季戊四醇(一种四元伯醇) - 简单百科|募实好加盟网

季戊四醇

季戊四醇（英文名：Pentaerythritol），别名2,2-双（羟甲基）-1,3-丙二醇、四羟甲基甲烷、单季戊四醇等，是一种四元伯醇，可看作新戊烷的羟基取代衍生物。季戊四醇是一种无味的白色固体，CAS号为115-77-5，分子式为C₅H₁₂O₄，摩尔质量为136.15g/摩尔，25℃/4℃时密度为1.399g/mL，相对密度为1.4，会沉入水底并缓慢溶解。季戊四醇熔点为258℃，闪点为240℃，可溶于乙醇、丙三醇、乙二醇等，不溶于乙醚、苯、丙酮等。

季戊四醇主要用于涂料工业中，是醇酸涂料的原料。它的脂松香酸酯用于制造清漆、地板漆、油墨等，还可用于制备阻燃性涂料、干性油和航空润滑油等。季戊四醇的四硝酸酯是烈性炸药太安，其脂肪酸甲酯是高效润滑剂和聚氯乙烯增塑剂，其环氧衍生物是制造非离子表面活性剂的原料。季戊四醇易与金属形成螯合肥，在洗涤剂配方中也可用作硬水软化剂，此外还用于医药、农药等的生产。

季戊四醇可燃，其粉末或颗粒状粉尘与空气混合可能发生爆炸。接触季戊四醇粉尘时，不应佩戴隐形眼镜。季戊四醇需与强氧化剂和强酸分离，储存于干燥处。其被列入《易制爆危险化学品名录（2021年版）》。

理化性质

物理性质

季戊四醇是一种无味的白色固体，CAS号为115-77-5，分子式为C₅H₁₂O₄，摩尔质量为136.15g/摩尔，会沉入水底并缓慢溶解。季戊四醇熔点为258℃，闪点为240℃，折射率为1.548，蒸气压为8×10⁻⁸mmHg，logP为-1.69，相对蒸汽密度为4.7，相对密度为1.4，25℃/4℃时密度为1.399g/mL。季戊四醇在30mmHg（约4kPa）的减压病环境中，沸点为276℃。

季戊四醇可溶于乙醇、丙三醇、乙二醇、甲酰胺，不溶于乙醚、苯、丙酮、石蜡、四氯化碳。季戊四醇在空气中性质稳定，在390~490℃条件下会发生自燃。

化学性质

季戊四醇具有多元醇的化学性质，参与各种反应，如硝化、氧化、醚化、酯化、卤代等，能与多种金属形成配位化合物。

应用领域

季戊四醇主要用于涂料工业中，是醇酸涂料的原料，能改善涂料膜的硬度、光泽和耐久度。它的脂松香酸酯用于制造清漆、地板漆、油墨等，还可用于制备阻燃性涂料、干性油和航空润滑油等。季戊四醇的脂肪酸甲酯是高效润滑剂和聚氯乙烯增塑剂，其环氧衍生物是制造非离子表面活性剂的原料。

季戊四醇易与金属形成螯合肥，在洗涤剂配方中也可用作硬水软化剂，此外还用于医药、农药等的生产。季戊四醇分子中含有四个等同的羟甲基，具有高度的对称性，因此常被用作多官能团化合物的制取原料：由它硝化可以制得季戊四醇四硝酸酯（太安，PETN），是一种烈性炸药；酯化可得季戊四醇三丙烯酸酯（PETA），用作涂料。

制备方法

季戊四醇是由4mol的甲醛与1mol的乙醛在碱性溶液中合成季戊四醇。1mol的乙醛首先与3mol的甲醛反应形成中间体后与另外1mol的甲醛和碱以形成1mol季戊四醇和1mol的甲酸。

高纯度的单季戊四醇的制造，是使甲醛与乙醛在强碱性氢氧化物的存在下，在水溶液中进行反应，优选的碱氢氧化物或碱土金属氢氧化物，在甲醛：乙醛的摩尔比优选为（6~9）：1下反应，之后将该反应混合物中和。得到的反应混合物蒸发至按重量计为50%~70%后冷却生成季戊四醇的晶体分离，优选通过一个带过滤器或离心分离机的装置，并溶解在季戊四醇质量分数为35%~55%的母液内。在45~80℃的温度下结晶的溶液经处理纯化成高纯度单季戊四醇。单季戊四醇的纯度为99.3%~99.9%（质量分数）。

控制反应甲醛和乙醛的摩尔比为5.0：1.0。将3.08份重量的乙醛加入含有10.51份（重量）的甲醛和7.47份（重量）45%的氢氧化钠的水溶液中。水与乙醛的摩尔比为66：1。将温度上升到50℃下进行反应，反应放热，完成后将反应混合物用甲酸中和至pH值为5.7。季戊四醇酯的收率以乙醛计90%。

之后将反应混合物蒸发至干度为62%（质量分数）并冷却到35℃，分离掉生成的季戊四醇晶体后，其他的溶液经处理后提取季戊四醇和甲酸钠。

季戊四醇酯结晶是在溶解成透明的溶液中提取的含45%（质量分数）的季戊四醇。该溶液通过活性炭处理，随后进行离子交换。此后，将溶液冷却至84℃，沉淀和结晶出单季戊四醇。分离出晶体干燥后获得纯度为99.5%的季戊四醇，通过气相色谱法测定纯度。

电渗析是一种在电场作用下使溶液中的离子选择性地透过，而使产品得以提纯的一种分离工艺。电渗析装置由交替排列的阳离子和阴离子选择性透过膜分隔成的阳极室、一系列交替相间的浓缩室和稀释室以及阴极室构成。在阳极室和阴极室加入导电液并不断循环。经精馏除去甲醛后的浓缩液，用母液稀释到季戊四醇质量分数为10%。将溶液加热到50~80℃，在电流密度为600~700A/平方米的条件下进行电渗析，浓缩的甲酸钠溶液不停地从浓缩室排出，经过提纯的季戊四醇溶液不断地从稀释室的另一端排出。提纯后的季戊四醇和甲酸钠溶液可通过蒸发、结晶和过滤得到甲酸钠质量分数小于0.01%的季戊四醇和有机化合物含量很低的高纯度甲酸钠产品。

经预热后的母液与有机溶剂（异丁醇等）在萃取槽中逆流接触，季戊四醇等有机物被萃取出来。萃取相进入去离子塔除去微量钠离子，然后进入溶剂蒸发器中蒸发，回收有机溶剂；从蒸发器底部排出的萃取相用泵送去焚烧。萃余相进入甲酸钠蒸发器，经浓缩后的甲酸钠溶液送入结晶系统，在真空条件下进行结晶，然后送至分离系统，离心分离出来的甲酸钠经干燥得到甲酸钠成品。母液返回季戊四醇结晶工段。这样，可以大大节省生产成本。

目前，季戊四醇的结晶工艺主要采用连续结晶工艺，其中又有全连续型和半连续型之分。全连续型工艺是将90℃左右的浓缩液连续地供给保持在30℃左右的真空结晶器，平均停留时间为4h左右。改进的二级连续型结晶工艺是将90℃的浓缩液连续地依次供给温度保持在45℃的第一级结晶器和温度保持在25℃的第二级结晶器，但此工艺仍不理想。

半连续法结晶工艺首先采用分批结晶法将90℃左右的浓缩液在第一结晶器内冷却到50℃左右，然后连续不断地供给保持温度为30℃的第二级结晶器。采用此种工艺可得到粒径粗大、纯度较高的季戊四醇产品。

季戊四醇是一种典型的新戊基结构四元醇，可以用于代替丙三醇进行多元醇所能参与的各种反应，如硝化、氧化、醚化以及卤化等。季戊四醇主要用来生产聚酯多元醇和聚醚多元醇润滑剂、丙烯酸甲酯、聚氨酯、表面活性剂、乳化剂、医药、农药以及炸药等，在树脂、涂料、化工、制药以及国防等方面具有广泛的应用，开发利用前景广阔。

安全事宜

毒理

季戊四醇不被认为对皮肤和眼睛有刺激性，也不具有致敏性。在重复剂量和生殖/发育毒性联合筛选试验中，雄性和雌性大鼠均仅表现出软便和腹泻。该化学物质对亲代和子代均无毒性。重复剂量毒性的未观察到不良反应水平为100mg/kg/天，生殖/发育毒性的未观察到不良反应水平为1000mg/kg/天。对于人类健康而言，由于最坏情况下的安全边际为83.3，因此预计工人面临的风险较低。通过饮用水或鱼类间接接触对消费者和普通人群造成的风险也被认为较低，因为计算得出的安全边际分别为6.98x10⁵或7.38x10⁶。

健康危害

无毒；不太可能出现症状。

火灾隐患

遇热、遇明火或遇氧化剂易燃。细小分散的颗粒在空气中会形成爆炸性混合物。

物理危险

粉末或颗粒状粉尘与空气混合可能发生爆炸。干燥的粉尘在旋转、气动输送、倾倒等过程中可能因静电作用而带电。

消防措施

这种化学品是可燃固体。使用干粉灭火器、二氧化碳灭火器、水喷雾灭火器或乙醇泡沫灭火器。如果物质或受污染的径流进入水道，请通知下游用户可能受到污染的水体。通知当地卫生和消防部门以及污染控制机构。在安全、防爆的位置，用水喷雾冷却暴露的容器。如果冷却效果不佳（排气声增大、音调升高、容器变色或出现任何变形迹象），需立即撤离到安全位置。

急救措施

眼睛：立即冲洗——如果这种化学物质接触到眼睛，请立即用大量清水冲洗眼睛，并不时翻开上下眼睑。立即就医。

皮肤：用水清洗-如果这种化学品接触到皮肤，请用水清洗受污染的皮肤。

呼吸：新鲜空气。

吞咽：立即就医——如果吞咽了这种化学物质，请立即就医。

意外泄漏应急措施

个人防护：佩戴适用于空气中物质浓度的颗粒物过滤式呼吸器。将泄漏物扫入带盖容器中。如有必要，先将其润湿以防止产生粉尘。用细水喷雾清除空气中的颗粒物。

泄漏处理：疏散并限制未佩戴防护装备的人员远离泄漏区域，直至清理工作完成。以最便捷、最安全的方式收集粉状物质，并将其存放于密封容器中。清理完成后，对区域进行通风。可能需要将该化学品作为危险废物进行处理和处置。如果物质或受污染的径流进入水道，应通知下游用户可能受到污染的水体。

建议：最理想的做法是使用对职业危害/伤害/毒性或环境污染风险较低的替代化学产品。将剩余的未使用部分回收利用，用于其批准的用途，或将其退回给制造商或供应商。最终处置该化学品时必须考虑以下因素：该物质对空气质量的影响；在土壤或水中迁移的可能性；对动植物的影响；以及是否符合环境和公共卫生法规。

预防措施

接触这种化学品时，不应佩戴隐形眼镜。

储存与运输

季戊四醇被列入《易制爆危险化学品名录（2021年版）》。

与强氧化剂和强酸分离。

储存于干燥处；建议储存温度15–25℃；储存间/储存容器需采用专用设计。