,形成立體網狀結構,不溶於顯影液,而未光照部分能溶於顯影液,從而獲得浮雕圖文,可直接印刷
[13]
。
原料名稱 | 用量/g |
---|---|
不飽和聚酯(預聚體) | 100 |
甲基丙烯酸羥乙酯(交聯劑) | 20 |
一縮而乙二醇雙甲基丙烯酸酯(交聯劑) | 20 |
雙丙酮丙烯酰胺(交聯劑) | 10 |
安息香乙醚(光引發劑) | 1 |
對甲氧基酚(穩定劑) | 0.1 |
安息香乙醚真空鍍膜
真空鍍常用的塗料有紫外光固化塗料、丙烯酸酯塗料、醇酸樹脂塗料、環氧樹脂塗料、聚氨酯塗料等。其中紫外光固化塗料是在波長2.5~4.5×10-7 m的紫外光線的照射下進行化學作用而固化的塗料。紫外光固化塗料的特點:塗料不需要直接加熱,只要用紫外光照射就可固化,可以節約能源;固化時間以分秒計,固化速度快,適合於自動流水線;塗層性能優良,塗層結合力大,覆蓋能力高,表面粗糙度低,真空性能良好;溶劑含量少,有利於環境保護等。紫外光固化塗料主要由光敏劑(光聚合引發劑)、光敏樹脂(預聚物)和活性稀釋劑,以及添加必要的穩定劑、流平劑和顏料等。光敏劑在紫外光的作用下,能吸收紫外光產生自由基,引發光敏樹脂中含有的雙鍵發生自由基聚合反應而固化成膜,選用合適的光敏劑對於縮短固化反應時間,提高膜層性能和穩定性是非常重要的。常用的光敏劑是安息香醚類,後來也開發出硫雜蒽酮類化合物和N,N'-二甲基乙醇胺合用獲得極高硬度的膜層
[11]
。
安息香乙醚防齲劑
防齲劑又名點隙裂溝封閉劑、防齲塗料,主要由樹脂、單體、引發體系和其他輔助成分(如氟化物、填料、顏料、穩定劑等)組成。把它塗在經特定處理後的牙面,由於它的黏稠度低,滲透力強,迅速固化成膜,將好發齲始的窩溝封閉起來,起一屏障作用,隔絕外來有害刺激,以預防齲病的發生。光敏防齲塗料是在其中加入光敏活化劑實現的,常見的就是安息香醚類,這些物質在365 nm波長的紫外線照射激發下,極快分解出遊離基而導致樹脂聚合,通常照射20~30 s即可聚合,40 s內聚合度可達80%。為了保證滲入到窄而深、形態複雜的窩溝深部的防齲塗料聚合更完全,配方中會加入一定量的過氧化物,使塗料在7小時內達到完全固化。而且由於安息香乙醚常温下為固體物質,為了方便使用,也常用鄰苯二甲酸二甲酯等來溶解
[12]
。
安息香乙醚其他
安息香乙醚計算化學數據
疏水參數計算參考值(XlogP):無
安息香乙醚安全信息
安息香乙醚健康危害
H303 吞嚥可能有害。
H317 可能導致皮膚過敏反應。
急救措施
吸入:如果吸入,請將患者移到新鮮空氣處。 如呼吸停止,進行人工呼吸。請教醫生。
皮膚接觸:用肥皂和大量的水沖洗。請教醫生。
眼睛接觸:用水沖洗眼睛作為預防措施。
安息香乙醚環境危害
安息香乙醚危害防治
預防措施
P261 避免吸入粉塵/煙/氣體/煙霧/蒸氣/噴霧。
P272 受沾染的工作服不得帶出工作場地。
P273 避免釋放到環境中。
P280 戴防護手套/穿防護服/戴防 護眼罩/戴防護面具。
事故響應
P302+P352 如皮膚沾染: 用水充分清洗。
P312 如感覺不適,呼救中毒控制中心或醫生。
P333+P313 如發生皮膚刺激或皮疹: 求醫/就診。
P321 具體治療(見急救措施)。
P363 沾染的衣服清洗後方可重新使用。
P391 收集溢出物。
廢棄處置
P501 按當地法規處置內裝物/容器。
與易燃溶劑相溶或者相混合,在備有燃燒後處理和洗刷作用的化學焚化爐中燃燒。
消防措施
滅火方法及滅火劑:用水霧,抗乙醇泡沫,乾粉或二氧化碳滅火。
源於此物質或混合物的特別的危害:產品分解後性質不明。
給消防員的建議:如必要的話,戴自給式呼吸器去救火。
泄露應急處理
作業人員防護措施、防護裝備和應急處置程序:使用個人防護用品。避免粉塵生成。避免吸入蒸氣、煙霧或氣體。保證充分的通風。
人員疏散到安全區域。避免吸入粉塵。
環境保護措施:如能確保安全,可採取措施防止進一步的泄漏或溢出。不要讓產品進入下水道。
一定要避免排放到周圍環境中。
泄漏化學品的收容、清除方法及所使用的處置材料:收集和處置時不要產生粉塵。掃掉和剷掉。放入合適的封閉的容器中待處理。
操作處置
避免接觸皮膚和眼睛。避免形成粉塵和氣溶膠。
在有粉塵生成的地方,提供合適的排風設備。一般性的防火保護措施。
接觸控制和個體防護
適當的技術控制
根據良好的工業衞生和安全規範進行操作。 休息前和工作結束時洗手。
個體防護設備
眼/面保護:面罩與安全眼鏡請使用經官方標準如NIOSH(美國)或 EN 166(歐盟)檢測與批准的設備防護眼部。
皮膚保護:戴手套取手套在使用前必須受檢查。
請使用合適的方法脱除手套(不要接觸手套外部表面),避免任何皮膚部位接觸此產品.
使用後請將被污染過的手套根據相關法律法規和有效的實驗室規章程序謹慎處理. 請清洗並吹乾雙手
所選擇的保護手套必須符合EU的89/686/EEC規定和從它衍生出來的EN 376標準。
身體保護:全套防化學試劑工作服,防護設備的類型必須根據特定工作場所中的危險物的濃度和數量來選擇。
呼吸系統防護:如須暴露於有害環境中,請使用P95型(美國)或P1型(歐盟 英國143)防微粒呼吸器。如需更高級別防護,請使用OV/AG/P99型(美國)或ABEK-P2型(歐盟 英國 143)防毒罐。
安息香乙醚毒理學資料
大鼠經口LD50:2200 mg/kg
肥頭鰷魚(黑頭軟口鰷魚)LC50:0.358 mg/L( 96.0 h)
安息香乙醚儲存運輸
安息香乙醚儲存信息
安息香乙醚運輸信息
運輸危險類別:9
包裹組:Ⅲ
特殊防範措施:危險品獨立包裝,液體5升以上或固體5公斤以上,每個獨立包裝外和獨立內包裝合併後的外包裝上都必須有EHS標識(根據歐洲 ADR 法規 2.2.9.1.10,IMDG 法規 2.10.3)
[14]
中國海關編碼 | 29145090.90 | 商品名稱 | 含其他含氧基的酮 | ||||||
增值税率 | 17.0% | 退税率 | 9.0% | 監管條件 | 無 | 最惠國關税 | 5.5% | 普通關税 | 30.0% |
申報要素 | 品名、成分含量、用途、丙酮報明包裝 |
- 參考資料
-
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- 收起