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酞酸二丁酯

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酞酸二丁酯又稱鄰酞酸二丁酯,1,2-苯二甲酸二丁酯。無色透明油狀液體。微具芳香氣味。熔點-35℃。沸點340℃。密度1.045g/cm3。折射率1.4926。閃點171.4℃。不溶於水,溶於普通有機溶劑和烴類。以鄰苯二甲酸酐和正丁醇為原料,以硫酸或非酸性物質為催化劑,在常壓下進行酯化反應而得。是應用廣泛的增塑劑之一,是聚氯乙烯樹脂硝酸纖維素塗料的主增塑劑。也可作天然橡膠合成橡膠的增塑劑和軟化劑。它與顏料的相容性好,可用於塑料製品、人造革和薄膜的着色。
中文名
酞酸二丁酯
外文名
Di-n-butylphthalate
CAS號
84-74-2
分子量
278.35

酞酸二丁酯物質的理化常數

別名:鄰苯二甲酸二丁酯;鄰酞酸二丁酯;1,2-苯二羥酸二丁酯;正丁基鄰苯二甲酸酯;宮殿油C
英文名:Di-n-butylphthalate
分子式:C16H22O4
分子量:278.35 [1] 

酞酸二丁酯編號系統

CAS號:84-74-2
MDL號:MFCD00009441
EINECS號:201-557-4
RTECS號:TI0875000
BRN號:1914064 [1] 

酞酸二丁酯物性數據

1.性狀:無色透明油狀液體,微具芳香氣味。
2.沸點(ºC,101.3kPa):340
3.熔點(ºC):-35
4.相對密度(g/mL,20/4ºC):1.0465
5.相對蒸汽密度(g/mL,空氣=1):9.6
6.折射率(20ºC):1.4911
7.黏度(mPa·s,37.8ºC):9.72
8.閃點(ºC,開口):171.4
9.閃點(ºC,閉口):157
10.燃點(ºC):403
11.蒸發熱(KJ/mol):79.3
12.生成熱(KJ/mol,液):1025.7
13.燃燒熱(KJ/mol,液,定壓):8616.4
14.比熱容(KJ/(kg·K),21ºC,定壓):1.79
15.電導率(S/m,25ºC):
16.蒸氣壓(kPa,148.2ºC):0.13
17.溶解性:溶於普通有機溶劑和烴類;25℃時在水中溶解度0.03%,水在該品中的溶解度0.4%。易溶於醇、醚、丙酮和苯。
18.相對密度(25℃,4℃):1.0426
19.常温折射率(n25):1.4905
20.溶度參數0.5:18.984
21.van der Waals面積:
22.van der Waals體積:160.840
23.氣相標準燃燒熱(焓):-8689.3
24.氣相標準聲稱熱(焓) :-750.9
25.液相標準燃燒熱(焓):-8597.7
26.液相標準聲稱熱(焓):-842.6
27.液相標準熱熔:476.0 [1] 

酞酸二丁酯毒理學數據

1、急性毒性:人口服TDL0:140 mg/kg;大鼠腹腔LD50:3050uL/kg;
大鼠口徑LD50:8mg/kg;大鼠肌肉LD50:>8mg/kg;
大鼠吸入LC50:4250mg/kg;大鼠LD50:9410mg/kg;
大鼠皮膚LCL0:6mg/kg;小鼠口徑LC50:5289mg/kg;
小鼠靜脈LC50:720mg/kg;小鼠LC50:8140mg/kg;
兔子皮膚LD50:>20mg/kg;豬口徑LD50:10mg/kg;
哺育動物口徑LD50:5mg/kg。
2、鄰苯二甲酸二丁酯食用時傷害腸胃,工作場所最高容許濃度5毫克每立方米。 [2] 

酞酸二丁酯分子結構數據

1、摩爾折射率:77.59
2、摩爾體積:264.2
3、等張比容(90.2K):655.6
4、表面張力(dyne/cm):37.9
5、極化率:30.76 [2] 

酞酸二丁酯計算化學數據

1.疏水參數計算參考值(XlogP):無
2.氫鍵供體數量:0
3.氫鍵受體數量:4
4.可旋轉化學鍵數量:10
5.互變異構體數量:無
6.拓撲分子極性表面積52.6
7.重原子數量:20
8.表面電荷:0
9.複雜度:271
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 [2] 

酞酸二丁酯性質與穩定性

1.鄰苯二甲酸二丁酯可燃,着火時用二氧化碳四氯化碳和粉末滅火劑滅火。
化學性質:常温下非常穩定,但長時間煮沸會部分發生分解,遊離出鄰苯二甲酸酐。用銅鉻氧化物作催化劑,270℃於氫氣流中發生分解,生成丁醛、鄰二甲苯、丁醇、2-甲基環己基甲醇、六氫化苯二甲酸二丁酯等。
2.本品毒性低微,動物經口LD50平均為8g/kg。有些人接觸本品可能對皮膚過敏。空氣中最高容許濃度為5毫克每立方米。英、德、美、法、日、意等國均允許用於接觸食品的塑料製品。設備應密閉,操作人員應穿戴防護用具。
3. 存在於烤煙煙葉、白肋煙煙葉、香料煙煙葉、煙氣中。 [2]  [1] 

酞酸二丁酯貯存方法

1.本品應密封於陰涼乾燥處保存。應儲存在室內通風乾燥處,防止水分侵入。本品易燃,應避免火源。按一般易燃化學品規定儲運。
2.採用鐵桶包裝。180kg/桶。貯存於乾燥通風處。注意防雨水、防曬、防火。按一般危險品規定貯運。
3. 貯存温度2~8ºC。 [2] 

酞酸二丁酯合成方法

1. 以鄰苯二甲酸酐和丁醇為原料(其質量比為1:1.5),以硫酸為催化劑(用量為苯酐和丁醇質量之和的0.3%),為了防止醇的氧化,加入總投料量0.1%~0.3%的活性炭,起吸附氧氣和脱色作用。加熱,在常壓下進行酯化。酯化反應在耐酸搪瓷釜或不鏽鋼釜中進行。當固體苯酐全部溶解,説明酯化反應的第一步生成鄰苯二甲酸單丁酯的反應已結束,這步反應迅速而完全。然後繼續加熱至反應物沸騰,進行第二步生成鄰苯二甲酸二丁酯的反應,液相温度150℃左右,時間4~5h。此階段不斷蒸出醇水恆沸物,經冷凝器冷凝後進入醇水分離器。丁醇返回反應釜,下層水排除。當反應温度升到170℃,冷凝液中不再有水珠,取樣測定酸值,若酸值達終點則降温至70℃左右,加入5%的純鹼溶液中和,攪拌0.5h,靜置1h,分去水層。粗酯再用70~80℃的熱水洗滌。然後進行真空蒸餾,回收丁醇,當壓力為7.9Pa,温度為150℃左右,粗酯閃點達160℃以上,脱醇完成。再用直接蒸汽吹出低沸物,經板框壓濾機壓濾,即得成品。
2. 精製方法:含有遊離的酸、醇和鄰苯二甲酸一丁酯等雜質。精製時用水洗滌除去醇和酸,再用稀的氫氧化鈉溶液洗滌除去鄰苯二甲酸一丁酯,然後用無水碳酸鉀或硫酸鈉乾燥,減壓下蒸餾。
3. 煙草:56;OR,57;BU,14;FC,BU,OR,18。 [2]  [1] 

酞酸二丁酯用途

1.該品為增塑劑。對多種樹脂具有很強溶解力。主要用於聚氯乙烯加工,可賦於製品良好的柔軟性。由於其相對價廉且加工性好,在國內使用非常廣泛,幾與DOP相當。但揮發性和水抽出性較大,因此製品耐久性差,應逐步限制其使用。該品是硝酸纖維素的優良增塑性,凝膠能力強。用於硝酸纖維素塗料,有很好的軟化作用。穩定性、耐撓曲性、粘着性和防水性皆優。此外,該品還可用作聚乙酸乙烯醇酸樹脂、乙基纖維素以及氯丁橡膠的增塑劑、還可用於製造油漆、粘接劑、人造革、印刷油墨、安全玻璃、賽璐珞、染料、殺蟲劑、香料溶劑、織物潤滑劑等。
2.本品是聚氯乙烯最常用的重要增塑劑,可使製品具有良好的柔軟性,但揮發性和水抽出性較大,因而製品耐久性差。本品是硝基纖維素的優良增塑劑,凝膠化能力強。用於硝基纖維素塗料,有良好的軟化作用,穩定性、耐撓曲性、黏接性和防水性均優於其他增塑劑。本品也可用作聚醋酸乙烯酯醇酸樹脂、硝基纖維素、乙基纖維素及氯丁橡膠、丁腈橡膠的增塑劑。 [3] 

酞酸二丁酯對環境的影響

酞酸二丁酯健康危害

對人:最敏感的人可嗅到的閾濃度為0.00026mg/L。該品對眼的光感反射作用的閾濃度為0.00016mg/L,而對腦生物電活動的閾濃度為0.00011~ 0.00012mg/L。生產增塑劑的工人可患多發性神經炎,脊髓神經炎及腦多發神經炎。
對皮膚和眼睛的作用:該品可經完整皮膚吸收少量。皮膚及眼粘膜一次接觸該品後,並不引起刺激作用,而反覆接觸則可見到嚴重的刺激。根據某些實驗資料,它可引起烴度的致敏作用。
對動物:小白鼠吸入2小時氣霧劑的LD50=25mg/L。中毒期間可見對眼粘膜及上呼吸道粘膜的強烈刺激,呼吸困難共濟失調,後肢麻痹;部分動物呈現淺表的麻醉,陣攣性驚厥。 [3] 

酞酸二丁酯毒理學資料及環境行為

毒性:該品也和其他酞酸酯一樣,能引起中樞神經和周圍神經系統的功能性變化,然後進一步引起它們組織上的改變。有趨肝性。可引起輕度致敏作用。具有中等程度的蓄積作用和輕度刺激作用。
急性毒性 :LD5012000mg/kg(大鼠經口);5282μg/kg(小鼠經口);LC507900微克每立方米(大鼠吸入);2100微克每立方米(小鼠吸入)
亞急性和慢性毒性:大鼠經口1.25%×1年(喂飼)部分動物第1周死亡,無組織病變發生;人經口10g噁心、頭暈、流淚、畏光、結膜炎。
在環境中的遷移:對鄰苯二甲酸酯類來説,水解作用、揮發作用和光解作用都不是它們的重要反應過程。據估計鄰苯二甲酸酯類的水解半衰期從鄰苯二甲酸二乙基酯的3.2年到鄰苯二甲酸-2-乙基己基酯的2000年不等。由於其較低的蒸氣壓,它們的揮發損失是很小的,或者幾乎沒有揮發損失。儘管尚沒有見到有並鄰苯二甲酸酯類光解作用的報道,但根據其在紫外光、可見光範圍內沒有光譜吸收這一現象可以推斷,它們是很難進行光化學反應的。實驗研究表明,生物對鄰苯二甲酸酯類有富集作用,這一結論被現場研究的結果所證實,因為實驗者發現水生生物體內有明顯的該類化合物的殘留物。
危險特性:可燃,遇明火、高温、強氧化劑有發生火災的危險。流動、攪動會產生靜電。燃燒時,該物質發生分解生成有毒煙霧與氣體。 [3] 

酞酸二丁酯實驗室監測方法

高效液相色譜法 WS/T149-1999 作業場所
氣相色譜法 《固體廢棄物試驗分析評價手冊》中國環境監測總站等譯
氣相色譜法 《城市和工業廢水中有機化合物分析》王克歐等譯
色譜-質譜法 《水和廢水標準檢驗法》19版譯文,江蘇省環境監測中心

酞酸二丁酯環境標準

前蘇聯(1975) 車間衞生標準 0.5mg/m3
前蘇聯(1975) 居民區大氣中有害物最大允許濃度 0.1mg/m3(最大值)
中國(GHZB1-1999) 地面水環境質量標準(I、Ⅱ、Ⅲ類水域)0.003mg/L
中國(GB8978-1996) 污水綜合排放標準 一級:0.2mg/L
二級:0.4mg/L
三級:2.0mg/L。 [3] 

酞酸二丁酯應急處理處置方法

酞酸二丁酯泄漏處置

現場通風,排除一切火情隱患。應急處理人員須穿戴防護用具進入現場。用蛭石、幹砂、泥土或類似吸附劑吸附泄漏物,並收集到密閉容器內。

酞酸二丁酯防護措施

工作現場加強通風,嚴禁煙火。操作工人穿戴清潔完好的防護用具(最好使用丁基、氯丁、腈基或合成橡膠製做),戴防化鏡,選擇適當呼吸器。在空氣中有高濃度該品時,要戴工業用A型防毒面罩,而存在氣霧時加用過濾器。採用過濾式A型防毒面罩。合成和應用該品時,特別是加熱該品或含有該品的塑料時,要密封以防止蒸氣和氣霧外溢。對呼吸系統、腸胃系統進行定期檢查。

酞酸二丁酯急救措施

眼睛或皮膚接觸後,立即用流動清水沖洗。吸入後,將口患者移至空氣新鮮處,必要時輸氧或進行人工呼吸。食入後,漱口,給飲大量水,就醫。個人防護和預防措施:
滅火方法:用乾粉、二氧化碳、泡沫滅火。
廢棄物處置方法:焚燒法。 [3] 

酞酸二丁酯安全信息

危險運輸編碼:UN 3082 9/PG 3
安全標識:S45S53S61S26S36/S37/S39
危險標識:R50R61R62R36/37/38R51/53R63 [3] 
參考資料
  • 1.    有機化合物製備手冊 胡惟孝,楊忠愚編著 天津科技翻譯出版公司
  • 2.    張明森等.精細有機化工中間體全書:化學工業出版社,2008
  • 3.    有機合成事典 北京理工大學出版社 樊能廷 1995