異戊二烯 Isopentadiene; 2-Methylbutadiene; Iso-prene

編號(hào)系統(tǒng)

CAS號(hào)：78-79-5

MDL號(hào)：MFCD00008600

EINECS號(hào)：201-143-3

RTECS號(hào)：NT4037000

BRN號(hào)：969158

PubChem號(hào)：24881389

物性數(shù)據(jù)

1.性狀：無(wú)色易揮發(fā)液體^[1]

2.熔點(diǎn)（℃）：-146^[2]

3.沸點(diǎn)（℃）：34.0^[3]

4.相對(duì)密度（水=1）：0.68^[4]

5.相對(duì)蒸氣密度（空氣=1）：2.35^[5]

6.飽和蒸氣壓（kPa）：62.1（20℃）^[6]

7.燃燒熱（kJ/mol）：-2986.4^[7]

8.臨界溫度（℃）：211.1^[8]

9.臨界壓力（MPa）：3.79^[9]

10.辛醇/水分配系數(shù)：2.42^[10]

11.閃點(diǎn)（℃）：-54（CC）^[11]

12.引燃溫度（℃）：427^[12]

13.爆炸上限（%）：10.0^[13]

14.爆炸下限（%）：1.5^[14]

15.溶解性：不溶于水，溶于乙醇、乙醚等多數(shù)有機(jī)溶劑。^[15]

16.溶度參數(shù)(J·cm^-3)^0.5：15.455

17.van der Waals面積（cm²·mol^-1）：7.410×10⁹

18.van der Waals體積（cm³·mol^-1）：51.250

19.氣相標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱(焓)(kJ·mol^-1)：-3186.7

20.氣相標(biāo)準(zhǔn)聲稱(chēng)熱(焓)( kJ·mol^-1)：75.8

21.氣相標(biāo)準(zhǔn)熵(J·mol^-1·K^-1) ：314.67

22.氣相標(biāo)準(zhǔn)生成自由能( kJ·mol^-1)：146.3

23.氣相標(biāo)準(zhǔn)熱熔(J·mol^-1·K^-1)：102.69

24.液相標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱(焓)(kJ·mol^-1)：-3159.9

25.液相標(biāo)準(zhǔn)聲稱(chēng)熱(焓)( kJ·mol^-1)：49.0

26.液相標(biāo)準(zhǔn)熵(J·mol^-1·K^-1) ：228.28

27.液相標(biāo)準(zhǔn)生成自由能( kJ·mol^-1)：150.2

28.液相標(biāo)準(zhǔn)熱熔(J·mol^-1·K^-1)：151.05

毒理學(xué)數(shù)據(jù)

1、急性毒性

大鼠吸入LC50：180mg/m3/4H；小鼠吸入LC50：139mg/m3/2H；

2、其他多計(jì)量毒性：

大鼠口徑TDLO:157mg/kg/9W-C；大鼠吸入LC50：3400mg/m3/22W-I；小鼠吸入LC50：3400mg/m3/17W-I；豬吸入LC50：3400mg/m3/17W-I；

3、致畸性  小鼠：438 ppm/6H/12D；

4.急性毒性^[16]  LC50：180000mg/m³（大鼠吸入，4h）

5.刺激性  暫無(wú)資料

6.亞急性與慢性毒性^[17]  大鼠、小鼠、兔慢性毒性表現(xiàn)為：中樞神經(jīng)系統(tǒng)改變、肝臟功能改變。處死動(dòng)物尸檢發(fā)現(xiàn)卡他-剝脫性支氣管炎，有的為化膿性支氣管炎。大鼠有甲狀腺功能亢進(jìn)反應(yīng)。

7.致突變性^[18]  微核試驗(yàn)：小鼠吸入438ppm，每天6h，連續(xù)12d。

8.致畸性^[19]  小鼠孕后6~19d吸入最低中毒劑量（TCLo）7000ppm，致肌肉骨骼系統(tǒng)、泌尿生殖系統(tǒng)發(fā)育畸形。

9.致癌性^[20]  IARC致癌性評(píng)論：G2B，可疑人類(lèi)致癌物。

生態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)

1.生態(tài)毒性^[21]

LC50：4.25~240mg/L（96h）（魚(yú)）

TLm：75ppm（96h）（黑頭呆魚(yú)）

2.生物降解性^[22]

好氧生物降解（h）：168~672

厭氧生物降解（h）：672~2688

3.非生物降解性^[23]  空氣中光氧化半衰期（h）：0.556~5.14

分子結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)

1、摩爾折射率：24.50

2、摩爾體積（cm³/mol）：101.0

3、等張比容（90.2K）：205.2

4、表面張力（dyne/cm）：17.0

5、介電常數(shù)（F/m）：2.18

6、極化率（10^-24cm³）：9.71

計(jì)算化學(xué)數(shù)據(jù)

1.疏水參數(shù)計(jì)算參考值（XlogP）:2.5

2.氫鍵供體數(shù)量:0

3.氫鍵受體數(shù)量:0

4.可旋轉(zhuǎn)化學(xué)鍵數(shù)量:1

5.互變異構(gòu)體數(shù)量:無(wú)

6.拓?fù)浞肿訕O性表面積0

7.重原子數(shù)量:5

8.表面電荷:0

9.復(fù)雜度:51.1

10.同位素原子數(shù)量:0

11.確定原子立構(gòu)中心數(shù)量:0

12.不確定原子立構(gòu)中心數(shù)量:0

13.確定化學(xué)鍵立構(gòu)中心數(shù)量:0

14.不確定化學(xué)鍵立構(gòu)中心數(shù)量:0

15.共價(jià)鍵單元數(shù)量:1

性質(zhì)與穩(wěn)定性

1.穩(wěn)定性^[24]  穩(wěn)定

2.禁配物^[25]  氧化劑、酸類(lèi)、鹵代烴、鹵素、發(fā)煙硫酸、硝酸、硫酸、氯磺酸等

3.避免接觸的條件^[26] 受熱

4.聚合危害^[27]  聚合

貯存方法

儲(chǔ)存注意事項(xiàng)^[28] 儲(chǔ)存于陰涼、通風(fēng)的庫(kù)房。庫(kù)溫不宜超過(guò)29℃。遠(yuǎn)離火種、熱源。包裝要求密封，不可與空氣接觸。應(yīng)與氧化劑、酸類(lèi)、鹵素等分開(kāi)存放，切忌混儲(chǔ)。不宜大量?jī)?chǔ)存或久存。采用防爆型照明、通風(fēng)設(shè)施。禁止使用易產(chǎn)生火花的機(jī)械設(shè)備和工具。儲(chǔ)區(qū)應(yīng)備有泄漏應(yīng)急處理設(shè)備和合適的收容材料。

合成方法

異戊二烯是碳五餾分的重要組分。碳五餾分主要來(lái)自煉廠催化裂化汽油得到的異戊烷脫氫和異戊烯脫氫，以及各種石油原料經(jīng)裂解制乙烯時(shí)的副產(chǎn)物。碳五餾分沸點(diǎn)為27.9-49.3℃。碳五餾分組成復(fù)雜，直接精餾難以得到純度較高的異戊二烯產(chǎn)品，通常采取萃取精餾及共沸精餾法由裂解碳五餾分中分離高純度異戊二烯（稱(chēng)為抽提法）。已經(jīng)工業(yè)化的萃取精餾溶劑有乙腈、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮。除碳五餾分分離得到異戊二烯外，工業(yè)上還采用合成法生產(chǎn)。例如采用碳五以下的有機(jī)原料，如丙烯、異丁烯、甲醛、丙酮和乙炔來(lái)合成；也可從碳五餾分中的異戊烷、異戊烯脫氫制得。還有一種方法是脫氫法。工藝流程：
（1）抽提法（C5餾分分離法） C5是石油烴類(lèi)裂解制乙烯過(guò)程的副產(chǎn)物，其組分含量隨裂解原料、裂解深度、工藝條件不同而異。C5產(chǎn)率一般為裂解原料的5%-8%（質(zhì)量），其中異戊二烯含量為15%-25%，異戊二烯產(chǎn)率為裂解原料的0.5%-1.0%。常用的溶劑有乙腈、二甲基酰胺（DMT）和N-甲基吡咯烷酮（NMP）等。
以日本合成橡膠公司（JSR）乙腈法生產(chǎn)裝置為例，其工藝過(guò)程：含9%-13%環(huán)戊二烯的C5先經(jīng)二聚反應(yīng)器，于100-130℃進(jìn)行二聚，再經(jīng)蒸餾除去大量環(huán)戊二烯，然后經(jīng)兩個(gè)蒸餾塔除去輕組分和較重組分，使異戊二烯進(jìn)一步提濃，得97%異戊二烯粗品，再經(jīng)乙腈萃取蒸餾塔分出C5烷、烯烴；繼之經(jīng)蒸餾、金屬鈉處理脫除炔烴、微量環(huán)戊二烯、硫化物等雜質(zhì)，最后由異戊二烯脫重塔頂分出聚合級(jí)異戊二烯，產(chǎn)品含量≥99%，異戊二烯回收率可達(dá)95%。過(guò)程中采用高級(jí)醇阻聚劑。
消耗定額：含15%異戊二烯的C5餾分7.4t，蒸汽（1.08MPa）0.2t，蒸汽（0.44MPa)12.3t，冷卻水（△t10℃）635t,鈉1-6(一般為1）kg，電5.4×100000KJ/t。
（2）脫氫法 該法分為催化劑脫氫法和氧化脫氫法。其中異戊烷和異戊烯脫氫法，已應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。氧化脫氫法尚末實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。
1、異戊烷脫氫法 此法分一步法和兩步法。兩步法是以從汽油直接蒸餾出來(lái)的工業(yè)異戊烷或正戊烷、異構(gòu)化的異戊烷餾分為原料，經(jīng)兩步脫氫制得異戊二烯。第一步，異戊烷脫氫制異戊烯的反應(yīng)在流化床中進(jìn)行，催化劑為微粒狀鋁-鉻型（大多數(shù)用于烴類(lèi)的脫氫催化劑也有效）。反應(yīng)溫度540-610℃空速100-300h-1，壓力≤63.74KPa。異戊烯和少量異戊二烯的總收率為28%-33%，總選擇性為66%-73%。反應(yīng)系統(tǒng)包括反應(yīng)器和再生器，兩器用U形管連接，再生溫度為610-650℃，催化劑起熱載體作用；在兩器中循環(huán)，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)洗滌壓縮、吸收和分離后，即得含異戊二烯的異戊烯餾分。第二步，異戊烯脫氫制異戊二烯，采用含鎢、鉻等磷酸鹽復(fù)合催化劑，反應(yīng)溫度550-650℃，壓力39.23-98.06KPa，異戊烯與蒸汽比為1：20（mol)，膠氫產(chǎn)物經(jīng)兩個(gè)萃取蒸餾塔，用無(wú)水DMF溶劑萃取蒸餾而得粗異戊二烯，粗異戊二烯再用環(huán)乙酮和丁醇在苛性堿液存在下進(jìn)行化學(xué)處理除去環(huán)戊二烯。然后在催化劑存在下，經(jīng)加氫反應(yīng)除去炔烴，分離后即得異戊二烯產(chǎn)品，含量＞99%。
2、異戊烯催化脫氫法   原料異戊烯來(lái)自催化裂化C5餾分，所用的催化劑為氧化鐵、氧化鉻和碳酸鹽，反應(yīng)溫度550-650℃壓力39.2-98.06KPa。異戊二烯收率96%-98%（以轉(zhuǎn)化的異戊烯計(jì)）。
（3）合成法   有多種合成方法，主要介紹丙烯二聚法。合成反應(yīng)分丙烯二聚、異構(gòu)化和脫甲基三步。第一步：丙烯二聚反應(yīng)催化劑為三丙基鋁，反應(yīng)溫度為150-200℃，反應(yīng)壓力20MPa。；第二步：異構(gòu)化反應(yīng)所用催化劑為固體磷酸，反應(yīng)溫度為150-300℃；第三步：裂解所用催化劑為溴化氫，反應(yīng)溫度650-800℃，接觸時(shí)間0.005-0.35。

該法對(duì)原料純度要求不高，一般40%丙烯即可。第一步反應(yīng)丙烯轉(zhuǎn)化率60%-95%，收率達(dá)95%，第二步收率可達(dá)99%，最后異戊二烯收率以原料計(jì)為70%，產(chǎn)品含量＞99.4%。
消耗定額：丙烯1.52t，蒸汽27t，冷卻水10000平方立米，電300KW·h/t。
此外，還可采用丙烯二聚法、乙炔-丙酮法及異丁烯-甲醛法制取異戊二烯。
(2)異丁烯-甲醛法 由二步反應(yīng)組成
(3)乙炔-丙酮法 由三步反應(yīng)組成
乙烯裝置副產(chǎn)C5餾分分離異戊二烯，C5餾分的產(chǎn)率一般為裂解原料的5%～8%（wt），其中異戊二烯含量為15%～25%。異戊二烯產(chǎn)率為裂解原料的0.5%～1.0%。用普通蒸餾法難以得到高純產(chǎn)品，一般采用萃取蒸餾和共沸蒸餾法，已工業(yè)化的萃取蒸餾方法有乙腈法、N,N-二甲基酰胺法、N-甲基吡咯烷酮法等。

用途

1.主要用于生產(chǎn)聚異戊二烯橡膠，也是丁基橡膠的第二單體，還用于制造農(nóng)藥、醫(yī)藥、香料及黏結(jié)劑等。

2.聚合反應(yīng)的單體，用于合成聚異戊二烯橡膠、異戊橡膠、丁基橡膠，與苯乙烯共聚合成SIS熱塑性彈性體等。也是制備精細(xì)化學(xué)品的重要原料，用于制造膠黏劑、合成香料、殺蟲(chóng)劑、阻聚劑、醫(yī)藥品等。

3.重要的有機(jī)化工原料，用作合成橡膠、丁基橡膠單體等。^[29]

安全信息

危險(xiǎn)運(yùn)輸編碼：UN 1218 3/PG 1

危險(xiǎn)品標(biāo)志：很易燃 有毒

安全標(biāo)識(shí)：S9 S16 S22 S29 S45 S53 S61

危險(xiǎn)標(biāo)識(shí)：R12 R45 R68 R52/53

文獻(xiàn)

[1~29]參考書(shū)：危險(xiǎn)化學(xué)品安全技術(shù)全書(shū).第一卷/張海峰主編.—2版.北京；化學(xué)工業(yè)出版社，2007.6 ISBN 978-7-122-00165-8

備注

暫無(wú)

表征圖譜