2-氯丙烯腈

2-氯丙烯腈

英文名:2-Chloroacrylonitrile,又叫2-氯丙烯腈、α-氯代丙烯腈,無色或淡黃色液體,不溶於水,溶於四氯化碳、乙醚等有機溶劑。是重要的醫藥和農藥中間體,是殺蟲劑蟲蟎腈的中間體,也是除草劑噻吩磺隆的中間體。環加成反應(cycloaddition reactions)的常用試劑。

基本介紹

  • 中文名:2-氯丙烯腈
  • 英文名:2-Chloroacrylonitrile
  • 別稱:2-氯丙烯腈;α-氯代丙烯腈
  • 化學式:C3H2ClN
  • 分子量:87.50
  • CAS登錄號:920-37-6
  • EINECS登錄號:213-055-2
  • 熔點:-65℃
  • 沸點:89.5°C at 760 mmHg
  • 水溶性:不溶
  • 密度:1.125g/cm3
  • 外觀:無色液體
  • 閃點:6.7°C
物化性質,分子結構數據,計算化學數據,合成方法,用途,貯存方法,生態學數據,物質毒性,安全信息,

物化性質

外觀(Appearance): 無色或淡黃色液體
密度:1.125g/cm3
熔點:-65℃
沸點:89.5°C at 760 mmHg
閃點:6.7°C
蒸汽壓:58.4mmHg at 25°C
折射率:1.429-1.431
溶解性:不溶於水,溶於四氯化碳、乙醚等有機溶劑,不溶於烴類溶劑。
化學性質:1. 常溫常壓下穩定,避免強氧化劑、強還原劑、 強酸強鹼接觸。2. 具有高毒性,能夠穿透皮膚被血液吸收,使用時要注意在通風櫥中進行操作,並且要戴上手套。

分子結構數據

1、 摩爾折射率:20.27
2、 摩爾體積(cm3/mol):77.7
3、 等張比容(90.2K):183.4
4、 表面張力(dyne/cm):31.0
5、 極化率(10-24cm3):8.03

計算化學數據

1.疏水參數計算參考值(XlogP):1.4
2.氫鍵供體數量:0
3.氫鍵受體數量:1
4.可旋轉化學鍵數量:0
5.互變異構體數量:無
6.拓撲分子極性表面積23.8
7.重原子數量:5
8.表面電荷:0
9.複雜度:86.3
10.同位素原子數量:0
11.確定原子立構中心數量:0
12.不確定原子立構中心數量:0
13.確定化學鍵立構中心數量:0
14.不確定化學鍵立構中心數量:0
15.共價鍵單元數量:1

合成方法

在裝有攪拌、溫度計和冷凝管的四口燒瓶中,加入丙烯腈和氯化催化劑,在冰水浴冷卻和攪拌條件下,向反應液中通氯氣,反應體系控制在30~35℃,通氯氣約需4h,用GC跟蹤氯化終點,繼續攪拌1h,得到的反應液即為二氯丙腈。將上述反應液加入具攪拌溫度計和瓷環填料柱的燒瓶中,加入少許阻聚劑,攪拌並加熱,溫度105~110℃,開始回流,控制釜溫110~130℃,同時進行消除反應並分餾,塔頂溫度85℃,收集餾分即為成品。

用途

1. 是重要的醫藥和農藥中間體,是殺蟲劑蟲蟎腈的中間體,也是除草劑噻吩磺隆的中間體。
2. 該試劑可以看作乙烯酮的等價體,因而能夠用於Diels-Alder反應[1]和其它環加成反應中。此外還可進行Michael加成和自由基加成反應。
由於氯和氰基的吸電子效應,因而2-氯丙烯腈是一個有效的親二烯體,從而能夠參與Diels-Alder反應。它可以與各種環狀二烯如環戊二烯和環己二烯反應,並且環加成產物在氫氧化鉀/DMSO或硫化鈉/乙醇中水解能夠得到對應的環酮化合物 (式1)[2]。
銅鹽可以催化2-氯丙烯腈的Diels-Alder反應,其中最典型的是在低溫下成功地實現了對熱極為敏感的環戊二烯與2-氯丙烯腈的環加成反應 (式2)[3]。採用氟硼酸銅作為催化劑,能夠在0oC下實現該反應,並且其水解環酮化合物還是合成天然產物的重要中間體。此外,呋喃與2-氯丙烯腈的Diels-Alder反應也可以被銅試劑催化 (式3)[4]。有趣的是,環加成產物在鹼性條件下水解得到的不是環酮,而是醯胺。
此外,其它二烯化合物如取代環己二烯、取代環戊二烯、羥基吡喃酮、亞甲基環戊二烯、苯並呋喃以及非環二烯等也都能與2-氯丙烯腈發生環加成反應。但是,對於加熱條件下發生的環加成反應,溫度不能高於140oC,因為2-氯丙烯腈在該溫度下會發生聚合。除了[4+2]環加成反應外,2-氯丙烯腈還能發生[3+2]以及[2+2]環加成反應 (式4)[5]。
和其它丙烯腈化合物一樣,2-氯丙烯腈也是一個有效的親核試劑受體以及親核自由基受體,因而能夠發生Michael加成 (式5,式6)[6,7]或自由基加成反應 (式7)[8]到環化物,其中2-氯丙烯腈表現為一個有效的2-碳環化試劑。

貯存方法

保持容器密封,儲存在陰涼,乾燥的地方。

生態學數據

對水是稍微有害的,不要讓未稀釋或大量的產品接觸地下水,水道或者污水系統,若無政府許可,勿將材料排入周圍環境。

物質毒性

文獻、期刊報導的毒性作用試驗數據
編號毒性類型測試方法測試對象
使用劑量毒性作用
1
急性毒性
口服
大鼠
25 mg/kg
1.行為毒性——嗜睡
2.血管毒性——局部或全身動脈、靜脈擴張
3.皮膚和附屬檔案毒性——毛髮變化
2
急性毒性
吸入
大鼠
304 mg/m3/6H
1.血管毒性——局部或全身動脈、靜脈擴張
2.肺部、胸部或者呼吸毒性——呼吸困難
3.皮膚和附屬檔案毒性——毛髮變化
3
急性毒性
腹腔注射
大鼠
10 mg/kg
1.行為毒性——驚厥或癲癇發作閾值受到影響
2.血管毒性——局部或全身動脈、靜脈擴張
3.肺部、胸部或者呼吸毒性——呼吸困難
4
急性毒性
口服
小鼠
25 mg/kg
1.行為毒性——嗜睡
2.行為毒性——共濟失調
3.皮膚和附屬檔案毒性——毛髮變化
5
急性毒性
吸入
小鼠
105 mg/m3/2H
詳細作用沒有報告除致死劑量以外的其他值
6
急性毒性
腹腔注射
小鼠
10 mg/kg
1.行為毒性——睡眠時間發生變化 (包括翻正反射變化)
2.行為毒性——震顫
3.皮膚和附屬檔案毒性——毛髮變化
7
急性毒性
靜脈注射
小鼠
100 mg/kg
詳細作用沒有報告除致死劑量以外的其他值

安全信息

危險運輸編碼:UN 3383 6.1/PG 1
危險品標誌:極毒,危害環境
安全標識:S16S26S45S53S61S36/S37/S39
危險標識:R11R24R34R43R45R50R26/28

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