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苯甲醛
來源:互聯網

苯甲醛(Benzaldehyde),又名安息香醛,是醛基直接與苯基相連接而生成的化合物,因為具有苦杏仁香味,曾稱苦杏仁油,純品為無色,普通品為淡黃色的液體。其化學式為C7H6O/C6H5CHO,分子量106.12。在風信子香茅屬肉桂鳶尾巖薔薇中都有發現。

苯甲醛應用廣泛,是醫藥、染料、香料和沒藥樹工業的重要原料。在國產日化品牌領域,可用于合成香精、合成香料重要中間體,在食品、化妝品、醫藥和肥皂中用作香料;在工業領域,苯甲醛是一種重要的化工原料,可用于制備月桂醛月桂酸苯乙醛孔雀石綠苯甲酸芐酯等;在醫藥領域,可用于合成各種醫藥中間體,如間1-溴-2-硝基苯甲醛等;在農業領域,可用作合成農藥的中間體,用于制造除莠劑;苯甲醛還可用作溶劑、增塑劑和低溫潤滑劑等,在分析化學中用于測定臭氧及位于羰基旁邊的CH2,檢定酚及生物堿。

苯甲醛屬于低毒,具有著火和爆炸的危險。人體吸入后能引起咳嗽和喉嚨疼痛,?蒸氣能刺激眼、皮膚和呼吸系統,并有局部麻醉效應,口服小劑量能產生抑制中樞神經的效應,對水生生物有毒。

發現歷史

1832年,弗里德里希·維勒(Friedrich Wohler)與被稱作德國化學之父的李比希(Justus von Liebig)(1803-1873)合作,發現苯甲醛(苦杏仁油)含有一個原子基團C7H5O,發現了苯甲酸基,發展了有機化合物的基團理論,從而劃清了有機化學與無機化學的本質區界。1852年,坎尼扎羅(Stanislao Cannizzaro)開始研究苯甲酸及其特征反應,發現了苯甲醛和堿液作用生成苯甲醇和苯甲酸的反應,這一研究成果于1853年發表,后人稱這類反應為“坎尼扎羅反應"。1889年,貝克曼(Ernst Otto Beckmann)發現苯甲醛肟具有順一反異構體,為當時熱議的幾何異構體提供了新的證據。

理化性質

物理性質

苯甲醛是醛基直接與苯基相連接而生成的化合物,純品為無色,普通品為淡黃色有似苦杏仁臭的液體,有強折光性能,與水蒸氣一起揮發,相對分子質量106.13g/摩爾,相對密度1.0506g/cm3,熔點26℃,沸點179℃,閃點63℃(閉杯),折光率1.5456(20℃)。在火焰中釋放出刺激性或有毒煙霧(或氣體),高于63°C時,可能形成爆炸性蒸氣/空氣混合物。?苯甲醛能溶于常用有機溶劑,與乙醇乙醚混溶,以1:1~1:1.5溶于70%乙醇,以1:2.5溶于60%乙醇,以1:8溶于50%乙醇,以1:300溶于水中。

化學性質

苯甲醛的化學性質與脂肪醛類似,但也有所不同。苯甲醛不能還原斐林試劑;用還原脂肪醛時所用的試劑還原苯甲醛,除主要產物為苯甲醇外,還會產生一些四取代鄰二醇類化合物和均二苯基乙二醇。苯甲醛的基團在一系列反應中都保持不變,例如苯甲醛C7H6O可以變為苯甲酸C7H6O2、氯苯甲酰C7H5OCl、苯甲酸酐C14H10O?及3-苯甲酰胺C7H7ON等。在這一系列的化合物中,都可以看為一個苯甲酰基(C7H5O)保持不變。

縮合反應

氰化鉀存在下,兩分子苯甲醛可通過授受氫原子,與羰基碳原子彼此相連,生成安息香縮合(結構式如圖所示),該反應及類似反應稱為安息香縮合。

苯甲醛在稀堿存在下,能與含有的醛或縮合,失水后得到,β不飽和醛和酮,稱為克萊森(Claisen)縮合反應。

柏金(Perkin)反應

苯甲醛與乙酸酐乙酸鈉催化加熱條件下,可以發生類似羥醛縮合反應,生成不飽和芳香酸。這個反應稱為Perkin反應,應用范圍較廣。當酸酐包含兩個原子時,通常生成,β-不飽和酸。這是制備,β-不飽和酸的一種方法。

康尼查羅反應

苯甲醛和甲醛一樣,沒有活潑的原子,在濃堿液中可以發生康尼查羅反應,生成一分子的苯甲醇和一分子苯甲酸

自動氧化反應

苯甲醛容易氧化成苯甲酸,可被弱氧化劑吐倫試劑氧化并產生銀鏡。但是,苯甲醛不能與斐林試劑作用。苯甲醛在空氣中能夠自動氧化成酸,稱自動氧化反應。例如,在玻璃片上滴少許苯甲醛,在空氣中暴露數小時后,就生成白色的苯甲酸結晶。光線和微量的金屬離子(,,,等)對該反應都有催化作用,所以苯甲醛要貯存在棕色瓶中,加少量的亞硫酸鹽和苯二酚抗氧化劑能夠阻止自動氧化。

應用領域

苯甲醛是香料、醫藥、染料沒藥樹工業的重要原料,可用于合成香精和合成香料中間體,制備月桂醛月桂酸苯乙醛孔雀石綠苯甲酸芐酯等,也可用作合成各種醫藥和農藥的中間體,還可用作溶劑、增塑劑和低溫潤滑劑等。

日化領域

合成香科香精

苯甲醛用于香料占總應用量的10%,常用于日用、食品和煙草三大香精中。在日用香精中,主要用于苦杏仁香味的皂用香精中,也用于洋茉莉花、果實等。在食用香精中,用于軟性飲料、酒類飲料、冰淇淋、冰制食品、糖果、烘焙食品、膠凍及布丁和無糖口香糖等。此外,苯甲醛也用于煙草香精中。

合成香料中間體

苯甲醛分子中含活潑的羰基,在基上的一水碳酸鈉鍵,因鍵的電子密度往氧上轉移而被強力極化,能與許多化合物反應,如進行親核加成、羥醛加成、康尼查羅反應、潘金反應、硝化、氯化等,合成新的香料產品。

制備二芐基山梨糖醇

使用適量相轉移催化劑PTC和一定比例的山梨醇-苯甲醛,生成二芐基山梨糖醇,可以用二基山梨糖醇制備頭發調理劑、增強劑和長效緩釋型空氣清新劑、除臭劑、抑汗棒等日用化工產品。

肉桂酸

苯甲醛和脫水劑乙酸酐乙酸鈉催化劑存在下進行反應后制得肉桂酸,可用作化妝、食品香料和皂用香料穩定劑,還可用于配制紫丁香(原亞種)香精,制備肉桂酸類等。

肉桂醛

B-苯基丙烯醛由苯甲醛與乙醛縮合制得,廣泛應用于食品香料、水果香精、化妝品香精,也是防腐劑、殺菌劑、肉香王的原料,也可用于合成苯丙酮等。

阿爾法-己基肉桂醛

-己基肉桂醛為淺黃色略帶粘稠性液體,由苯甲醛與正辛醛在堿性條件下進行羥醛縮合而成。-已基肉桂醛具有茉莉花香香氣,主要用于化妝品香精和食用香精。

苯乙醛

苯乙醛為無色或微黃色油狀液體,由苯甲醛經C3H6O2酸酯合成或將苯甲醛與氯乙酸乙酯縮合,先制得環氧丙酸酯,然后脫CO?而成。苯乙醛主要用于配制風信子香精及調配水培水仙系、薔薇系香料,用于化妝品香精和食用香精。

工業領域

苯甲醛是一種重要的化工原料,可用作纖維素沒藥樹的溶劑、不飽和聚酯樹脂原料的阻聚劑和溶劑等。苯甲醛可用于制備月桂醛、月桂酸、苯乙醛、孔雀石綠苯甲酸芐酯,是油、樹脂、醋酸纖維素硝酸纖維、某些纖維醚的溶劑,是生產苯甲醇苯胺、苯甲酮的原料,可用于合成染料,也可用于增塑劑和低溫(直至-68℃)潤滑劑等。苯甲醛在分析化學中用于測定臭氧及位于羰基旁邊的CH2,檢定酚及生物堿。

農業領域

苯甲醛可用于合成農藥中間體,如甲基肼硫酸鹽、3.5-二苯基吡唑等,也是殺蟲劑最基本的原料。苯甲醛也是除草劑野燕枯、植物生長調節劑抗倒胺的中間體。

醫藥領域

苯甲醛用于合成各種醫藥中間體,如間1-溴-2-硝基苯甲醛等。

分子結構

苯甲醛的結構中含有醛基(-CHO),醛基的一水碳酸鈉鍵和苯環的大鍵發生共軛效應,導致苯甲醛中的醛基非常牢固,不易被氧化。醛基是羰基與1個烴基和1個氫原子相連,位于碳鏈末端。羰基是由碳和氧原子雙鍵結合而成,碳氧雙鍵中一個是鍵,一個是鍵。羰基碳原子為雜化,因而羰基碳和所連的3個原子都在一個平面上,鍵角接近120°。碳原子的3個雜化軌道與氧和其他2個原子形成3個鍵,剩余的一個未參與雜化的軌道與氧形成鍵。

在碳氧雙鍵中,由于碳和氧原子電負性差別較大,雙鍵上電子的分布不均勻,呈現出較強極性,屬于極性不飽和鍵,其偶極矩為。電子云偏向氧原子一方,使氧原子帶部分負電荷,碳原子帶部分正電荷,使羰基具有較高的反應活性,親核試劑容易進攻帶部分正電荷的碳原子,從而發生親核加成反應。

制備方法

苯甲醛在生產生活中制備方法有工業制備和實驗室制備等。其中工業制備以甲苯或苯為原料生產苯甲醛,主要有氣相氧化甲苯法、二氯芐催化水解法、苦杏仁酶法、漆酶催化苯甲醇氧化法、磷酸二氫鋅催化水解法、用有機胺類催化二氯芐法和加特曼(Gattermann)反應等方法;實驗室制備還可采用催化(鈀/硫酸)還原苯甲酰氯的方法。

工業制備

甲苯氣相氧化法

甲苯氣相氧化制苯甲醛所用催化劑種類較多,大致有復合氧化物ree氧化物等。甲苯在五氧化二釩催化作用下,直接將氣相甲苯進行氧化制得苯甲醛,機理如下:

甲苯氯化水解法

甲苯氯化水解法是將甲苯氯化成二氯化芐,然后在鐵粉催化作用下并加熱水解,生成苯甲醛。

漆酶催化苯甲醇氧化法

在漆酶催化制備苯甲醛的過程中,需采用煤基活性炭為載體,通過稀HNO3氧化處理,先后接枝-胺丙基3-乙氧基硅烷偏苯三酸酐,進行絡合反應,制備得到新型鐵離子配位化合物催化劑。該催化劑氧化苯甲醇合成苯甲醛。

苦杏仁酶法

苯甲醛也可以利用苦杏仁酶提取,苦杏仁壓碎浸水后苦杏仁酶溶出,這個過程中維生素B17水解成苯甲醛、氫氰酸和葡萄糖,經過堿中和和水蒸氣蒸餾,苯甲醛餾出。另外,也可先用乙醇丙三醇將苦杏仁酶浸取出來后用于酶解苦杏仁。苦杏仁苷經水解即生成苯甲醛和葡萄糖,如下式所示:

實驗室制備

實驗室制備苯甲醛可采用催化(鈀/硫酸鋇)的方法還原苯甲酰氯的方法。

分布情況

苯甲醛廣泛存在于植物界,特別是在薔薇科植物中,主要以苷的形式存在于植物的莖皮、葉或種子中,如苦杏仁中的維生素B17。苯甲醛天然存在于苦杏仁、藿香油、風信子油、依蘭油等芳香油中。

安全事宜

GHS分類

危險警示

以上參考資料來源

危險聲明

H302(100%):吞咽有害[警告急性毒性,口服]

H319(21.05%):造成嚴重眼睛刺激[警告嚴重眼睛損傷/眼睛刺激]

H332(22.29%):吸入有害[警告急性毒性,吸入]

H336(29.85%):可能導致嗜睡或頭暈[警告特定靶器官毒性,單次接觸;麻醉作用]

危險特性

在特定條件下,該物質生成爆炸性過氧化物,與鋁,堿類,鐵,氧化劑苯酚急劇發生反應,具有著火和爆炸的危險。

毒性

苯甲醛屬于低毒,蒸氣有溫和的麻醉作用。

吸入:咳嗽,喉嚨痛,?對人的經口致死量為50~60g/kg。

食入:咽喉疼痛。

接觸:蒸氣能刺激眼、皮膚和呼吸系統,并有局部麻醉效應,口服小劑量能產生抑制中樞神經的效應。

生物:對水生生物有毒,大白鼠經口服LD50為1300mg/kg,最大無作用量為500mg/kg。

急救措施

吸入蒸氣時,應使吸入蒸氣患者脫離污染區,安置休息并保持溫暖;眼部受刺激須用水沖洗,嚴重的須就醫診治;皮膚接觸時,先用水沖洗,再用肥皂徹底洗滌,脫去污染衣物,洗凈后再用,如果進入口內,應立即漱口,急速醫院診治。

消防措施

可用水、干粉化學品、泡沫或二氧化碳滅火。用水保持火場容器冷卻,用水噴射驅散蒸氣,趕走逸出液體,防止著火。并用水噴射保護去堵漏的人員。

泄露應急處理

逸出物料的處置,首先須切斷所有火源,戴好防毒面具與手套。用不燃性分散劑制成乳液刷洗,如無分散劑可用沙土吸收,倒至空曠地方。任其蒸發。對污染地面用肥皂或洗滌劑刷洗,經稀釋的洗水放入廢水系統。

參考資料 >

Benzaldehyde | C6H5CHO | CID 240 - PubChem.PubChem.2024-02-01

苯甲醛.國際化學品安全卡數據庫.2024-02-01

Benzaldehyde | C6H5CHO | CID 240 - PubChem.公共化學苯甲醛(化合物) .2024-02-01

ICSC0102.國際化學品安全卡 (ICSC).2024-02-13

Benzaldehyde | C6H5CHO | CID 240 - PubChem.PubChem.2024-02-02

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