乙二醇 Ethylene glycol

編號系統(tǒng)

CAS號：107-21-1

MDL號：MFCD00283324

EINECS號：203-473-3

RTECS號：KW2975000

BRN號：505945

PubChem號：24859450

物性數(shù)據(jù)

1.性狀：無色透明微有黏稠性液體。味微甜。易吸潮。無氣味。

2.沸點(diǎn)（oC,101.3kPa）：197.3

3.熔點(diǎn)（oC）：-13~-11

4.相對密度（g/mL,0/4oC）：1.1274

5.相對密度（g/mL,10/4oC）：1.1204

6.相對密度（g/mL,20/4oC）：1.1135

7.相對蒸汽密度（g/mL,空氣=1）：2.14

8.折射率（15oC）：1.43312

9.折射率（20oC）：1.4318

10.黏度（mPa·s,-7oC）：86.9

11.黏度（mPa·s,16oC）：25.66

12.黏度（mPa·s,38oC）：10.38

13.閃點(diǎn)（oC）：111.1

14.燃點(diǎn)（oC）：118

15.蒸發(fā)熱（KJ/mol）：57.11

16.熔化熱（KJ/kg）：187.2

17.生成熱（KJ/mol）：-452.6

18.燃燒熱（KJ/mol,20oC,定壓）：1186.1

19.燃燒熱（KJ/kg,20oC,定壓）：1186.1

20.比熱容（KJ/(kg·K),定壓）：2.35

21.電導(dǎo)率（S/m,25oC）：1.07×10^-6

22.熱導(dǎo)率（W/(m·K),20oC）：0.28888

23.爆炸下限（%,V/V）：3.2

24.爆炸上限（%,V/V）：15.3

25.體膨脹系數(shù)（K^-1）：0.000566

26.凝固點(diǎn)（oC）：-11.5

27.自燃點(diǎn)（oC）：412.8

28.蒸氣壓（kPa,50oC）：0.09

29.溶解性：能與水、乙醇、丙酮、乙酸、甘油、吡啶等混溶。但對氯仿、乙醚、苯、二硫化碳等難溶，對烴類、氯代烴、油類、橡膠、天然樹脂等則不溶解。能溶解食鹽、氯化鋅、碳酸鉀、氯化鉀、碘化鉀、氫氧化鉀等無機(jī)化合物。

30.相對密度（25℃，4℃）：1.1100

31.常溫折射率（n²⁵）：1.4306

32.臨界溫度（oC）：446.85

33.臨界壓力（MPa）：8

34.溶度參數(shù)(J·cm^-3)^0.5：34.478

35.van der Waals面積（cm²·mol^-1）：5.620×10⁹

36.van der Waals體積（cm³·mol^-1）：36.540

37.氣相標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱(焓)(kJ·mol^-1)：-1256.96

38.氣相標(biāo)準(zhǔn)聲稱熱(焓)( kJ·mol^-1) ：-387.56

39.氣相標(biāo)準(zhǔn)熵(J·mol^-1·K^-1) ：303.81

40.氣相標(biāo)準(zhǔn)生成自由能( kJ·mol^-1)：-296.6

41.氣相標(biāo)準(zhǔn)熱熔(J·mol^-1·K^-1)：82.7

42.液相標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱(焓)(kJ·mol^-1)：-1189.18

43.液相標(biāo)準(zhǔn)聲稱熱(焓)( kJ·mol^-1)：-455.34

44. 液相標(biāo)準(zhǔn)熵(J·mol^-1·K^-1) ：153.39

45.液相標(biāo)準(zhǔn)生成自由能( kJ·mol^-1)：-319.74

46.液相標(biāo)準(zhǔn)熱熔(J·mol^-1·K^-1)：149.6

毒理學(xué)數(shù)據(jù)

1、毒性分級：中毒

2、刺激數(shù)據(jù)：皮膚- 兔子 555 毫克 輕度； 眼睛 -兔子 500 毫克/ 24小時 輕度。

3、本品對低級脊椎動物無嚴(yán)重毒性，但對人類則不同。由于本品沸點(diǎn)高，蒸氣壓低，一般不存在吸入中毒現(xiàn)象。對未破損皮膚的滲入量小。對眼可引起刺激。但大量飲用（個別人不足50g)會刺激中樞神經(jīng)，引起嘔吐、疲倦、昏睡、呼吸困難、震顫、腎臟充血和出血、脂肪肝、尿閉（腎小管結(jié)晶阻塞）、支氣管炎、肺炎而致死。對人的致死量為100ml。大鼠經(jīng)口LD50為5.5~5.8ml/kg。小鼠經(jīng)口LD50為1.31~13.8ml/kg。嗅覺閾濃度90mg/m3。工作場所最高容許濃度為125mg/m3（美國）。

生態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)

該物質(zhì)對水有稍微的危害。

分子結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)

1、   摩爾折射率：14.38

2、   摩爾體積（cm³/mol）：56.5

3、   等張比容（90.2K）：145.1

4、   表面張力（dyne/cm）：43.4

5、   介電常數(shù)：

6、   偶極距（10^-24cm³）：

7、   極化率：5.70

計算化學(xué)數(shù)據(jù)

1.疏水參數(shù)計算參考值（XlogP）:無

2.氫鍵供體數(shù)量:2

3.氫鍵受體數(shù)量:2

4.可旋轉(zhuǎn)化學(xué)鍵數(shù)量:1

5.互變異構(gòu)體數(shù)量:無

6.拓?fù)浞肿訕O性表面積40.5

7.重原子數(shù)量:4

8.表面電荷:0

9.復(fù)雜度:6

10.同位素原子數(shù)量:0

11.確定原子立構(gòu)中心數(shù)量:0

12.不確定原子立構(gòu)中心數(shù)量:0

13.確定化學(xué)鍵立構(gòu)中心數(shù)量:0

14.不確定化學(xué)鍵立構(gòu)中心數(shù)量:0

15.共價鍵單元數(shù)量:1

性質(zhì)與穩(wěn)定性

1.避免與強(qiáng)氧化劑、強(qiáng)酸接觸。可燃性液體。對金屬無腐蝕，由于吸濕性強(qiáng)應(yīng)密封貯存。低溫場所應(yīng)采取保溫措施，以防止黏度上升和凝固。著火時用泡沫滅火劑、二氧化碳、干式化學(xué)滅火劑、四氯化碳等滅火。誤服者立即用1∶2000高錳酸鉀溶液洗胃和導(dǎo)瀉。嚴(yán)重者送醫(yī)院診治。操作人員應(yīng)穿戴防護(hù)用具，定期進(jìn)行體檢，特別是尿常規(guī)檢查。

2.化學(xué)性質(zhì)

① 酯化反應(yīng)與有機(jī)酸或無機(jī)酸反應(yīng)生成酯。例如與二元酸反應(yīng)生成聚酯纖維或聚酯樹脂。與鹽酸反應(yīng)生成2-氯乙醇。與硝酸反應(yīng)生成硝酸酯。

② 醚化反應(yīng)與硫酸烷基酯和氫氧化鈉反應(yīng)生成烷基醚。

③ 縮醛的生成在酸性催化劑作用下，與醛反應(yīng)生成環(huán)縮醛。

④ 脫水反應(yīng)用硫酸或氧化鋅脫水，生成二烷、乙醛、巴豆醛等。

⑤ 氧化反應(yīng)硝酸氧化、氣相氧化生成乙二醛、羥基乙酸、草酸等。

⑥ 醇金屬的生成經(jīng)堿金屬或堿性氫氧化物處理變成醇金屬。

⑦ 和環(huán)氧乙烷反應(yīng)生成二甘醇、三甘醇以及高分子的聚乙二醇。

3.對低級脊椎動物無嚴(yán)重毒性，但對人類則不同。由于乙二醇沸點(diǎn)高，蒸氣壓低，一般不存在吸入中毒現(xiàn)象。對未破損皮膚的滲入量小。對眼可引起刺激。但大量飲用（個別人不足５０ｇ）會刺激中樞神經(jīng)，引起嘔吐、疲倦、昏睡、呼吸困難、震顫、腎臟充血和出血、脂肪肝、尿閉（腎小管結(jié)晶阻塞）、支氣管炎、肺炎而致死。大鼠、豚鼠經(jīng)口LD50分別為8.54g/kg、6.61g/kg，小鼠經(jīng)口LD5013.79mL/kg。人體LD約1.4mL/kg或100mL。誤服者立即用1:2000高錳酸鉀溶液洗胃和導(dǎo)瀉。嚴(yán)重者送醫(yī)院診治。

4.進(jìn)入體內(nèi)有致命危險，長時間吸入蒸氣亦有害；對眼有刺激性；可能破壞腎臟或神經(jīng)系統(tǒng)。使用時應(yīng)在通風(fēng)櫥中進(jìn)行。

5.乙二醇有毒，能引起惡心和嘔吐，較大劑童中毒時引起昏迷和抽搐。

6. 存在于煙氣中。

貯存方法

1.儲存于陰涼、通風(fēng)的庫房。遠(yuǎn)離火種、熱源。應(yīng)與氧化劑、酸類分開存放，切忌混儲。配備相應(yīng)品種和數(shù)量的消防器材。儲區(qū)應(yīng)備有泄漏應(yīng)急處理設(shè)備和合適的收容材料。由于吸濕性強(qiáng)，應(yīng)密封貯存，長期貯存要用氮?dú)饷芊狻？捎描F、軟鋼、銅或鋁制容器貯存。但長期貯存時宜用涂覆的鋼、鋁或不銹鋼制容器。

2.乙二醇容器上應(yīng)標(biāo)明“有毒”字樣，防止誤服及吸入乙二醇蒸氣。操作人員應(yīng)穿戴防護(hù)用具，定期進(jìn)行體檢，特別是尿常規(guī)檢查。

用鍍鋅鐵桶包裝，每桶100kg或200kg。貯存時應(yīng)密封，長期貯存要氮封、防潮、防火、防凍。按易燃化學(xué)品規(guī)定貯運(yùn)。

合成方法

1. 氯乙醇法

以氯乙醇為原料在堿性介質(zhì)中水解而得，該反應(yīng)在100℃下進(jìn)行，先生成環(huán)氧乙烷，而后在1.01 MPa壓力下加壓水解生成乙二醇。

2. 環(huán)氧乙烷水合法

環(huán)氧乙烷水合法有直接水合法和催化水合法，水合過程在常壓下進(jìn)行也可在加壓下進(jìn)行。常壓水合法一般采用少量無機(jī)酸為催化劑，在50～70℃進(jìn)行反應(yīng)。

直接水合法：

催化水合法：

加壓水合法    環(huán)氧乙烷與水的摩爾比要較高，在1∶6以上，以減少生成醚的副反應(yīng)，該反應(yīng)的溫度在150℃，壓力147kPa.水合得到乙二醇。

3.目前有氣相催化水合法，以氧化銀為催化劑，氧化鋁為載體，在150～240℃反應(yīng)，生成乙二醇。

4.乙烯直接水合法 乙烯在催化劑(如氧化銻TeO₂，鈀催化劑)存在下在乙酸溶液中氧化生成單乙酸酯或二乙酸酯，進(jìn)一步水解均得乙二醇。

5.環(huán)氧乙烷與水在硫酸催化劑作用下進(jìn)行水合反應(yīng)，反應(yīng)液經(jīng)堿中和、蒸發(fā)、精餾即得成品。或者環(huán)氧乙烷和水在一定溫度和壓力下制得乙二醇，同時副產(chǎn)二乙二醇、三乙二醇和多乙二醇。反應(yīng)液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、脫水、精制得合格產(chǎn)品和副產(chǎn)品。

6.甲醛法 其反應(yīng)式如下：

7.以工業(yè)品乙二醇為原料，經(jīng)減壓蒸餾，于1333Pa下，收集中間餾分即可。

8.將乙二醇真空蒸餾，所得主要餾分用無水硫酸鈉進(jìn)行較長時間干燥，然后用一支好的分餾柱重新真空蒸餾。

用途

1.用于制造樹脂、增塑劑、合成纖維、化妝品和炸藥, 并用作溶劑、配制發(fā)動機(jī)的抗凍劑。主要用作聚酯纖維滌綸的原料。也用于制造聚酯樹脂、增塑劑、化妝品、炸藥、防凍液、耐寒潤滑油、表面活性劑等。還用作清漆、染料、油墨、某些無機(jī)化合物的溶劑以及氣體脫水劑、肼的萃取劑等。

乙二醇主要用于配制汽車?yán)鋮s系統(tǒng)的抗凍劑及生產(chǎn)聚對苯二甲酸乙二酯(聚酯纖維和聚酯塑料的原料)，也可用于生產(chǎn)其分合成樹脂、溶劑、潤滑劑、表面活性劑、軟化劑、增濕劑、炸藥等。乙二醇常可代替甘油使用，在制革和制藥工業(yè)中分別用作水合劑和溶劑。乙二醇的溶解能力很強(qiáng)，但它容易代謝氧化生成有毒的草酸，因而不能廣泛用作溶劑。將乙二醇添加到液壓流體中，可防止油基液壓流體對系統(tǒng)中橡膠的侵蝕；以乙二醇為主要組分的水基液壓流體是一種不能燃燒的液壓流體，運(yùn)用于飛機(jī)、汽車和高溫作業(yè)的模壓機(jī)。乙二醇有許多重要的衍生物。低分子量聚乙二醇（一縮乙二醇、二縮乙二醇、三縮乙二醇或分別稱二甘醇、三甘醇、四甘醇）實(shí)際上是環(huán)氧乙烷水合制得乙二醇的副產(chǎn)物。二甘醇可用作增濕劑、增塑劑、上漿劑、印刷油墨溶劑、天然氣脫水干燥劑和芳烴萃取溶劑。二甘醇二硝酸酯與乙二醇二硝酸酯相似，也是一種重要的工業(yè)炸藥。高分子量聚乙二醇根據(jù)分子量的不同，從無色透明粘稠液體到蠟狀固體，也是一類有用的衍生物。用作潤滑劑、水分保持劑、溶劑以及橡膠和食品工業(yè)的中間體，亦用于配制化妝品以及紡織、造紙等領(lǐng)域的助劑。乙二醇的酯品種很多，廣泛用作溶劑。長鏈脂肪酸的乙二醇酯具有表面改進(jìn)性能，可單獨(dú)使用或與其了表面活性劑共用，作為乳化劑、穩(wěn)定劑、分散劑、增濕劑、發(fā)泡劑和懸浮劑等。乙二醇與尿素反應(yīng)生成環(huán)亞乙基脲，用于紡織工業(yè)。乙二醇二鈉與1，2-二溴乙烷反應(yīng)，生成二氧六環(huán)，這是一種特殊的溶劑。對乙二醇采用不同的氧化劑或反應(yīng)條件。氧化后可得到乙醇醛、乙二醛、乙醇酸、草酸等。

2.用作分析試劑，可作液相色譜洗脫劑，電化學(xué)分析非水介質(zhì)。也用作溶劑、抗凍劑，并用于有機(jī)合成。

3.用于電子工業(yè)。可作清洗去油劑。

4.乙二醇是一種化學(xué)實(shí)驗(yàn)室常備的多功能試劑。它可以與醛、酮形成縮醛或縮酮來保護(hù)羰基；可以作為Diels-Alder反應(yīng)或Fischer吲哚合成的溶劑；可以用于由三烷基硼制備三級醇等。

形成縮醛和縮酮  乙二醇是保護(hù)羰基最常用的化合物之一。縮醛、縮酮基團(tuán)對堿、格氏試劑、烷基鋰試劑、金屬氫化物、Wittig試劑以及氧化、還原、溴化、酯化等反應(yīng)條件均穩(wěn)定。形成縮醛或縮酮的難易順序?yàn)椋喝?> 無環(huán)脂肪酮 >六元環(huán)酮 > 五元環(huán)酮 > α,β-不飽和酮 > α-單取代或二取代酮 >> 芳香酮。酮反應(yīng)時，需要比醛更強(qiáng)的酸性條件，比如HCl、TsOH (式1)^[1~4]。

用作反應(yīng)溶劑  乙二醇是許多反應(yīng)的良好溶劑，它的沸點(diǎn)高 (197.6 ^oC)，熔點(diǎn)低 (–13 ^oC)，使得操作溫度范圍大為擴(kuò)展，可以作為150 ^oC以上反應(yīng)的溶劑 (式2)^[5,6]。

乙二醇也可作為合成稠環(huán)化合物的溶劑，例如在Ru催化劑催化下，炔烴衍生物與取代的苯胺反應(yīng)合成吲哚環(huán)^[7]。與傳統(tǒng)方法相比，該方法的反應(yīng)條件更為溫和 (式3)。

雙烯與親雙烯體進(jìn)行Diels-Alder反應(yīng)時，乙二醇作為溶劑比苯、MeCN、DMSO、MeOH等更加優(yōu)越，反應(yīng)速率要高 (式4)^[8,9]。

反應(yīng)成酯  作為帶有醇羥基的化合物，乙二醇能夠與羧酸類化合物反應(yīng)成酯 (式5)^[10]。

反應(yīng)成醚  乙二醇也能夠與醇、鹵代物等反應(yīng)成醚 (式6)^[11,12]。

安全信息

危險運(yùn)輸編碼：UN3082 9/PG 3

危險品標(biāo)志：易燃 有害

安全標(biāo)識：S26

危險標(biāo)識：R22 R36

文獻(xiàn)

1. Zade, S. S.; Panda, S.; Singh, H. B.; Sunoj, R. B.; Butcher, R. J. J. Org. Chem., 2005, 70, 3693. 2. Serwinski, P. R.; Esat, B.; Lahti, P. M.; Liao, Y.; Walton, R.; Lan, J. J. Org. Chem., 2004, 69, 5247. 3. Suo, Z.; Drobizhev, M.; Spangler, C. W.; Christensson, N.; Rebane, A. Org. Lett., 2005, 7, 4807. 4. Zhao, L.; Lu, X.; Xu, W. J. Org. Chem., 2005, 70, 4059. 5. Keawin, T.; Rajviroongit, S.; Black, D. S. Tetrahedron, 2005, 61, 853. 6. Ericsson, C.; Engman, L. J. Org. Chem., 2004, 69, 5143. 7. Tokunaga, M.; Ota, M.; Haga, M. A.; Wakatsuki, Y. Tetrahedron Lett., 2001, 42, 3865. 8. Dunams, T.; Hoekstra, W.; Pentaleri, M.; Liotta, D. Tetrahedron Lett., 1988, 29, 3745. 9. Nakai, Y.; Uozumi, Y. Org. Lett., 2005, 7, 291. 10. Maki, T.; Ishihara, K.; Yamamoto, H. Org. Lett., 2005, 7, 5047. 11. Solomon, D.; Kitov, P. I.; Paszkiewicz, E.; Grant, G. A.; Sadowska, J. M.; Bundle, D. R. Org. Lett., 2005, 7, 4369. 12. Guidry, E. N.; Cantrill, S. J.; Stoddart, J. F.; Grubbs, R. H. Org. Lett., 2005, 7, 2129. 13.參考書：現(xiàn)代有機(jī)合成試劑<性質(zhì)、制備和反應(yīng)>；胡躍飛 付華 編著；化學(xué)工業(yè)出版社；ISBN 7-5025-8542-7

備注

暫無

表征圖譜