三氯甲烷

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三氯甲烷[wán](Trichloromethane)是一种有机化合物,具有麻醉作用。三氯甲烷又称氯仿、三氯化碳或哥罗芳,化学式CHCl3,相对分子质量119.37。三氯甲烷为无色透明、有甜味、极易挥发的液体,不溶于水,易溶于醇、醚和苯等有机溶剂。三氯甲烷不易燃烧,对光敏感,遇光会与空气中的氧作用,生成剧毒的光气和氯化氢。三氯甲烷工业生产主要方法有乙醛法、三氯乙醛法、甲醇氯化法和甲烷综合氯化法。1...

三氯甲烷[wán](Trichloromethane)是一种有机化合物,具有麻醉作用。三氯甲烷又称氯仿、三氯化碳或哥罗芳,化学式CHCl3,相对分子质量119.37三氯甲烷为无色透明、有甜味、极易挥发的液体,不溶于水,易溶于醇、醚和苯等有机溶剂。三氯甲烷不易燃烧,对光敏感,遇光会与空气中的氧作用,生成剧毒的光气氯化氢。三氯甲烷工业生产主要方法有乙醛法、三氯乙醛法、甲醇氯化法和甲烷综合氯化法。

历史

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1831年,德国药剂师Moldenhawer、美国医生塞缪尔·格思里 (Samuel Guthrie)、德国化学家尤斯图斯·冯·李比希(Justus von Liebig)和法国化学家欧仁·索贝兰(Eugène Soubeiran)几乎同时独立发现三氯甲烷,并采用不同方法合成。1834年,法国化学家让-巴蒂斯特·杜斯(Jean-Baptiste Dumas)确定了三氯甲烷的实验式并将其命名为氯仿。1842年,英国医生罗伯特·莫蒂默·格洛弗(Robert Mortimer Glover)通过动物实验发现三氯甲烷具有麻醉作用。1847年,英国医生辛普森(James Young Simpson)首先证明了三氯甲烷对人体的麻醉特性,并作为麻醉剂在医学上的应用。三氯甲烷对肝脏有较大的毒性,自1912年后不建议用于医疗用途。

理化性质

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物理性质

三氯甲烷为无色透明、有甜味、极易挥发的液体,熔点-63.5℃,沸点61.12℃,密度1.48g/cm,不溶于水,易溶于醇、醚、苯等有机溶剂,对光敏感。

化学性质

三氯甲烷不易燃烧,遇光会与空气中的氧作用,生成剧毒的光气和氯化氢。

三氯甲烷

三氯甲烷生成光气

三氯甲烷可以进一步氯化生成四氯化碳

三氯甲烷与氟化氢为原料反应生成二氟一氯甲烷。

在相转移催化剂存在下,三氯甲烷与NaOH 或t-BuONa等强碱的浓溶液作用生成稳定的二氯卡宾(:CCl2)。

主要用途

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医学用途

1847年,英国医生辛普森(James Young Simpson)首先证明了三氯甲烷对人体的麻醉特性,并作为麻醉剂在医学上的应用。但是,三氯甲烷对肝脏有较大的毒性,自1912年后不建议用于医疗用途。

工业用途

三氯甲烷因能与乙醇、苯、四氯化碳和油类等有机化合物混溶,在工业上可以用作有机溶剂和萃取剂。例如,三氯甲烷可以用于青霉素等抗生素和维生素B12等药物的提纯,香料、油脂、树脂、橡胶的溶剂和萃取剂。此外,三氯甲烷还作为有机合成原料。例如,三氯甲烷与氟化氢为原料生产氟利昂,用于制冷剂、灭火剂和烟雾剂;三氯甲烷与氢氧化钠等强碱的浓溶液为原料,在相转移催化剂存在下合成二氯卡宾。

其他用途

三氯甲烷在实验室中作为萃取剂,常用以萃取DNA、RNA及脂肪。三氯甲烷与四氯化碳混合可制成不冻的防火液体;还用于烟雾剂的发射药、谷物的熏蒸剂和校准温度的标准液。

毒性

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三氯甲烷可经呼吸道消化道吸收迅速,皮肤可少量吸收,进入体内后分布于全身,以脑、肝、肾中含量较高。一部分三氯甲烷代谢为三氯甲醇,进一步氧化脱氯成为光气和二氧化碳;而未代谢的三氯甲烷大部分经呼吸道排出。在动物实验,高浓度的三氯甲烷可引起急性黄色肝萎缩和肾小管坏死;长期接触三氯甲烷,可导致肝小叶中心坏死和肾浑浊肿胀。此外,三氯甲烷对小动物有致癌作用,与细胞毒性伴慢性组织再生有关。2017年10月27日,世界卫生组织国际癌症研究机构将三氯甲烷列入2B类致癌物清单。人体皮肤接触三氯甲烷可引起皮肤充血、红斑及水分丧失的刺激反应;三氯甲烷对眼睛具有刺激性,有灼伤的危险;误吞三氯甲烷可引起口腔和喉咙严重灼伤,腹部及胸部疼痛、呕吐及失去知觉。人体吸入高浓度三氯甲烷时,可能引起麻醉、昏迷、休克,并且有致命危险,可引起心脏、肝脏、肾脏及中神经系统损伤。

生产制备

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乙醛法

乙醛法,是指漂白粉和乙醛直接发生化学反应生成粗氯仿,再经冷凝、水洗、蒸馏和冷凝而制得三氯甲烷成品。其反应式如下:

三氯乙醛法

三氯乙醛法,也称氯油法,以漂白粉为氧化剂,首先将乙醇氧化成乙醛,然后漂白粉继续与乙醛作用生成三氯乙醛,三氯乙醛与氢氧化钙或氢氧化钠反应生成三氯甲烷,再经冷凝、水洗、中和、沉淀和蒸馏而制得三氯甲烷成品。其反应式如下:

甲醇氯化法

甲醇氯化法,将气化后的甲醇与氢以一定比例送入氢氯化器,在催化剂存在下,气相反应生成一氯甲烷,一氯甲烷再进入氯化器与氯反应,最后可能得到四种氯化物混合物,再经过骤冷冷凝和蒸馏得到三氯甲烷成品。其反应式如下:

甲烷综合氯化法

甲烷综合氯化法,将甲烷、氯气及循环气混和,进入一级反应器,反应器出来的四种氯化物的混合物、氯化氢和未反应的甲烷,再经冷却、蒸馏得到三氯甲烷成品。其反应式如下:

安全事宜

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GHS 分类

象形图GHS 危险性说明H302 (94.68%):吞咽有害。H315 (100%):引起皮肤刺激。H319 (58.91%):引起严重的眼睛刺激。H331(57.11%):吸入有毒。H336(19.34%):可能引起嗜睡或头晕。H351 (100%):疑似致癌。H361 (54.56%):怀疑损害生育能力或未出生的孩子。H372(93.23%):长期或反复接触对器官造成损害。H373 (100%):长期或反复接触可能对器官造成损害。

消防相关

三氯甲烷应存放在避光、阴凉、干燥和通风良好的地方。三氯甲烷不易燃烧,但加热时会释放有毒和腐蚀性的出光气、氯化氢、氯气以及碳和氯氧化物。若遇高热,容器内压力增大,有开裂和爆炸的危险。

健康相关

人体接触或使用三氯甲烷时,应佩戴防护用品。当皮肤接触时,应用肥皂水和清洁水彻底冲洗皮肤至少15分钟;当眼睛接触时,用流动清水或生理盐水冲洗,就医。当人体误吸入三氯甲烷时,应将受害者转移到新鲜空气中,评估生命体征,包括脉搏和呼吸频率,必要时需进行心肺复苏术急救,同时联系医院,将受害者运送到医疗机构

法规限制

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根据《易制毒化学品管理条例》,三氯甲烷属于第二类易制毒化学品,其生产、经营、购买、运输、进口和出口需要政府相关部门的管理和许可。 中国人民共和国生态部分别于2019年7月23日和2022年12月29日,将三氯甲烷列入《有毒有害水污染物名录(第一批)》和《重点管控新污染物清单(2023年版)》,其生产、使用和排放等受到了严格管控。

注释

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展开[a]2B类致癌物:对人可能致癌,此类致癌物对人致癌性证据有限,对实验动物致癌性证据并不充分;或对人类致癌性证据不足,对实验动物致癌性证据充分。

[b]二氟一氯甲烷:氟利昂-22

[c]四种氯化物的混合物:一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷和四氯甲烷

参考资料

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词条目录
  1. 历史
  2. 理化性质
  3. 物理性质
  4. 化学性质
  5. 主要用途
  6. 医学用途
  7. 工业用途
  8. 其他用途
  9. 毒性
  10. 生产制备
  11. 乙醛法
  12. 三氯乙醛法
  13. 甲醇氯化法
  14. 甲烷综合氯化法
  15. 安全事宜
  16. GHS 分类
  17. 消防相关
  18. 健康相关
  19. 法规限制
  20. 注释
  21. 参考资料

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