丁醇
編輯丁醇(又稱丁醇)是一種四碳醇,分子式為C4H9OH,有五個異構結構(四種結構異構體),從直鏈伯醇到支鏈叔醇; 都是與羥基相連的丁基或異丁基(有時表示為 BuOH、n-BuOH、i-BuOH 和 t-BuOH)。 它們是正丁醇、仲丁醇、異丁醇和叔丁醇的兩種立體異構體。 丁醇主要用作溶劑和化學合成的中間體,也可用作燃料。 生物法生產的丁醇稱為生物丁醇,可能是正丁醇或異丁醇。
異構體
編輯未修飾的術語丁醇通常是指在末端碳原子上帶有醇官能團的直鏈異構體,也稱為正丁醇或1-丁醇。 醇在內部碳原子處的直鏈異構體是仲丁醇或2-丁醇。 端碳為醇的支鏈異構體為異丁醇或2-甲基-1-丙醇,醇為內碳的支鏈異構體為叔丁醇或2-甲基-2-丙醇。
丁醇異構體具有不同的熔點和沸點。 正丁醇和異丁醇的溶解度有限,仲丁醇的溶解度大得多,而叔丁醇則可與水混溶。 羥基使分子具有極性,提高了在水中的溶解度,而較長的烴鏈則減弱了極性并降低了溶解度。
毒性
編輯丁醇在實驗室動物的單劑量實驗中表現出低毒性,被認為足夠安全地用于化妝品。 與其他短鏈醇一樣,短暫、反復地過度接觸皮膚會導致中樞神經系統抑制。 接觸還可能引起嚴重的眼睛刺激和中度皮膚刺激。 主要的危險來自長時間暴露在酒精蒸汽中。 在極端情況下,這包括抑制中樞神經系統甚至死亡。 在大多數情況下,丁醇會迅速代謝為二氧化碳。 尚未證明它會破壞 DNA 或導致癌癥。
使用
編輯主要用途
丁醇用作各種化學和紡織過程的溶劑,有機合成,以及化學中間體。 它也用作油漆稀釋劑和其他涂料應用中的溶劑,在這些應用中,優選蒸發速度相對較慢的潛在溶劑,例如清漆和環境固化的搪瓷。 它還用作液壓和制動液的成分。
自 20 世紀以來,人們一直使用 50% 的丁醇水溶液來延緩壁畫中新鮮石膏的干燥。 該溶液通常在石膏被抹平后噴灑在濕石膏上,并將壁畫的工作時間延長至 18 小時。
丁醇用于合成2-丁氧基乙醇。 丁醇的一個主要應用是作為與丙烯酸的反應物來生產丙烯酸丁酯,這是水性丙烯酸涂料的主要成分。
丁醇鹽是化學中間體; 例如,叔丁醇的堿金屬鹽是叔丁醇鹽。
娛樂用途
編輯丁醇是一種中樞神經系統抑制劑。 當人類等生物攝入或飲用時,它會產生類似于乙醇的效果。
生物丁醇
編輯丁醇(正丁醇或異丁醇)是一種潛在的生物燃料(丁醇燃料)。 濃度為 85% 的丁醇可用于專為汽油(汽油)設計的汽車,而無需對發動機進行任何更改(與 85% 乙醇不同),并且對于給定體積,它所含的能量比乙醇多,幾乎與汽油一樣多,并且 使用丁醇的車輛返回的燃料消耗比乙醇更接近于汽油。 丁醇也可以添加到柴油中以減少煙塵排放。 光合自養微生物,如藍藻,可以設計為從 CO2 和水間接生產 1-丁醇。
制作
編輯自 1950 年代以來,美國的大部分丁醇都是從化石燃料中商業化生產的。 最常見的工藝從丙烯開始,通過加氫甲酰化反應形成丁醛,然后用氫將其還原為 1-丁醇和/或 2-丁醇。 叔丁醇衍生自作為環氧丙烷生產副產品的異丁烷。
丁醇也可以通過細菌發酵生物質來生產。 在 1950 年代之前,丙酮丁醇梭菌被用于工業發酵以生產正丁醇。
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