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甲醇

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甲醇
IUPAC名
Methanol
别名 羟基甲烷
木醇 木精
识别
CAS号 67-56-1  ✓
PubChem 887
ChemSpider 864
SMILES
InChI
InChIKey OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYAX
Beilstein 1098229
Gmelin 449
3DMet B01170
UN编号 1230
EINECS 200-659-6
ChEBI 17790
RTECS PC1400000
KEGG D02309
MeSH Methanol
性质
化学式 CH3OH
摩尔质量 32.04 g·mol⁻¹
精确质量 32.026214750 g mol−1
外观 无色液体
密度 0.7918 g/cm³
熔点 –97 °C (176 K)
沸点 64.7 °C (337.8 K)
溶解性 与水完全互溶(共沸体系)
log P -0.69
pKa ~ 15.5
黏度 0.59 mPa·s,20 °C
偶极矩 1.69 D(气态)
危险性
欧盟危险性符号
易燃 F
有毒 T
警示术语 R:R11-R39/23/24/25
安全术语 S:S1/2-S7-S16-S36/37-S45
NFPA 704
3
1
0
 
闪点 11 °C
自燃温度 385 °C
爆炸极限 36%
相关物质
相关 乙醇
丁醇
相关化学品 一氯甲烷
甲醚
若非注明,所有数据均出自一般条件(25 ℃,100 kPa)下。

甲醇(英语:Methanol,或Methyl alcohol分子式:CH3OH或MeOH)又称羟基甲烷木醇(wood alcohol)与木精(wood spirits),是一种有机化合物,为最简单的类。甲醇有“木醇”与“木精”之名,源自于曾经其主要的生产方式是自木醋液(为木材干馏裂解的产物之一)萃取。现代甲醇是直接从一氧化碳二氧化碳的一个催化作用的工业过程中制备。

甲醇很轻、挥发度高、无、易燃,并有与乙醇(饮用酒)非常相似的气味。[1]但不同于乙醇,甲醇毒性大,不可以饮用。通常用作溶剂防冻剂燃料变性剂,亦可用于经过酯交换反应生产生物柴油

历史

古埃及人遗体保存技术防腐的过程中,使用了包括甲醇的混合物质以保存尸体。然而,直到1661年,罗伯特·波义耳才首次分离出纯的甲醇,方法是蒸馏黄杨(黄杨木)。[2] 它后来被称为“pyroxylic spirit”。 1834年,法国化学家让-巴蒂斯特·杜马尤金·皮里哥英语Eugene Peligot确定了它的元素组成。[3]

在2006年,天文学家利用射电望远镜焦德雷尔班克天文台MERLIN英语MERLIN阵列发现了太空中一个2880亿英里宽的巨大甲醇云。[4][5]

生产

合成甲醇可以用固体(如焦炭),液体(如原油重油轻油)或气体(如天然气及其他可燃性气体)做为原料,经造气净化(脱硫)变换,除去二氧化碳,配制成一定的合成气(一氧化碳和氢)。在不同的催化剂存在下,选用不同的工艺条件。单产甲醇(分高压法低压和中压法),或与合成联产甲醇(联醇法)。将合成后的粗甲醇,经预精馏脱除甲醚,精馏而得成品甲醇。甲醇视为1级醇。

不少细菌在进行缺氧新陈代谢时会产生甲醇。因此,空气中存有少量的甲醇蒸气,但几日内就会在阳光照射之下被空气中的氧气氧化,成为二氧化碳。

性质

甲醇可以在空气中完全燃烧,并释出二氧化碳

甲醇的火焰近乎无色,所以点燃甲醇时要格外小心,以免被烧伤

甲醇加入碱金族金属可使其产生离子化合物:

参见:甲醇盐

用途

甲醇是一种常见的溶剂。由于它的低的紫外线截止,使得甲醇很有用于高效液相色谱法, 紫外-可见分光光度法液相色谱法-质谱联用

原料

甲醇最大的用途是制造其他化学品。大约40%的甲醇会被转化为甲醛,再用于生产塑料胶合板涂料炸药, 和免烫纺织品

甲醇亦有时会用于更高的分子建构,例如:利用改性高岭土作催化剂,可以把甲醇脱水生成二甲醚。科学家基于高岭土在类似的环境所扮演的催化角色,以及地球创始之时的丰富甲烷环境,推论出地球生命的生成可能从甲醇开始。

燃料

直接甲醇燃料电池
直接甲醇燃料电池

甲醇可以在有限基础上用作为内燃机的燃料。按照规则,纯甲醇被要求使用于 印第赛车怪兽卡车美国汽车俱乐部英语United States Automobile Club(USAC)的冲刺汽车(以及侏儒,modifieds,等等),以及其他泥路赛车系列,如World of Outlaws英语World of Outlaws,和沙地摩托车比赛。

其他应用

甲醇是一种传统的乙醇变性剂,混有甲醇之乙醇被称为“变性乙醇”或“甲基化酒精”(Methylated spirit)。在美国1920年至1933年的禁酒时期,变性乙醇会被用来替代传统的乙醇,部分是因为甲醇比乙醇便宜。但其致盲的毒性令甲醇酒精逐渐被取缔及管制。

甲醇也作为溶剂使用,并作为在管道防冻液挡风玻璃清洗液

甲醇也成为燃料电池的燃料之一,如 直接甲醇燃料电池

健康及安全

毒性

甲醇对人体有毒,因为甲醇在人体新陈代谢中会氧化成比甲醇毒性更强的甲醛甲酸蚁酸),因此饮用含有甲醇的酒可引致失明病、甚至死亡。误饮4毫升以上就会出现中毒症状,超过10毫升即可因对视神经的永久破坏而导致失明,30毫升已能导致死亡。[6]

初期中毒症状包括心跳加速、腹痛、呕吐、下泻、无胃口、头痛、晕、全身无力。严重者会神智不清、呼吸急速至衰竭。失明是它最典型的症状,甲醇进入血液后,会使组织酸性变强产生酸中毒,导致肾衰竭。最严重者是死亡

然而,仍然有不少不法商人不顾人命安全,用含有甲醇的工业酒精勾兑假酒并出售。2011年12月13日,印度西孟加拉邦的一座村庄多人因饮用含有甲醇的而出现中毒症状,造成至少171人死亡[7]

但是,部分真酒中含有极微量的甲醇,是宿醉的原因之一。[8]

解毒

甲醇中毒可以用乙醇(真酒)与甲吡唑解毒。[9][10][11]因为甲醇在肝脏中被酒精脱氢酶氧化成福尔马林甲醛水溶液),然后是甲酸。乙醇可以和甲醇竞争醇脱氢酶,使人体有时间排除甲醇。[12][13][14]

标准

  • 车间空气卫生标准: 中国 MAC 50mg/m3;美国 OSHA PEL-TWA 260mg/m3
  • 危规: GB 3.2 类 32058。
  • 原铁规: 一级易燃液体, 61069。UN NO.1230。
  • IMDG CODE 3087页,3类。副危险 6.1 类。

参看

参考书目

参考文献

  1. ^ National Institute for Occupational Safety and Health. The Emergency Response Safety and Health Database: Methanol. 22 August 2008 [17 March 2009]. (原始内容存档于2009-04-23). 
  2. ^ Boyle discusses the distillation of liquids from the wood of the box shrub in: Robert Boyle, The Sceptical Chymist (London, England: J. Cadwell, 1661), pp. 192-195.
  3. ^ A report on methanol to the French Academy of Sciences by J. Dumas and E. Péligot began during the Academy's meeting of October 27, 1834 and finished during the meeting of November 3, 1834. See: Procès-verbaux des séances de l'Académie, 10 : 600-601. Available on: Gallica 页面存档备份,存于互联网档案馆. The complete report appears in: J. Dumas and E. Péligot (1835) "Mémoire sur l'espirit de bois et sur les divers composés ethérés qui en proviennent" 页面存档备份,存于互联网档案馆 (Memoir on spirit of wood and on the various ethereal compounds that derive therefrom), Annales de chimie et de physique, 58 : 5-74; from page 9 页面存档备份,存于互联网档案馆: Nous donnerons le nom de méthylène (1) à un radical … (1) Μεθυ, vin, et υλη, bois; c'est-à-dire vin ou liqueur spiritueuse du bois. (We will give the name "methylene" (1) to a radical … (1) methy, wine, and hulē, wood; that is, wine or spirit of wood.)
  4. ^ Upgraded MERLIN spies cloud of alcohol spanning 288 billion miles (新闻稿). Jodrell Bank Centre for Astrophysics. 19 April 2006. (原始内容存档于2011年7月20日). 
  5. ^ Jonathan Amos. Merlin sees vast alcohol stream. BBC News. 5 April 2006 [2014-07-06]. (原始内容存档于2014-10-06). 
  6. ^ Vale A. Methanol. Medicine. 2007, 35 (12): 633–4. doi:10.1016/j.mpmed.2007.09.014. 
  7. ^ 印度假酒案死亡人数升至171人[永久失效链接]
  8. ^ Swift, Robert; Davidson, Dena. Alcohol Hangover - Mechanisms and Mediators (PDF). Alcohol Health Research World. 1998, 22 (1): 54–60 [January 26, 2016]. (原始内容 (PDF)存档于2016年2月11日). One specific congener implicated in hangover effects is methanol, which is an alcohol compound found in alcoholic beverages along with ethanol. 
  9. ^ Schep LJ, Slaughter RJ, Vale JA, Beasley DM. A seaman with blindness and confusion. BMJ. 2009, 339: b3929 [2016-07-07]. PMID 19793790. doi:10.1136/bmj.b3929. (原始内容存档于2009-10-08). 
  10. ^ Casavant MJ. Fomepizole in the treatment of poisoning. Pediatrics. Jan 2001, 107 (1): 170–171 [2016-07-07]. PMID 11134450. doi:10.1542/peds.107.1.170. (原始内容存档于2005-06-29). 
  11. ^ Brent J. Fomepizole for ethylene glycol and methanol poisoning. N Engl J Med. May 2009, 360 (21): 2216–23. PMID 19458366. doi:10.1056/NEJMct0806112. 
  12. ^ 吴明玲. 甲醇中毒之治療. 全国解毒剂储备网. 卫生福利部. 2005-09 [2016-01-04]. (原始内容存档于2016-02-04). 
  13. ^ Bond, Anthony. Man saved by whisky after being blinded by vodka in New Zealand. Daily Mail Online. 2012-12-01 [2016-01-04]. (原始内容存档于2016-03-04) (英语). 
  14. ^ 紐男喝伏特加突失明 醫師用威士忌救了他. 国际新闻 (东森新闻). 2012-12-03 [2016-03-21]. (原始内容存档于2016-04-02) (英语). 
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