丙酮
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丙酮
是最简单的酮,为一种有特殊气味的无色可燃液体。
理化性质
化学式CH3COCH3
分子量58.08
沸点56.53 °C (329.4 K)
水溶性混溶
在常温相对密度(水=1)0.788
为无色透明液体,易挥发、易燃,有芳香气味。
与水、甲醇、乙醇、乙醚、氯仿和吡啶等均能互溶,能溶解油、脂肪、树脂和橡胶等,也能溶解醋酸纤维素和硝酸纤维素,是一种重要的挥发性有机溶剂。
伦敦爆炸案的始作俑者:丙酮与浓过氧化氢低温下合成的TATP是一种烈性炸药,摩擦即可爆炸,不产生火光,爆炸机理是瞬间产生大量气体。
故作为制爆品被政府管制。
也用于溶解毒品。
丙酮是脂肪族酮类具有代表性的的化合物,具有酮类的典型反应。
例如:与亚硫酸氢钠形成无色结晶的加成物。
与氰化氢反应生成丙酮氰醇。
在还原剂的作用下生成异丙酮与频哪醇。
丙酮对氧化剂比较稳定。
在室温下不会被硝酸氧化。
用酸性高锰酸钾强氧化剂做氧化剂时,生成乙酸、二氧化碳和水。
在碱存在下发生双分子缩合,生成双丙酮醇。
2mol丙酮在各种酸性催化剂(盐酸,氯化锌或硫酸)存在下生成亚异丙基丙酮,再与1mol丙酮加成,生成佛尔酮(二亚异丙基丙酮)。
3mol丙酮在浓硫酸作用下,脱3mol水生成1,3,5-三甲苯。
在石灰。
醇钠或氨基钠存在下,缩合生成异佛尔酮(3,5,5-三甲基-2-环己烯-1-酮)。
在酸或碱存在下,与醛或酮发生缩合反应,生成酮醇、不饱和酮及树脂状物质。
与苯酚在酸性条件下,缩合成双酚-A。
丙酮的α-氢原子容易被卤素取代,生成α-卤代丙酮。
与次卤酸钠或卤素的碱溶液作用生成卤仿。
丙酮与Grignard试剂发生加成作用,加成产物水解得到叔醇。
丙酮与氨及其衍生物如羟氨、肼、苯肼等也能发生缩合反应。
此外,丙酮在500~1000℃时发生裂解,生成乙烯酮。
在170~260℃通过硅-铝催化剂,生成异丁烯和乙醛;300~350℃时生成异丁烯和乙酸等。
不能被银氨溶液,新制氢氧化铜等弱氧化剂氧化,但可催化加氢生成醇
主要用途
最常见的用途是用作卸除指甲油的去光水,以及油漆的稀释剂;同时可作为有机溶剂,应用于医药、油漆、塑料、火药、树脂、橡胶、照相软片等行业。
自然界中亦存在天然的丙酮,人体内也含有少量的丙酮。
在建材方面,主要作为脂肪族减水剂的主要原料。
毒性与医学用途
对人体具有肝毒性,对于黏膜有一定的刺激性,吸入其蒸气后可引起头痛,支气管炎等症状。
如果大量吸入,还可能失去知觉。
日常生活中主要用于脱脂,脱水,固定等等。
在血液和尿液中为重要检测项目。
安全
丙酮与氯仿不应混合(特别是在碱性环境下),两者会发生剧烈的放热反应,若混合可能导致强烈爆炸
制备方法
干馏法
在异丙苯法尚未发明之前,早期丙酮多由乙酸钙的干馏制得。
发酵法
用丁醇酵母发酵可以获得丙酮。
此法为第一次世界大战期间,由哈伊姆·魏茨曼所发展,但不久就因产率极低而被放弃。
异丙苯氧化合成法
用石油工业产品异丙苯在硫酸的催化下被空气氧化重排成丙酮,副产物苯酚。
该法产生的废品很少,称为“一箭双雕”法
应用
溶剂:例如卸除指甲油的去光水中的主要(或唯一)成份就是丙酮。
也是实验室常备的洗涤用溶剂。
试剂:丙酮在合成上是一种C3合成子,可以用于有机合成。
另外丙酮也是一种保护基前体,通过生成缩酮来保护1,2-二醇,或者1,3-二醇。
制冷剂:丙酮与干冰的混合物可当冷剂(摄氏−50度)。