四氢吡咯其饱和五元环结构,赋予其高稳定性,其信封式构象利于空间位阻调控。四氢吡咯在多个应用领域有突出优势,在医药领域,可用于尼古丁、阿托品等分子骨架构。在农业与功能化学品领域,拟除虫菊酯类化合物的光学活性中心修饰。在材料科学领域,可提升聚吡咯电导率。
四氢吡咯是一种高活性、多功能的饱和氮杂环化合物,其饱和五元氮杂环结构,吡咯烷环具有强碱性,柔性构象。四氢吡咯具有中等毒性,且需要避光保存。四氢吡咯在多个领域有独特优势,例如在医药合成领域,其可用于生物碱骨架构建,对比哌啶路线,收率和立体选择性都有较大提升。在催化化学领域,其可用于不对称催化配体。在功能材料领域,其作为离子液前体。也可用于聚合物改性。
四氢吡咯(吡咯烷 / Pyrrolidine)
CAS No.:123-75-1
分子式:C₄H₉N(五元饱和氮杂环,▽NH)
分子量:71.12
EINECS:204-648-8
产品基本信息
无色至淡黄色透明液体,具极强烈氨味/鱼腥臭,强碱性二级胺(pKb≈2.73,pKa共轭酸≈11.27)。与水完全混溶(形成水合物),可混溶于乙醇、乙醚、丙酮、苯等。易吸收空气中 O₂ 和 CO₂——吸 CO₂ 生成不溶性碳酸盐结晶堵塞瓶颈/管路,商品常加 KOH 小粒或充氮保藏。
项目 | 数值 |
外观 | 无色至淡黄液体,强烈氨/鱼腥臭 |
熔点 | -57~-63 °C |
沸点 | 86~88 °C(常压) |
密度 | 0.852~0.857 g/cm³(20/25 °C) |
闪点 | -6~-1 °C(闭杯),极度易燃(甲类火险) |
自燃温度 | ≈260 °C |
爆炸极限 | 1.0 %(下限)~ 10.4 %(上限,V/V,估算) |
折射率 | nD²⁰ ≈ 1.440~1.443 |
蒸气压 | ≈7.6 kPa(20 °C) |
溶解性 | 与水完全混溶,与醇/醚/苯互溶 |
pKa(共轭酸,25℃) | ≈11.27 |
主要用途
有机合成 / 催化:强位阻小的环状仲胺——用于 Knoevenagel / Michael 加成、环化、还原胺化 等碱催化反应;制备 Enamine(烯胺)进行 C烷基化/酰化(Stork 反应经典试剂);合成 N取代吡咯烷衍生物。
医药 / 农药中间体:合成抗心律失常药(如吡咯卡因类局麻药前体)、精神类药物、杀虫剂及植物生长调节剂。
高分子助剂:环氧树脂潜伏性固化促进剂、聚氨酯催化剂组分。
气体处理:CO₂ / H₂S 吸收剂(类似哌嗪体系但更易挥发,需配冷凝回流)。
安全与环保
GHS分类:GHS02(易燃液体 Cat.1/2)+GHS05(皮肤腐蚀/刺激 1B)+GHS06(急性毒性 Cat.4)+GHS08(生殖毒性 Cat.2 可疑)+GHS09(水生危害),信号词 危险(Danger)
危害声明:H224(极易燃液体和蒸气)、H302(吞咽有害)、H311(皮肤接触有毒)、H314(造成严重皮肤灼伤和眼损伤)、H331(吸入有毒)、H335(呼吸道刺激)、H412(对水生生物有害具长期影响)
健康危害:
大鼠经口 LD₅₀ ≈ 389~930 mg/kg(中等毒性);兔经皮 LD₅₀ ≈ 410 mg/kg
液体致严重皮肤/眼化学灼伤——角膜深损可失明;吸入蒸气强烈刺激鼻咽致咳嗽、喉水肿,高浓度致头晕/恶心/麻醉,疑似具 CNS 抑制作用
动物试验提示可疑生殖/发育毒性(GHS08 Cat.2),长期接触需关注
吸入高浓度蒸气或大量皮肤吸收有全身毒性风险
物理/化学危害:
低闪点极度易燃液体(闪点≈-3℃),沸点仅87℃,室温大量挥发,蒸气重于空气沿地面扩散遇火源回燃/爆炸
暴露于空气吸 CO₂ 生成碳酸吡咯烷盐(白色固体)堵塞瓶口、管路、泵封——务必密封充氮或加 KOH 小粒
与强酸、强氧化剂(过氧化物、硝酸盐、卤素)、酰氯、酸酐剧烈中和/放热反应;与硝基化合物混合可能引爆;燃烧产生 NOₓ 有毒烟雾
环境:对水生生物有害,含胺废水需酸中和处理后送生化
操作与储存(关键:充氮防CO₂结盐、防爆防静电、与酸/氧化剂隔离)
储存:
密封存于阴凉防爆库房(≤25℃),充干燥氮气或加固体 KOH 小粒抑制 CO₂ 吸收,瓶口蜡封或双盖
与强酸、强氧化剂、酰氯、酸酐、硝基化合物严格分库存放;远离火种热源
UN 1922,危险货物第 3类易燃液体+第8类腐蚀品,包装组 II(PG II)
不宜久存超过6~12个月,发现瓶口白色结晶说明已吸 CO₂,小心开启(可温热释出气体后开),用稀酸溶解结晶清理
操作防护:
在防爆通风橱内操作(面风速≥0.5 m/s),使用无火花铜合金工具,设备接地导静电(初流速≤1 m/s)
佩戴全面罩(有机胺+碱滤盒)或 SCBA、防酸护目镜、耐碱防化服、耐化学品手套(丁腈/氯丁/氟橡胶,厚度≥0.5mm,禁用天然乳胶)
取样用干燥注射器或移液枪,开瓶后迅速复原密封
急救:
皮肤:立即脱污衣,用大量流动水冲洗 ≥15 min,就医(疑碱灼伤)
眼睛:提起眼睑用流动水或生理盐水冲洗 ≥15 min,立即眼科急诊
吸入:移至上风向空气新鲜处,保持呼吸道通畅,呼吸困难给氧,疑似肺水肿留观
食入:漱口(清醒者),饮牛奶/蛋清稀释,勿催吐,立即就医
泄漏应急:
撤离非必要人员至上风向,消除点火源,应急人员戴 SCBA+A级防化服
小量泄漏用砂土/蛭石吸附收集于密闭容器;残余用稀 HCl(如 5% 稀盐酸)慢速小心中和(控温防沸),检测 pH 后按含胺废液处置
大量泄漏构筑围堤用防爆泵转入专用槽车,禁止入下水道/水体
灭火:抗溶性泡沫、CO₂、干粉、砂土;禁用水直接扑救(可能飞溅),大火可用水雾冷却未开容器;着火容器若变形立即撤离
废液处置:冰浴冷却下将废液缓慢滴入过量稀酸(HCl/H₂SO₄)中中和至 pH 6~8,按含胺废水送有资质单位处理,禁止直排
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