结构式
| 物竞编号 | 01NX |
|---|---|
| 分子式 | C4H8O |
| 分子量 | 72.11 |
| 标签 |
甲乙酮, 甲基丙酮, 甲基乙基酮, 乙基甲基甲酮, 丁酮, Methyl ethyl ketone, Methyl acetone, Ethyl methyl ketone, 2-Ketobutane |
编号系统
CAS号：78-93-3
MDL号：MFCD00011648
EINECS号：201-159-0
RTECS号：EL6475000
BRN号：741880
PubChem号：24872423
物性数据
1.性状：无色液体，有似丙酮的气味。[1]
2.熔点（℃）：-85.9[2]
3.沸点（℃）：79.6[3]
4.相对密度（水=1）：0.81[4]
5.相对蒸气密度（空气=1）：2.42[5]
6.饱和蒸气压（kPa）：10.5（20℃）[6]
7.燃烧热（kJ/mol）：-2261.7[7]
8.临界温度（℃）：262.5[8]
9.临界压力（MPa）：4.15[9]
10.辛醇/水分配系数：0.29[10]
11.闪点（℃）：-9（CC）[11]
12.引燃温度（℃）：404[12]
13.爆炸上限（%）：11.5[13]
14.爆炸下限（%）：1.8[14]
15.溶解性：溶于水、乙醇、、丙酮、，可混溶于油类。[15]
16.相对密度（g/mL,20/4ºC）：0.8049
17.相对密度（g/mL,25/4ºC）：0.7997
18.折射率（n20ºC）：1.3788
19.折射率（n25ºC）：1.3764
20.黏度（mPa·s,25ºC）：0.423
21.黏度（mPa·s,30ºC）：0.365
22.闪点（ºC,闭口）：-7.2
23.闪点（ºC,开口）：1.67
24.燃点（ºC）：516
25.蒸发热（J/mol,b.p.）：23.3
26.熔化热（KJ/mol）：8.4
27.生成热（KJ/mol）：279.2
28.比热容（KJ/(kg·K),定压）：2.297
29.电导率（S/m）：3.6×10-9
30.体膨胀系数（K-1,0~80ºC）：0.00142
31.体膨胀系数（K-1,0~30ºC）：0.00129
32.临界密度（g/mL）：0.270
33.临界体积（cm3·mol-1）：267
34.临界压缩因子：0.252
35.偏心因子：0.324
36.Lennard-Jones参数（A）：14.49
37.Lennard-Jones参数（K）：145.9
38.溶度参数(J·cm-3)0.5：18.796
39.van der Waals面积（cm2·mol-1）：7.910×109
40.van der Waals体积（cm3·mol-1）：49.270
41.气相标准燃烧热(焓)(kJ·mol-1)：-2478.6
42.气相标准声称热(焓)( kJ·mol-1) ：-238.7
43.气相标准熵(J·mol-1·K-1) ：339.47
44.气相标准生成自由能( kJ·mol-1)：-146.6
45.气相标准热熔(J·mol-1·K-1)：103.26
46.液相标准燃烧热(焓)(kJ·mol-1)：-2444.1
47.液相标准声称热(焓)( kJ·mol-1)：-273.3
48.液相标准熵(J·mol-1·K-1) ：239.0
49.液相标准生成自由能( kJ·mol-1)：-151.4
50.液相标准热熔(J·mol-1·K-1)：158.9
毒理学数据
1.急性毒性[16]
LD50：2737mg/kg（大鼠经口）；6480mg/kg（兔经皮）
LC50：23500mg/m3（大鼠吸入，8h）
2.刺激性[17]
家兔经皮：13780μg（24h），轻度刺激（开放性刺激试验）
家兔经眼：80mg，引起刺激。
3.亚急性与慢性毒性[18] 大鼠暴露于5000ppm，每天6h，每周5d，共90d。引起雄性大鼠肝重增加，脑和脾重量下降，血液生化指标轻度变化；雄性大鼠仅轻度肝重增加。
4.致突变性[19] 性染色体缺失和不分离：酿酒酵母菌33800ppm。
5.致畸性[20] 大鼠孕后6~15d吸入低中毒剂量（TCLo）3000ppm/7h，致颅面部（包括鼻、舌）、泌尿生殖系统发育畸形。大鼠孕后6~10d吸入低中毒剂量（TCLo）2900mg/m3，致颅面部（包括鼻、舌）、肌肉骨骼系统、胃肠道发育畸形。
6.其他[21] 大鼠吸入低中毒浓度（TCLo）：3000ppm（7h）（孕6~15d），致颅面部（包括鼻、舌）发育异常，致泌尿生殖系统发育异常，致凝血异常。
TCLo：100ppm（人吸入，5min）
生态学数据
1.生态毒性[22]
LC50：1690~5640mg/L（96h）（蓝鳃太阳鱼）；3200mg/L（96h）（黑头呆鱼，pH值7.5）；1950mg/L（24h）（卤虫）；＜520mg/L（48h）（水蚤，pH值8）；918~3349mg/L（48h）（水蚤，pH值7.21）
IC50：110~4300mg/L（72h）（藻类）
2.生物降解性[23]
好氧生物降解（h）：24~168
厌氧生物降解（h）：96~672
3.非生物降解性[24]
水中光氧化半衰期（h）：1.80×104~7.10×105
空气中光氧化半衰期（h）：64.2~642
一级水解半衰期（h）：＞50a
分子结构数据
1、摩尔折射率：20.60
2、摩尔体积（cm3/mol）：91.6
3、等张比容（90.2K）：196.3
4、表面张力（dyne/cm）：21.0
5、极化率（10-24cm3）：8.17
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:1
4.可旋转化学键数量:1
5.互变异构体数量:3
6.拓扑分子极性表面积17.1
7.重原子数量:5
8.表面电荷:0
9.复杂度:38.9
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.化学性质：丁酮由于具有羰基及与羰基相邻接的活泼氢，因此容易发生各种反应。与盐酸或氢氧化钠一起加热发生缩合，生成3,4-二甲基-3-己烯-2-酮或3-甲基-3-庚烯-5-酮。长时间受日光照射时，生成乙烷、、缩合产物等。用硝酸氧化时生成联乙酰。用铬酸等强氧化剂氧化时生成。丁酮对热比较稳定，500℃以上热裂生成烯酮或甲基烯酮。与脂肪族或芳香族醛发生缩合时，生成高分子量的酮、环状化合物、缩酮以及树脂等。例如与甲醛在氢氧化钠存在下缩合，首先生成2-甲基-1-丁醇-3-酮，接着脱水生成甲基异丙烯基酮。该化合物受日光或紫外光照射时发生树脂化。与酚缩合生成2,2-双(4-羟基基)丁烷。与脂肪族酯在碱性催化剂存在下反应，生成β-二酮。在酸性催化剂存在下与酸酐作用发生酰化反应，生成β-二酮。与氰化氢反应生成氰醇。与氨反应生成酮基哌啶衍生物。丁酮的α-氢原子容易被卤素取代生成各种卤代酮，例如与氯作用生成3-氯-2-丁酮。与2,4-二硝基肼作用生成黄色的2,4-二硝基腙(m.p. 115℃)。
2.稳定性[25] 稳定
3.禁配物[26] 强氧化剂、碱类、强还原剂
4.聚合危害[27] 不聚合
贮存方法
储存注意事项[28] 储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过37℃。保持容器密封。应与氧化剂、还原剂、碱类分开存放，切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。
合成方法
有气相和液相脱氢两种方法。
(1)气相脱氢用锌铜合金或氧化锌作催化剂，温度400～500℃，常压；液相脱氢用兰尼镍或亚铬酸铜作催化剂，温度150℃。液相脱氢反应温度及能耗较低，产率较高，催化剂寿命长，分离工艺简单。
(2)丁烷液相氧化法
丁烷液相氧化的主产品是，同时副产丁酮(约占产量的16％)。反应温度150～225℃，压力4.0～8.0MPa。例如美国联合碳化物公司，1976年用此法生产了22.6万吨，得到3.6万吨的副产丁酮。目前在美国约20％的丁酮是用此法生产的。
目前正在研究、发展的方法有丁烯液相氧化法、异丁法等。
(3)丁烯液相氧化法
此法称为互克尔法(Wacker法)。以氯化钯/氯化铜溶液为催化剂，在90～120℃、1.0～2.0MPa条件下进行反应。
丁烯转化率约95%，丁酮收率约88%，得到的反应液通过蒸馏等方法提纯而得到成品。此法工艺过程简单，但设备腐蚀严重，需用重金属作催化剂。此法尚未应用于大规模生产。
(4)异丁法
正丁烯和经烃化生成异丁，异丁氧化生成过氧化氢异丁，后用酸分解得到丁酮和酚。
烃化以三氯化铝为催化剂，反应温度50～70℃，得异丁基；
异丁基于110～130℃、0.1～0.49MPa压力下，液相氧化生成异丁基过氧化氢；
然后在酸催化剂存在下分解，于20～60℃提浓氧化液，生成丁酮和酚，后分离精制而得成品。
此法特点是工艺设备腐蚀较轻，反应条件温和，有利于工业化。丁酮是干馏木材的蒸出液（木醇油）的重要组分。工业上从仲丁醇、丁烷等制取。
1.间接水合法 含丁醇的混合C4馏分与接触生成酸式酯和中式酯，然后用水稀释，水解生成仲丁醇水溶液，再经脱水、提浓得仲丁醇。纯仲丁醇经镍或氧化锌催化脱氢后，得成品。
2.正丁烯直接水合法 此法分两种，一种以树脂为催化剂，另一种以杂多酸为催化剂。
3.仲丁醇脱氢法 此工艺分气相法与液相法，大部分采用气相法脱氢工艺。即仲丁醇在脱氢催化剂作用下经脱氢制得丁酮。
4.乙烯气相氧化法。
5.异丁法 正丁烯和经烃化生成异丁，异丁氧化生成过氧化氢异丁，后用酸分解得到丁酮和酚。此法特点是：工艺设备腐蚀较轻，反应条件温和，有利于工业化。
6.含丁醇的混合C4馏分与反应，然后用水稀释，水解生成仲丁醇水溶液，再经脱水、提纯得仲丁醇。纯仲丁醇经镍或氧化锌催化脱氢后，得成品。或者利用正丁烯直接水合法。
7.以工业品丁酮为原料，加入少量无水碳酸钠，搅动，加热回流，过滤后蒸馏。选择不同塔板的精馏塔和回流比，可得到不同含量的纯品丁酮。
8.主要采用酯化法。以含丁烯的混合C 4 馏分为原料,与进行酯化反应,生成酸性酯和中性酯,然后用水稀释,水解生成仲丁醇水溶液,再经脱水、提浓得仲丁醇,后经催化脱氧后,得成品反应如下:
C 4H8+H2S O 4→ 4C 3H9HS O 4→ OC 3H9OH+H2S O 4
C 4H9OH -H2→ CH3C O C 2H5
用途
1.丁酮主要用作溶剂，如用于润滑油脱蜡、涂料工业及多种树脂溶剂、植物油的萃取过程及精制过程的共沸精馏，其优点是溶解性强，挥发性比丙酮低，属中沸点酮类溶剂。
2.丁酮还是制备医药、染料、洗涤剂、香料、抗氧化剂以及某些催化剂的是中间体，合成抗脱皮剂甲基乙基酮肟、聚合催化剂甲基乙基酮过氧化物、阻蚀剂甲基戊炔醇等，在电子工业中用作集成电路光刻后的显影剂。
3.用作洗涤剂、润滑油脱蜡剂、硫化促进剂和反应中间体等。
4.用于有机合成。用作色谱分析标准物质、溶剂。
5.用于电子工业，常用作清洗去油剂。
6.除了广泛用于炼油、涂料、助剂、胶黏剂、染料、医药及电子元件清洗等方面外，主要用于硝酸纤维素、乙烯基树脂、丙烯酸树脂和其他合成树脂的溶剂。其优点是溶解性强，挥发性比丙酮低。在植物油的萃取、精制过程的共沸精馏以及制备香料、抗氧化剂等方面也有应用。
7.是有机合成原料,可作溶剂。在炼油工业中作润滑油的脱蜡剂,同时用于医药、涂料、染料、洗涤剂、香料和电子等工业。液体油墨的溶剂。化妆品中用于指甲油的制造,作为低沸点溶剂,能降低指甲油的黏度，有快干性。
8.用作溶剂、脱蜡剂，也用于有机合成，及作为合成香料和医药的原料。[29]
