环氧氯丙烷
环氧氯丙烷
- 日期：2023/3/15 13:39:41 发布人：环氧氯丙烷
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环氧氯丙烷 CAS 106-89-8
环氧氯丙烷（Epichlorohydrin），又名3-氯-1,2-环氧丙烷，是一种有机化合物，化学式为C3H5ClO，为无色液体，有类似氯仿的气味的有机化合物，主要用作有机合成的原料，也用作溶剂、增塑剂、表面活性剂等。
2017年10月27日，世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考，环氧氯丙烷在2A类致癌物清单中。
中文名 环氧氯丙烷
外文名 Epichlorohydrin
别 名 3-氯-1,2-环氧丙烷
化学式 C3H5ClO
分子量 92.524
CAS登录号 106-89-8
EINECS登录号 203-439-8
熔 点 -57 ℃
沸 点 115 至 117 ℃
水溶性 微溶
密 度 1.18 g/cm3
外 观 无色液体
闪 点 28 ℃
安全性描述 S45；S53
危险性符号 T
危险性描述 R10；R23/24/25；R34；R43；R45
UN危险货物编号 2023
环氧氯丙烷研究简史
环氧氯丙烷最早于1854年由Berthelot用盐酸处理粗甘油，然后用碱液水解时首先发现的。
数年后Reboul提出这一物质可由二氯丙醇以苛性钠经水解反应直接制取 ，丙烯经高温氯化然后氧化可以制备二氯丙醇，美国Shell公司对丙烯高温氯化法进行了大量研究。
20世纪上半叶处于甘油昂贵时期，1948年Shell在美国建成了世界上第一座用丙烯高温氯化法合成甘油的生产装置，环氧氯丙烷作为中间产物，开始大规模工业化生产。
20世纪60年代前后由于电子行业的发展，环氧树脂的需求迅速增加，作为环氧树脂两大原料之一的环氧氯丙烷进入快速发展期，但均以丙烯为初始原料。为适应环氧树脂生产发展的需求，环氧氯丙烷开始以氯丙烯为原料作为主要产品进行生产。
环氧氯丙烷基本信息
化学式：C3H5ClO
分子量：92.524
CAS号：106-89-8
EINECS号：203-439-8
MDL号：MFCD00005132
RTECS号：TX4900000
BRN号：79785
PubChem号：24845326
环氧氯丙烷理化性质
环氧氯丙烷物理性质
密度：1.183g/cm3
熔点：-57℃
沸点：115-117℃
闪点：28℃
蒸汽压：22mmHg at 25°C
折射率：1.4358（25oC）
临界温度：351.3oC
临界压力：4.9MPa
爆炸上限（V/V）：17.86%
爆炸下限（V/V）：5.23%
外观：无色液体
溶解性：微溶于水，可混溶于醇、醚、四氯化碳、苯
质谱
红外光谱
核磁共振氢谱
核磁共振碳谱
拉曼光谱
核磁共振氧谱
图谱数据
环氧氯丙烷化学性质
环氧氯丙烷分子中含有两个活泼的原子，可与多种物质反应，生成种类繁多的衍生物。此外环氧氯丙烷本身能发生均聚或与其他物质发生共聚，制备多种特殊用途的高分子化合物 。
环氧氯丙烷与水反应生成3-氯丙二醇：
与盐酸作用生成β,β′-二氯异丙醇：
与氰化氢发生加成反应生成γ-氯-β-羟基丁腈：
用钠或钠汞齐还原生成烯丙醇：
与硫化氢反应生成1-氯-3-巯基-2-丙醇：
与醇和酚在催化剂存在下发生反应，生成α-氯乙醇-γ-醚、缩水甘油醚或甘油-α,γ-二醚：
环氧氯丙烷与氨或胺反应，生成1,3-二氨基丙醇或N-取代产物：
与醛或酮反应得到二噁烷衍生物：
与β-酮酸酯或丙二酸酯的钠盐反应，得到γ-内酯衍生物 ：
环氧氯丙烷用氟化氢或氟化硼作催化剂可以发生聚合作用 ：
环氧氯丙烷分子结构数据
摩尔折射率：20.37
摩尔体积（cm3/mol）：76.7
等张比容（90.2K）：187.4
表面张力（dyne/cm）：35.6
极化率（10-24cm3）：8.07 [20]
环氧氯丙烷计算化学数据
疏水参数计算参考值（XlogP）：无
氢键供体数量：0
氢键受体数量：1
可旋转化学键数量：1
互变异构体数量：0
拓扑分子极性表面积：12.5
重原子数量：5
表面电荷：0
复杂度：37.9
.同位素原子数量：0
确定原子立构中心数量：0
不确定原子立构中心数量：1
确定化学键立构中心数量：0
不确定化学键立构中心数量：0
共价键单元数量：1
环氧氯丙烷应用领域
环氧氯丙烷是一种用途较为广泛的基本有机化工原料，是合成甘油的中间体，也是合成环氧树脂、氯醇橡胶等产品的主要原料。它可用于制造玻璃钢、胶粘剂、阳离子交换树脂、电绝缘制品，也可用于溶剂、增塑剂、稳定剂、表面活性剂和医药等行业，还可用于制造各种具有特殊功能的合成树脂 。
医药合成
4-羟基吲哚、环氧氯丙烷在氢氧化钠的乙醇溶液中反应生成中间体1-(1H-吲哚-4-氧基)-3-氯-2-丙醇，然后中间体与异丙胺反应，合成出了目标产物吲哚洛尔{1-(1H-吲哚-4-氧基)-3-[(1-甲基乙基)氨基]-2-丙醇}。吲哚洛尔为发现的具有增强抗抑郁作用的β-受体阻滞剂，还可以作为5-HT1A受体部分激动剂和拮抗剂，此外吲哚洛尔系列药物还可用于治疗许多原因所致的心律失常，对血管迷走神经性昏厥有显著疗效 。
生产甘油
以环氧氯丙烷为原料四步合成，技术成熟，单耗低，产品纯度≧99%，加压法生产能力比常压法提高7.5倍，收率达98%，但流程长，消耗氯与碱较高，生产中有氯化钙、有机氯化物腐蚀严重，污水量大。法国改为直接水解（不经环氧氯丙烷），不用石灰乳，无需氯化钙后处理 。
制备环氧树脂
双酚A型环氧树脂具有良好的绝缘性能、黏合能力、耐高温性能，出众的力学性能等，可用于户内外涂装、电子产品及化学设备的铸造等。通用的合成方法主要是双酚A、环氧氯丙烷在氢氧化钠水溶液中进行开环、闭环反应得到环氧树脂。双酚A型环氧树脂的合成主要包括一步法和两步法工艺。一步法合成反应是在氢氧化钠、或氢氧化钾溶液中进行，但是环氧氯丙烷在强碱性水溶液中往往会发生水解，导致产品的环氧值低，氯含量高。两步法合成反应过程漫长，原料消耗和纯化过程较为麻烦。行业内也有科研人员研究出使用固碱法和溶剂法等 。
表面活性剂
以二甲胺、叔胺和环氧氯丙烷为原料，多乙烯多胺为交联剂，可以合成一种环氧氯丙烷胺清水剂，此清水剂具有优良的除油和除悬浮物性能 。
在四丁基溴化铵催化下，以酚胺醛树脂聚醚型破乳剂DLA-6和环氧氯丙烷经过开环聚合反应合成破乳剂DLA-6-1，用于三元复合驱采出液破乳剂 。
EP稀释剂
环氧树脂粘度高，实际操作（特别是浇铸工艺和浸渍工艺）十分不便，而且，已固化的树脂呈脆性，从而限制了它的应用。消除上述缺陷的简便的方法是使用稀释剂。常用的稀释剂有丙 酮、苯、甲苯、邻苯二甲酸酯类等。这些稀释剂不参与树脂固化过程中的化学反应，所以，在树脂固化时，会有部分逸出，而造成制品有气泡、体积收缩和内应力等缺陷，影响环氧树脂制品的质量。用槚如酚和环氧氯丙烷等为原料，合成一种新型活性稀释剂——槚如酚基缩水甘油醚，这种活性稀释剂分子中的长键取代基，除参与树脂的固化反应之外，还能起良好的增柔作用，因此与常用的活性稀释剂如环氧丙烷苯基醚（简称690）相比，柔性更为突出，可有效地降低环氧树脂的粘度，提高环氧树脂制品的柔性，并赋予优良的机械性能和绝缘
环氧氯丙烷性能 。
制备氯醚橡胶
以环氧氯丙烷为原料生产的氯醇橡胶是橡胶的新品种，氯醚橡胶是侧基含氯、主链含醚键的橡胶，是由环氧氯丙烷、环氧乙烷和烯丙基缩水甘油醚3种单体均聚或共聚形成的弹性体，所以它又可以分为ECH均聚物、ECH/EO二元共聚物和 ECH /EO/AGE 三元共聚物。氯醚橡胶的结构决定了它具有很多特殊性能。共聚型氯醚橡胶在一般油和普通溶剂中不易膨胀，具有良好的耐热、耐油、耐候和气密性，在低温无增塑剂存在下具有较大的挠性，具有优于丁腈、氯丁和丁基橡胶的某些特有的功能。它以独特的半导电特性应用在复印机和激光印刷机等设备的导电胶辊和显影胶辊而备受关注 。
纸张增强剂
PAE树脂是当今使用最多的增湿强剂，是己二酸、二乙烯三胺和环氧氯丙烷的合成产品。PAE树脂作用原理也是形成网络耐水结构。研究指出，PAE树脂增湿强度的机理不是由树脂和纤维素架桥而产生的，而是由PAE树脂之间自身架桥形成耐水结构产生的 。
环氧氯丙烷安全措施
环境危害
中国（TJ36-79）：车间空气中有害物质的最高容许浓度：1mg/m3（皮）
中国（TJ36-79）：居住区大气中有害物质的最高容许浓度：0.20mg/m3（一次值）
嗅觉阈浓度：平均10ppm
该物质对水有稍微的危害。
健康危害
侵入途径：吸入、食入、经皮吸收。
健康危害：蒸气对呼吸道有强烈刺激性。反复和长时间吸入能引起肺、肝和肾损害。高浓度吸入致中枢神经系统抑制可致死。蒸气对眼有强烈刺激性，液体可致眼灼伤。皮肤直接接触液体可致灼伤。口服引起肝、肾损害，可致死。慢性中毒：长期少量吸入可出现神经衰弱综合征和周围神经病变。
危险性摄取，吸入及皮肤吸收有毒。刺激性强烈。可能会致癌。在空气中容许量2 ppm。易燃，中度着火危险性。
环氧氯丙烷危害防治
环氧氯丙烷毒理资料
中毒特点：环氧氯丙烷为中等毒性化合物，对黏膜、呼吸道有刺激作用，对中枢神经系统有麻醉作用。能通过呼吸道和皮肤侵入机体
急性毒性：动物急性毒性主要表现为逐渐产生的紫绀，继而四肢肌肉松弛。动物死于中枢神经系统病变，特别时呼吸中枢的抑制。
环氧氯丙烷液体或蒸气对眼、呼吸道粘膜及皮肤均有强烈的刺激作用。未经稀释的溶液敷于去毛的实验动物皮肤，可引发水疱，重复涂药可致广泛的局部坏死 。
慢性毒性：动物慢性中毒表现为体重增长缓慢、呼吸道刺激以及“肾毒作用”。
致突变性：基因突变，小鼠淋巴肉瘤细胞阳性。
致畸性：体外细胞遗传损伤，啮齿动物骨髓细胞染色体畸变阳性。
致癌性：小鼠皮下最小中毒剂量720mg/kg（78周，间断）致肿瘤阳性 。
给药途径
动物
半数致死量
经口
大鼠
90 mg/kg
经口
豚鼠
178mg/kg
经口
小鼠
238 mg/kg
经皮
大鼠
590mg/kg（三次涂皮）
经皮
兔
1038 mg/kg
吸入
大鼠
1890 mg/m3（4h）
吸入
大鼠
950mg/m3（8h）
吸入
豚鼠
2120mg/m3（4h）
吸入
兔
1682 mg/m3（4h）
对人的影响：
①低浓度吸入者：可出现神经衰弱症候群及末梢神经炎改变，并有眼刺痛、流泪、胸闷、咳嗽及恶心、呕吐、食欲不振及肝脏损害等。少数人可有荨麻疹及哮喘等变态反应。
②高浓度吸入者：可出现呼吸困难肺水肿，甚至可引起反射性呼吸抑制而导致死亡。
③皮肤接触者：可引起灼伤及皮炎等 [17] 。
应急处理
泄漏应急处理
疏散泄漏污染区人员至安全区，禁止无关人员进入污染区，切断火源。应急处理人员戴自给式呼吸器，穿防护服。不要直接接触泄漏物，不确保安全情况下堵漏。喷水雾可减少蒸发。用砂土或其他不燃性吸附剂混合吸收，然后收集运至废物处理场所。如大量泄漏，利用围堤收容，然后收集、转移、回收或无害处理后废弃。
环氧氯丙烷防护措施
呼吸系统防护：空气中浓度超标时，戴面具式呼吸器。紧急事态抢救或撤离时，建议佩戴自给式呼吸器。
眼睛防护：戴化学安全防护眼镜。
防护服：穿紧袖工作服，长筒胶鞋。
手防护：戴防化学品手套。
其他：工作后，淋浴更衣。保持良好的卫生习惯。防止皮肤和粘膜的损害。
环氧氯丙烷急救措施
皮肤接触：脱去污染的衣着，立即用大量流动清水彻底冲洗至少15分钟，就医。
眼睛接触：立即翻开上下眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗至少15分钟，就医。
吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处，保持呼吸道通畅，呼吸困难时输氧，呼吸停止时，立即进行人工呼吸，就医。
食入：立即用水漱口，给饮牛奶或蛋清，就医。
环氧氯丙烷储存运输
储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过30℃。应与酸类、碱类、食用化学品分开存放，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。因氯化铁或氯化锡等能促进环氧氯丙烷自聚反应的发生，故宜储存在干燥清洁的镀锌铁桶中，每桶200kg。储存于阴凉、通风、干燥处，要远离火源和热源。按易燃有毒物品规定贮运。
环氧氯丙烷检测方法
比色法
原理
①乙酰丙酮：用过碘酸将环氧氯丙烷氧化成甲醛，甲醛再与乙酰丙酮及氨作用，生成黄色的3,5-二乙酰基-1,4-二氢卢剔啶，进行比色。
比色法检测环氧氯丙烷原理
比色法检测环氧氯丙烷原理
过量的过碘酸用亚砷酸钠破坏，其他还原剂有的不能除去黄色，有的妨碍下一步测定甲醛的显色反应。
本测定在溶液pH值约为6时显色最好，所以应用醋酸铵-醋酸缓冲液。在室温下显色较慢，约2h才能显色完全，但在100℃时仅2~3 min即可。
此法不是特殊反应，甲醛和其他生成甲醛的化合物，以及含有或测定时可生成末端连位羟基的化合物如环氧乙烷、乙二醇等对测定都有干扰。
此法的灵敏度为5mg/10mL。
②变色酸：在酸性溶液中用高碘酸钾氧化环氧氯丙烷成甲醛，甲醛与变色酸反应生成紫色化合物，比色定量。
高碘酸钾氧化步骤，在沸水浴中加热10 min即可氧化完全，加热时间稍有差异，对结果影响不大。
用于还原过量高碘酸钾的亚硫酸钠加入量多少是显色不稳定的主要原因，沸水浴可排除过量亚硫酸钠的干扰。
沸水浴加热过程中，应使比色管受热均匀，防止比色管直接接触水浴锅底，以免由于受热不均，影响显色。
标准溶液很稳定，于室温下放置1个月仍无变化。
甲醛与变色酸反应生成的紫色很稳定，24h后光密度值不变。
本法的检限为2mg/3.4mL 。
以乙酰丙酮比色法为例：
试剂：
1、过碘酸溶液：溶解2g过碘酸于100mL蒸馏水中。
2、亚砷酸钠溶液：溶解6.5g亚砷酸钠（NaAsO2）于100mL蒸馏水中。
3、乙酰丙酮试剂：溶解25g醋酸铵、3mg70%醋酸及0.2mL重蒸馏的乙酰丙酮（CH3COCH2COCH3）与100mL蒸馏水中。
4、标准溶液：用25mL容量瓶称取约25mg环氧氯丙烷，加蒸馏水至刻度，此溶液每毫升约含环氧氯丙烷1mg，将此溶液稀释20倍左右，配制成1.00mL=50.0mg环氧氯丙烷的标准溶液。
采样：串取2支U型多孔玻吸收管，管内各盛2.0 mL蒸馏水，以1L/min流量采取空气25L（如需测出居民区大气中最高容许浓度以下含量，需多采空气）。
步骤：
1、样品处理：将吸收管内的样品溶液转入具磨口的比色管中，加蒸馏水至50 mL。
2、标准比色管的配制：于具磨口塞的比色管中分别加入环氧氯丙烷标准溶液0，0.1，0.2，0.4，0.6，0.8，1.0，1.5及2.0 mL，用蒸馏水补充到5.0 mL。
3、比色定量：向样品管及标准管中各加1.0mL过碘酸溶液，加塞放入沸水浴中加温20min，取出冷却至室温后，再各加2.0 mL亚砷酸钠溶液，摇匀，再加入2.0mL乙酰丙酮试剂，摇匀后加塞放入沸水浴中继续加热2min，去除冷却，进行目测比色或用分光光度计以412毫微米波长测量光密度。
计算：大气环氧氯丙烷浓度（mg/m3）= 相当于标准管中环氧氯丙烷的μg数/换算成标准状况下的空气体积（L） [19]
气相色谱法
原理：空气中环氧氯丙烷及共存的丙烯、氯丙烯、1,2-二氯丙烷等用丁二酸乙二醇聚酯、硅油DC200混合柱分离，用氢焰离子化检测器检测，以保留时间定性，峰面积定量。
本法的检测限为0.5×10-3 mg（直接选择2 mg空气样品）。
仪器
1、注射器（100mL/2mL 1mL）
2、微量注射器（1μL）
3、气相色谱仪（氢焰离子化检测器）
试剂
1、环氧氯丙烷（色谱纯）
2、丁二酸乙二醇聚酯（熔点97~102℃），色谱固定液
3、硅油275（或硅油DC200），色谱固定液
4、酸洗201担体，80~100目，用前过筛，用水漂洗附着在颗粒上的细粉，120℃烘干
采样：取100 mL注射器，在采样地点用现场空气抽洗3次，然后抽取100mL空气，套上橡皮帽，并将注射器垂直放置，当天分析。
分析步骤
①色谱条件：
色谱柱：柱长2 m，内径4 mm，不锈钢柱
丁二酸乙二醇聚酯：硅油DC200：酸洗201担体=10：10：100
温度：柱温：108℃；汽化室温度：250℃；检测室温度：175℃
载气（氮气）：112 mL/min
②标准曲线的绘制：用1μL微量注射器取一定量重蒸馏过的环氧氯丙烷（于20℃时1μL环氧氯丙烷重1.1801mg），加入装有50mL重蒸馏过的二硫化碳的量瓶中（量瓶用冰冷却），摇匀，放冰中保存。适量稀释成1mg=10μg环氧氯丙烷的标准溶液。用1μL微量注射器各取0.1，0.2，0.4，0.6，0.8及1.0μL标准溶液进样，测量保留时间及峰面积，重复3次，取峰面积的平均值。以环氧氯丙烷的含量对峰面积作图，绘制标准曲线。保留时间为定性指标。
③样品分析：取1mL或2mL空气样品（记录温度及压力）进样，用保留时间定性，用峰面积定量。
计算
空气中环氧氯丙烷的浓度（mg/m3）=由标准曲线上查出的环氧氯丙烷含量（μg）/换算成标准状况下的进样体积（mL）×1000
环氧氯丙烷安全信息
安全术语
S45：In case of accident or if you feel unwell, seek medical advice immediately (show the lable where possible).
发生事故时或感觉不适时，立即求医（可能时出示标签）。
S53：Avoid exposure - obtain special instructions before use.
避免接触，使用前获得特别指示说明。
风险术语
R10：Flammable.
易燃的。
R23/24/25：Toxic by inhalation, in contact with skin and if swallowed.
吸入、与皮肤接触和吞食是有毒的。
R34：Causes burns.
引起灼伤。
R43：May cause sensitization by skin contact.
皮肤接触可能引起过敏。
R45：May cause cancer.
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