[科普中国]-1,3-环戊二烯

1,3-环戊二烯，1,3-cyclopentadiene，又称茂，分子式C5H6，分子量66.10，常见有机合成中间体。

简介CAS号： 542-92-7

中文名称： 1，3-环戊二烯

英文名称：1,3-cyclopentadiene

别名：茂

分子式 ： C5H6；CH2CHCHCHCH

分子量 ： 66.101

编号系统CAS号：542-92-7

EINECS号：208-835-41

物性数据1.性状：无色液体，有类似萜烯气味。

2.熔点（℃）：-85

3.沸点（℃）：41.5~42

4.相对密度（水=1）：0.80

5.相对蒸气密度（空气=1）：2.3

6.燃烧热（KJ/mol）：-703

7.临界压力（MPa）：5.15

8.辛醇/水分配系数：2.25

9.闪点（℃）：25（OC）

10.引燃温度（℃）：640

11.爆炸上限（%）：14.6

12.爆炸下限（%）：1.7

13.溶解性：不溶于水，混溶于乙醇、乙醚、苯、四氯化碳，溶于二硫化碳、丙酮、乙酸、苯胺等。

14.折射率（20ºC）：1.4429

15.折射率（16ºC）：1.4463

16.蒸发热（KJ/kg）：6.9919

17.熔化热（KJ/kg）：0.4605

18.燃烧热（KJ/kg）：1702.964

19.比热容（kJ/（kg·K）]：2091.7208

20.热导率（20 ºC ，W/(m·K)）：0.1436

21.表面张力（20 ºC ，m N/m）：25.30

22.溶度参数0.5：16.961

23.van der Waals面积：

24.van der Waals体积：43.860

25.气相标准燃烧热(焓)：-2959.34

26.气相标准声称热(焓) ：134.3

27.气相标准熵：274.15

28.气相标准生成自由能：178.0

29.气相标准热熔：75.37

30.液相标准燃烧热(焓)：-2930.98

31.液相标准声称热(焓)：105.9

32.液相标准熵 ：182.7

33.液相标准生成自由能：176.8

34.液相标准热熔：115.31

毒理学数据1.急性毒性 LC50：39000毫克每立方米（大鼠吸入）；14000毫克每立方米（小鼠吸入）

2.亚急性与慢性毒性 大鼠暴露于1.5克每立方米,2.5个月，出现体重下降，血红蛋白和红细胞数减少，病理检查见实质性器官的脂肪性或颗粒性变。1

生态学数据非生物降解性 空气中，当羟基自由基浓度为个/立方厘米时，降解半衰期为2.8h（理论）。

其他有害作用 该物质对环境有危害，应特别注意对水体和大气的污染。2

分子结构数据1、摩尔折射率：22.26

2、摩尔体积：75.3

3、等张比容（90.2K）：182.9

4、表面张力（dyne/cm）：34.8

5、极化率：8.822

计算化学数据1.疏水参数计算参考值（XlogP）:无

2.氢键供体数量:0

3.氢键受体数量:0

4.可旋转化学键数量:0

5.互变异构体数量:无

6.拓扑分子极性表面积0

7.重原子数量:5

8.表面电荷:0

9.复杂度:58.1

10.同位素原子数量:0

11.确定原子立构中心数量:0

12.不确定原子立构中心数量:0

13.确定化学键立构中心数量:0

14.不确定化学键立构中心数量:0

15.共价键单元数量:12

性质与稳定性1.活泼，常温下能自发地聚合成双环戊二烯，受热仍变成环戊二烯，几乎能与所有的不饱和化合物反应，

2.蒸气具有麻醉性，能抑制中枢神经，并能损坏肝脏及血液，造成类似苯中毒的效应。经常吸入低浓度蒸气能产生头痛，腹痛，以及黄疸、贫血等症状。工作场所应通风良好，操作人员应穿戴防护用具。

3.稳定性 稳定

4.禁配物 强氧化剂、酸类

5.避免接触的条件 受热，接触空气

6.聚合危害 聚合2

贮存方法储存注意事项 储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过37℃。包装要求密封，不可与空气接触。应与氧化剂、酸类分开存放，切忌混储。不宜大量储存或久存。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。2

合成方法1.工业上环戊二烯主要来源于煤炼焦过程所得粗苯中的苯前馏分，以及烃类裂解制乙烯时副产的C5馏分。在裂解C5馏分中，环戊二烯含约10-15%，是环戊二烯的主要来源；轻苯精炼加工中所得的苯前馏分内含环戊二烯约30%，利用环戊二烯易受热二聚的特性，首先在100-130℃温度下加热混合馏分，使环戊二烯二聚成双环戊二烯，经蒸馏得到粗双环戊二烯。再经高温解聚反应得高纯度的环戊二烯。合成法制备环戊二烯有以下方法。（1）以环戊烯或环戊烷为原料，用活性氧铝（84%）、氧化铬（14%）、氧化钾2%为催化剂，于600℃、2.7-3.3kPa下脱氢而得。（2）由1,4-戊二烯脱氢环化制环戊二烯；（3）由1,3-戊二烯脱氢、环化制环戊二烯。

2.其制备方法是由煤焦油苯前馏分分离得到较纯的环戊二烯二聚体，经高温裂解和分馏得到环戊二烯单体。将环戊二烯二聚体加入用载热油循环加热的二聚体裂解釜中，当釜温达到165℃时，二聚体热解明显加快，通过直接与热解釜连接的填料塔进行分馏。环戊二烯从塔顶蒸出，控制冷却水量，收集塔顶温度在39～43℃的馏分即为所需产物，环戊二烯收率为58%左右。此过程为间歇法中温裂解。若改为连续管道高温裂解，则反应收率可达90%以上。21

用途1.环戊二烯在农药上用于合成杀虫剂氯丹、硫丹的中间体四氯环戊烷，也可用于生产杀虫剂吡虫啉的中间体，此外，它主要用于树脂工业，合成橡胶等。

2.主要用于石油树脂和合成橡胶。以环戊二烯为第三单体合成乙丙橡胶。环戊二烯性质活泼，作为有机合成工业的原料已显得起来越重要。主要利用途经如下。1.环戊二烯聚合反应的应用 环戊二烯能聚合成双环戊二烯、三环戊二烯、四或五环戊二烯等聚合物，其中以双环戊二烯用途最大。它是多种合成橡胶和乙丙橡胶(EpDM)的第三单体。环戊二烯和双环戊二烯热聚合，可制得石油树脂，用于增粘剂、增塑剂、涂料、防腐剂和油墨等。

3.环戊二烯加成反应的应用 环戊二烯选择加氢制环戊烯是工业生产环戊烯的主要方法。

4.双烯加成反应的应用 环戊二烯极易与烯烃进行Diels-Alder双烯加成反应，通常生成双环[2.2.1]庚烯衍生物。通过双烯加成可将环戊二烯转化生成许多有用的衍生物。如环戊二烯与乙烯加成生成降冰片烯；与丁二烯反应生成5-乙烯基-2-降冰片烯（VNB），再转位生成5-乙叉-2-降冰片稀（ENB）；与间戊二烯反应生成5-丙烯基-2-降冰片烯（PNB）；与顺丁烯二酸酐反应生成双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酸酐（降冰片二酸酐）。此外，环戊二烯分别与丙烯、丙烯腈、异戊二烯经Diels-Alder反应制得5-甲基-2-降冰片烯、5-氰基-2-降冰片烯、5-或6-甲基四氢茚等都是合成树脂的单体。

5.卤化反应的利用 卤素和卤氢酸能迅速地加到环戊二烯的不饱和双键上而生成许多衍生物，如六氯环戊二烯有很大的工业价值，是合成农药艾氏剂、狄氏剂、氯丹、硫丹、遍地克、草完降、灭蚊灵、碳氯灵、七氯等农药原料。

6.缩合反应的作用 环戊二烯中的亚甲基非常活泼，能够与各种醛、酮等进行缩合生成大量的衍生物。丙酮和环戊二烯反应生成的二甲基甲叉茂能与丁二烯共聚制备橡胶。

7.氧化反应的应用工业上利用环戊二烯或含环戊二烯的混合物气相催化氧化制取马来酸酐。

8.合成异氰酸酯类化合物 环戊二烯与丙烯腈加成生成2-氰基降冰片烯，再经羧基合成等反应制得二异氰酸酯化合物。它们都是聚氨酯塑料的原料。

9.合成多元醇化合物 双环戊二烯经羧基合成得到二醛，再加氢即可制得二元醇。它可在聚氨酯生产上行到应用，如用作增塑剂。与甲苯二异氰酸酯、己二酸反应，则可制得热塑性聚氨酯塑料。六氯环戊二烯与二乙酰基环戊烯加成反应后制成的多元醇，再与4，4'二异氰酸酯二苯基甲烷反应生成耐冲击热稳定性能优异的聚合物。

10.合成檀香醇 由环戊二烯作原料可制取β-檀香醇。此外，环戊二烯与溴代巴豆酸作原料经一系列反应也可制取β-檀香醇。β-檀香醇是一种香气优雅、留香持久的名贵香料之一。10.合成大比重高能烃类燃料 由于双环戊二烯和环戊二烯的密度高，燃烧时产生很高的热值，这种性能使之成为优良的高能燃料。

11.用作有机合成中间体，及用于制造农药杀虫剂氯丹等。3

对环境的影响一、健康危害

侵入途径：吸入、食入。

健康危害：本品有麻醉作用，对皮肤及粘膜有强烈刺激作用。

急性中毒：先出现呼吸道刺激症状及兴奋症状，继而转入麻醉期，患者进入沉睡状态。若抢救治疗及时，2～3天痊愈。

二、毒理学资料及环境行为

急性毒性：LC503900毫克每立方米(大鼠吸入)

亚急性和慢性毒性：大鼠暴露于1.5克每立方米，2.5个月，出现体重下降，血红蛋白和红细胞数减少，病理检查见实质性器官的脂肪性或颗粒性变。

危险特性：易燃，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物。遇明火、高热或与氧化剂接触，有引起燃烧爆炸的危险。高温时能强烈分解。与氧化剂能发生强烈反应。高速冲击、流动、激荡后可因产生静电火花放电引起燃烧爆炸。其蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇明火会引着回燃。

燃烧(分解)产物：一氧化碳、二氧化碳。32

实验室监测方法空气中：样品用活性炭管收集，再用气相色谱法分析

气相色谱法，参照《分析化学手册》(第四分册，色谱分析)，化学工业出版社

环境标准前苏联 车间空气中有害物质的最高容许浓度 5毫克每立方米。3

应急处理处置方法泄漏应急处理迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并进行隔离，严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿消防防护服。尽可能切断泄漏源。防止进入下水道、排洪沟等限制性空间。

小量泄漏：用干燥的砂土或类似的物质吸收。也可以用不燃性分散剂制成的乳液刷洗，洗液稀释后放入废水系统。大量泄漏：构筑围堤或挖坑收容；用泡沫覆盖，降低蒸气灾害。用防爆泵转移至槽车或专用收集器内，回收或运至废物处理场所处置。3

防护措施呼吸系统防护：空气中浓度超标时，应该佩戴自吸过滤式防毒面具(全面罩)。

眼睛防护：戴化学安全防护眼镜。

身体防护：穿防静电工作服。

手防护：戴乳胶手套。

其它：工作现场严禁吸烟。避免长期反复接触。2

急救措施皮肤接触：立即脱去被污染的衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。

眼睛接触：立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少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。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。

食入：饮足量温水，催吐，就医。

灭火方法：喷水冷却容器，可能的话将容器从火场移至空旷处。处在火场中的容器若已变色或从安全泄压装置中产生声音，必须马上撤离。灭火剂：泡沫、干粉、二氧化碳、砂土。用水灭火无效。21

安全信息危险运输编码：UN 1993 3.2/PG 3

本词条内容贡献者为:

唐浩宇 - 教授 - 湘潭大学