丙烯腈

    丙烯腈 :

H₂C=CHCN C₃H₃N [1]

又称氰代乙烯、 2-丙烯腈、乙烯基腈、谷粒熏 蒸剂、Ventox、Acritet。1893 年C.Moureu首先制得。无色 液体。易挥发。有爆炸性及可 燃性。略有特殊气味。有甜味。相对分子质量 53.06。相对密度0.8060。熔点-83.55℃。沸点 77.3～77.4℃、64.7℃(66.661×10³Pa)、45.5℃ (33.331×10³Pa)、23.6℃(13.331×10³Pa)、8.7℃ (6.666×10³Pa)。闪点-5℃。燃点0℃。折射率 1.3911。粘度0.34mPa·s(25℃)。溶于水: 0℃时 7.2、10℃时7.25、20℃时7.35、30℃时7.60、40℃ 时7.80、50℃时8.3、60℃时9.0、70℃时9.8、80℃ 时10.8,溶于丙酮、乙醇、苯、四氯化碳、乙酸乙 酯、甲醇、乙醚等。与水形成恒沸混合物,本品含 量88%,共沸点71℃;与苯形成恒沸混合物,本 品含量47%,共沸点73.3℃;与四氯化碳形成恒 沸混合物,本品含量21%,共沸点66.2℃;与甲醇 形成恒沸混合物,本品含量39%,共沸点 61.4℃。蒸气与空气形成爆炸混合物,25℃时的 爆炸极限为3.05%～17.0%(体积分数)。本品含 有双键及氰基,化学性活泼。双键可以进行自聚 和与其他化合物共聚、双烯加成、还原、卤化及 与亲核试剂的反应;氰基可以水合、水解、醇解、 缩合等。本品易聚合形成白色粉末。本品蒸气有 毒,大量吸入可引起恶心、头痛等症状,侵入皮 肤,也能引起中毒。中毒后,采用氢氰酸解毒时 所用药物亚硝酸戊酯、硫代硫酸钠往往无效,这 说明不仅是分解后产生的氢氰酸有毒,丙烯腈 本身也有毒!小鼠静脉注射LD₅₀15mg/kg,大鼠 经口LD₅₀93mg/kg。工作场所最高允许浓度 20×10^-6。本品的解毒药物为硫代硫酸钠、L- 半胱氨酸和蛋氨酸等。
用途: 本品可用于制造丙烯腈纤维及碳纤 维;用于生产L-谷氨酸钠(即味精)、丙烯酸 酯(有机合成及油漆原料)、次甲基戊二腈(ABS 改性剂、2-甲基-1,5-二胺的原料)、α、α-二 氯丙酸和α,α,β-三氯丙酸(用作除草剂原料)、 丁二腈(丁二醇及丁二酸的原料)、庚二酸(制造 增塑剂、植物生长调节剂和医药的原料)等衍生 物。重要的有机合成原料,用于生产染料、抗氧 化剂、表面活性剂等;合成用的单体,主要用于 制造合成纤维(腈纶);与丁二烯共聚可生产耐 油、耐寒性的丁腈橡胶;与丁二烯、苯乙烯进行 三元共聚可生产工程塑料(ABS树脂);控制丙烯 腈的水解条件,在铜催化剂作用下,可获得丙烯 酰胺,丙烯酰胺聚合后,可得到聚丙烯酰胺,这 是一种重要的工业品原料;丙烯腈在硫酸作用 下充分水解,可制得丙烯酸;电解加氢可制得己 二腈,进一步制取己二胺(尼龙66的原料);用作 农药(家畜驱虫药)、医药的原料;用作谷粒熏蒸 剂;丙烯腈是一种优良的非质子型极性溶剂。
制法:氨氧化法。又称索亥俄(Sohio)法,这 是目前工业所采用的主要方法。以丙烯和氨为 原料,在催化剂作用下,用空气氧化,可制得粗 品[1]。副产物有乙腈、氢氰酸、丙烯醛和二氧化 碳、一氧化碳以及硫酸铵。所用催化剂为铋、锡、 锑的磷钼酸盐系,或锑铁系,以二氧化硅为载 体。丙烯、氨、空气按1:1:12的体积比进入催 化剂床层(流化床或固定床),在450～470℃及 0.2MPa压力下进行催化合成,出反应器后,用 稀硫酸中和未反应的氨,再用水洗涤并吸收生 成的丙烯腈等气体,形成水溶液,再经萃取塔, 将乙腈萃取分离后,进入脱氢氰酸塔,脱去氢氰 酸(用碱吸收),进一步蒸馏,可得到高纯度 的[1]。这种方法每1t产品消耗丙烯1220kg、液 氨520kg、硫酸(98%)60kg、液碱(45%)26kg。这 种方法,副产物的多少取决于催化剂、反应温度 (一般为450～470℃)、反应压力(一般为0.1～0.3 MPa)、接触时间(一般为6～15s)、空气与丙烯 的摩尔比(一般为1:1.8～1 : 2.5)、氨与丙烯的 摩尔比(一般为1: 1.0～1 : 1.2)。