物竞编号 02B7
分子式 C4H6O2
分子量 86
标签 4-丁内酯, 4-羟基丁酸内酯, 1,4-丁内酯, 1,4-Butyrolactone, 4-Hydroxybutyric acid lactone, 4-Hydroxybutanoic acid lactone, 4-Butanolide, 酯环族化合物及其衍生物

编号系统

CAS号:96-48-0

MDL号:MFCD00005386

EINECS号:202-509-5

RTECS号:LU3500000

BRN号:105248

PubChem号:24901615

物性数据

1.      性状:无色至黄色油状液体,具有类似奶油芳香香气。

2.      相对密度(15℃):1.1286

3.      相对蒸汽密度(g/mL,空气=1):3.0

4.      熔点(ºC):-44

5.      沸点(ºC,常压):206

6.      黏度(mPa·s,25ºC):1.7

7.      折射率(26.5ºC):1.4343

8.      闪点(ºC):99.2

9.     自燃点或引燃温度(ºC):455

10.   蒸气压(mmHg,20ºC):1.5

11.   饱和蒸气压(kPa, 20ºC):2.0

12.   蒸发热(KJ/mol,204ºC):52.3

13.   临界温度(ºC):457.85

14.   临界压力(KPa):5.131

15.   比热容(KJ/(kg·K),25ºC,定压):1.67

16.   比热容(KJ/(kg·K),60ºC,定压):1.88

17.   爆炸上限(%,V/V):16

18.   爆炸下限(%,V/V):1.4

19.   溶解性:与水混溶,也溶于甲醇、乙醇、乙醚和苯等有机溶剂。

20.   相对密度(20℃,4℃):1.1299

21.   常温折射率(n20):1.4346

22.   常温折射率(n25):1.4348

23.   溶度参数(J·cm-3)0.5:25.593

24.   van der Waals面积(cm2·mol-1):6.250×109

25.   van der Waals体积(cm3·mol-1):45.890

26.   液相标准热熔(J·mol-1·K-1) :140.0

毒理学数据

1、急性毒性:口服-大鼠 LD50:1540 毫克/公斤; 口服-小鼠 LD50:1720 毫克/公斤

2、属低毒类。对皮肤有刺激性,易被皮肤吸收,应防止与皮肤接触。

生态学数据

该物质对水有稍微的危害。

分子结构数据

1、   摩尔折射率:20.18

2、   摩尔体积(cm3/mol):76.2

3、   等张比容(90.2K):186.0

4、   表面张力(dyne/cm):35.4

5、   介电常数:

6、   偶极距(10-24cm3):

7、 极化率:8.00

计算化学数据

1.疏水参数计算参考值(XlogP):无

2.氢键供体数量:0

3.氢键受体数量:2

4.可旋转化学键数量:0

5.互变异构体数量:2

6.拓扑分子极性表面积26.3

7.重原子数量:6

8.表面电荷:0

9.复杂度:67.9

10.同位素原子数量:0

11.确定原子立构中心数量:0

12.不确定原子立构中心数量:0

13.确定化学键立构中心数量:0

14.不确定化学键立构中心数量:0

15.共价键单元数量:1

性质与稳定性

1.避免与强氧化剂、强酸、强碱、强还原剂接触。

溶于水、甲醇等,对金属无腐蚀性,可燃,低毒,易被皮肤吸收,应防止与皮肤接触。

化学性质:是较稳定的化合物。在热碱的作用下易发生水解,水解是可逆的,当pH=7时,又生成内酯。在酸性介质中水解较慢。

2.本品属低毒类物质,对中枢神经有麻醉作用,大鼠经口LD50=1800mg/kg,对皮肤有刺激作用,其烟雾对眼睛、黏膜和上呼吸道有刺激作用。

3. 存在于烤烟烟叶、白肋烟烟叶、香料烟烟叶、烟气中。

4. 存在于杏、面包、咖啡中,也是炒榛子的挥发性香成分。

5.制法:

于反应瓶中加入干燥的乙腈2mL,三甲基氯硅烷110mg(1.0mmol),氮气保护下于0℃加入硝酸银187g(1.1mmol),搅拌反应1h。倾出上清液(除去氯化银),搅拌下加至CrO3150mg

(1.5mmol)的1mL乙腈中,搅拌反应15min,得TMSONO2·CrO3氧化剂。冰水浴冷却下慢慢滴加THF(2)(1.0mmol)溶于1mL乙腈的溶液,室温搅拌反应24h。过滤,二氯甲烷洗涤,蒸出溶剂,得粗品(1)。硅胶柱纯化,收率65%。注:①该反应的可能反应机理如下。(参考书494页)[1]
 

贮存方法

1.储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。应与氧化剂、酸类、碱类、食用beplay体育首页 分开存放,切忌混储。配备相应品种和数量的消防器材。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。

2.可以用普通钢质容器贮运,不能用橡胶、酚醛树脂、环氧树脂、混凝土和锋利设备贮运,在钢质容器中长期存放颜色略微变黄。贮运时要远离火种、热源,防止阳光直射,保持容器密封。贮存于干燥、阴凉、通风空间内,并与氧化剂、酸类、碱类分开。

合成方法

1、顺酐加氢法  该法是70年代发展的先进工艺,用一段加氢反应,能以任意比例生产四氢呋喃和γ-丁内酯,通常的比例是四氯呋喃:γ-丁内酯=3-4:1。生产企业较多,但规模小,平均300t/a。该法产能占国内总产能的30%。

2、1,4-丁二醇脱氢法    反应器为列管式,装填片状的铜催化剂(以氧化锌为载体)。反应温度控制在230-240℃。反应产物粗γ-丁内酯经减压蒸馏而得成品,收率77%以上。

3、是以1,4-丁二醇为原料,先预热,与氢气在铜催化剂存在下反应,温度控制在230~240℃,得到γ-丁内酯粗品,经减压蒸馏而得产品。
4、目前已用顺酐法经加氢而得丁二酸酐,再进一步加氢脱水得产品。

5、烯丙醇法  以芳烃为溶剂、铑络合物为催化剂,将烯丙醇、原料气(H2+CO)醛化,以骨架镍催化加氢得1,4-丁二醇,进而制得γ-丁内酯,联产四氢呋喃。

6、糠醛法   杜邦公司以糠醛在水蒸气中脱羰基得呋喃,进一步氧化生成γ-丁内酯。

7、乙烯醋酸法    乙烯和醋酸在120℃MPa和醋酸锰或二氧化锰催化下,制得成品。

8、β-甲酰基丙酸酯法   β-甲酰基丙酸酯经过加氢还原、水解、脱水环化制得。

精制方法:无水硫酸钙干燥后分馏。也可用水蒸气蒸馏法精制。

 9. 烟草:FC,9, 18, 40;BU,OR,40;γ-羟基丁酸分子内酯化;由乙烯基乙酸制取;由1,4-丁二醇脱氢制取;由顺丁烯二酸酐制取,同时有四氢呋喃副产物生成。

10.制法:

于装有搅拌器、回流冷凝器(连一道气管至氯化氢吸收装置)、温度计、滴液漏斗的反应瓶中,加入氯仿250mL,无水三氯化铝250g(1.88mol),搅拌成悬浮液。慢慢滴加氯乙醇42.5g(0.528mol)和丙二酸二乙酯(2)80g(0,5mol)的混合液,约2h加完。反应中不断产生氯化氢气体。放置过夜。冰水浴冷却下,慢慢滴加2mol/L的盐酸250mL分解反应液,同时产生氯化氢气体。加完后慢慢升温,回流反应40h。分出棕红色氯仿液(水层保留),固体物用150mL水溶解。合并水层,用氯仿提取三次。合并氯仿层,水洗至中性,无水氯化钙干燥。蒸出氯仿,而后减压蒸馏,收集85~100℃/1.05kPa的馏分,得γ-丁内酯(1)36g,收率82%。[1]

用途

用于气相色谱固定液(最高使用温度30℃,溶剂为甲醇)。分离分析烃类及各种含氧化合物、永久性气体。合成聚乙烯吡咯烷酮、DL-甲硫氨酸、六氢吡啶、苯丁酸和硫代乙酸等中间体。聚丙烯腈、乙酸纤维、聚甲基丙烯酸甲酯和聚苯乙烯等的溶剂。也是理想的抗氧剂、增塑剂、萃取剂、吸收剂、分散剂、固色剂、凝固剂;在医药行业可用作麻醉剂及镇静剂,可合成环丙沙星和干扰素等。是维生素、环丙胺等的中间体;在农林业方面也有广泛的用途,是生产植物生长剂、杀虫剂等的中间体。此外,还可用作电池、电容器制作,彩卷成色等。
 γ-丁内酯是一种溶解性强、无毒、使用管理安全方便的高沸点溶剂,在石油加工中用作丁二烯、芳烃、高级润滑脂的抽提剂;在化纤行业中用作丙烯腈纤维的纺丝溶剂,是羊毛、尼龙、丙烯腈等纤维的染色助剂。在有机合成中,GBL也有广泛的用途,它是合成α-吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮、乙烯基吡咯烷酮、乙酰基-γ-丁内酯、环丙胺等的原料,是合成杀虫剂、除草剂、药物脑复康、环丙氟哌酸、维生素B1,叶绿素等的中间体。还用于合成氯苯氧基丁酸类除莠剂,植物生长调节剂。
用作环氧树脂胶黏剂的增塑剂,也可用作溶剂。广泛用作树脂、高分子聚合物、石油产品、涂料、油墨、染料及农用beplay体育首页 的溶剂。也用作润滑油添加剂、染色助剂、燃料油黏度调节剂、丙烯腈纤维凝固剂、摄影药剂分散剂、增稠剂、芳烃萃取剂及导电性溶剂等。在有机合成中,用于制造2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、聚乙烯吡咯烷酮及丁酸等。在食品工业中可用作白酒、啤酒澄清剂及配制水果及肉类香型的香精。

安全信息

危险运输编码:暂无

危险品标志:有害

安全标识:S26 S36 S39

危险标识:R22 R36

文献

[1]参考文献:Shahi S P,et al. J Org Chem,1999,64:4509. 参考书:有机化合物合成手册/孙昌俊,王秀菊,孙风云主编. 北京:化学工业出版社,2011.8 ISBN 978-122-11519-5

备注

暂无

表征图谱