三甲胺

一种强碱性、易挥发的脂肪三胺

三甲胺

三甲胺（Trimethylamine，TMA） 是一种强碱性、易挥发的叔胺，[0][2]与其它胺类共同存在于动物组织中，尤其是在鱼肉中含量最多。[6]其是一种无色气体，具有鱼腥味，分子式为(CH3)3N，相对分子量为59.11，密度为0.6709g/cm3（0/4℃时），[2]熔点为-117°C，沸点为3℃，[1]易溶于水，[1]乙醇，可溶于乙醚、苯等。[3]它的闪点为-6.67℃（闭杯），[5]与空气混合的爆炸极限为2.0%~11.6%。[4]三甲胺燃烧可生成一氧化碳、二氧化碳以及氧化氮；[7]也可与一甲胺[8]、盐酸[1]、卤代烷等发生反应。[9]同时，其还可侵蚀金属，如铜、锌、铝、锡和其合金。[1]三甲胺可通过甲醇与氨反应制得，[5]也可通过季铵碱受热分解或多聚甲醛和氯化铵反应制得。[10][3]在工业上三甲胺常用作碱性催化剂，用于制备季铵氢氧化物和盐以及离子交换树脂等，[11]也用于用作制造表面活性剂、染料杀菌剂、香料等；[4]在农业生产中，可用于制造饲料添加剂、[4]除草剂以及矮壮素等；[12][9]此外，其还可用于制备药物、消毒剂以及在有机合成中可作为亲核试剂使用。[7]可采用离子色谱法、气相色谱法、抑制型离子色谱法以及溶液吸收-顶空气相色谱法对三甲胺进行检测。[7][13]

三甲胺（Trimethylamine，TMA） 是一种强碱性、易挥发的叔胺，[1][3]与其它胺类共同存在于动物组织中，尤其是在鱼肉中含量最多。[7]其是一种无色气体，具有鱼腥味，分子式为(CH3)3N，相对分子量为59.11，密度为0.6709g/cm3（0/4℃时），[3]熔点为-117°C，沸点为3℃，[2]易溶于水，[2]乙醇，可溶于乙醚、苯等。[4]它的闪点为-6.67℃（闭杯），[6]与空气混合的爆炸极限为2.0%~11.6%。[5]三甲胺燃烧可生成一氧化碳、二氧化碳以及氧化氮；[8]也可与一甲胺[9]、盐酸[2]、卤代烷等发生反应。[10]同时，其还可侵蚀金属，如铜、锌、铝、锡和其合金。[2]

三甲胺可通过甲醇与氨反应制得，[6]也可通过季铵碱受热分解或多聚甲醛和氯化铵反应制得。[11][4]在工业上三甲胺常用作碱性催化剂，用于制备季铵氢氧化物和盐以及离子交换树脂等，[12]也用于用作制造表面活性剂、染料杀菌剂、香料等；[5]在农业生产中，可用于制造饲料添加剂、[5]除草剂以及矮壮素等；[13][10]此外，其还可用于制备药物、消毒剂以及在有机合成中可作为亲核试剂使用。[8]可采用离子色谱法、气相色谱法、抑制型离子色谱法以及溶液吸收-顶空气相色谱法对三甲胺进行检测。[8][14]

分布与代谢

三甲胺与其它胺类共同存在于动物组织中，尤其是在鱼肉中含量最多。[7]植物和动物腐败分解会产生三里胺气体。[15]它是食物中某些化学前体如胆碱、肉碱和三甲胺N-氧化物的降解产物。正常情况下，食物中的三甲胺主要经过N-氧化代谢形成无嗅的三甲胺N-氧化物而排出体外。成人每天从尿中排泄1~2mg游离三甲胺和50mg三甲胺N-氧化物，尽管这些物质的排泄量与饮食有关，但95%以上的三甲胺仍然以N-氧化物的形式进行排泄。除尿液外，三甲胺还可以在汗、涎液等体液中分泌。[1]

物理性质

三甲胺相对分子量为59.11，是一种无色气体，具有鱼腥味，密度为0.6709g/cm3（0/4℃时），[3]熔点为-117°C，沸点为3℃，[2]凝固点为-117.1℃，[6]易溶于水，[2]乙醇，可溶于乙醚、苯、甲苯、二甲苯等。[4]其蒸汽压为187kPa（20°C时），[2]LogP为0.16，[3]临界温度为161℃，燃烧热值为2357kJ/mol，临界压力为4.154kPa，闪点为-6.67℃（闭杯），[6]自燃温度190°C，在空气中的爆炸极限为2.0%~11.6%。[2]

化学性质

与一甲胺反应

三甲胺和一甲胺发生甲基转移可生成二甲胺。[9]

燃烧

三甲胺燃烧可生成一氧化碳、二氧化碳以及氧化氮。[8]

与酸反应

三甲胺的水溶液是一种强碱，[2]同时也是一种亲核试剂，[16]可与酸发生剧烈反应。[2]例如，与盐酸反应生成三甲胺盐酸盐。[17]

烷基化反应

三甲胺和二氯乙烷在压力下加和，就生成矮壮素。[10]

三甲胺还可与氯化芐反应得到氯化三甲基芐基胺，该物质常用作有机合成中的相转移催化剂。[18]

其他

除上述反应，三甲胺还可与氧化剂、酸酐和汞发生剧烈反应，[8]同时还可侵蚀金属，如铜、锌、铝、锡和其合金。[2]三甲胺加热至380~400℃时发生热解，首先生成甲胺、甲烷等，其次生成大量的氮、乙烷和氢。[5] 

工业领域

三甲胺可作为合成苯乙烯阴离子交换树脂的原料。离子交换树脂可用于锅炉用水的净化，稀有金属的分离，抗生素的分离与提纯，原子能工业中铀的提取和净化等，是一种不熔的体型结构的高分子化合物。其中苯乙烯阴离子交换树脂合成方法是将苯乙烯与少量二乙烯苯进行共聚合反应得到体型高聚物进行氯甲基化，然后再与三甲胺作用生成季铵盐，最后转变成季铵碱。[19]三甲胺在其他方面也有应用，如可用作制造表面活性剂、染料杀菌剂、香料（三甲胺是中国允许使用的食用香料[14]），橡胶助剂、照相材料、燃气加臭警报剂等。[5]

农业领域

三甲胺可作为原料合成氯化胆碱。胆碱对细胞结构的构成和维持、脂肪的运转和代谢、神经冲动的传递等均起着重要的作用；另外胆碱还担负着甲基供体的作用。但由于天然胆碱利用率低，所以需要化学合成氯化胆碱，可以三甲胺、环氧乙烷、盐酸或以三甲胺、氯乙醇为原料。[20]此外，三甲胺还是合成除草剂以及矮壮素（一种植物生长调节剂）的原料。[13][21]

其他

三甲胺还可用于制备药物、消毒剂以及在有机合成中可作为亲核试剂使用。[8]如，十六醇经溴溴化后再与三甲胺反应制得十六烷基三甲基溴化铵，为食品加工环境的防霉消毒剂。[22]

甲醇与胺为原料

以甲醇与氨在高温、高压以活性氧化铝为催化剂进行反应制得粗混甲胺，经分馏得三甲胺。[6]

霍夫曼消除反应

季铵碱受热时易发生分解，例如，氢氧化四甲铵在加热条件下分解生成三甲胺和甲醇。[11]

其他

除上述方法，实验室还可用多聚甲醛和氯化铵反应合成三甲胺。[4]

毒理机制

三甲胺既是高水溶性，强碱性的刺激性气体，又是一种皮肤刺激剂，易被粘膜湿润的表面吸收，使组织蛋白变性、脂肪组织皂化，造成溶解性坏死，故对眼、皮肤粘膜和呼吸道有强烈的刺激和腐蚀作用。同时，三甲胺对机体全身作用还有拟交感神经作用；对中枢神经系统先兴奋后抑制；释放和加强组胺作用。[23]

眼和上呼吸道刺激征

三甲胺多以高浓度气体吸入而中毒，三甲胺溶液污染皮肤中毒较少见。[24]临床表现为眼和上呼吸道刺激征，可见眼部疼痛、红肿、流泪、怕光、咽喉疼痛、喉头水肿、剧烈咳嗽、分泌物增多等；一次吸入高浓度的三甲胺，数分钟内即可出现呼吸困难、紫绀、昏迷、肺水肿等。两肺可闻及干、湿性啰音；[24]直接接触液体可能会导致冻伤。[3]

三甲胺尿症

肠道细菌代谢产生的三甲胺若过度排泄到体液和呼吸中也会导致“鱼臭味综合征”。[3]如三甲胺尿症，它是一种遗传代谢病。[25]正常情况下，三甲胺由细菌分解肠道内的食物胆碱及三甲胺氧化物而产生。胆碱主要来源于蛋黄和肝脏，三甲胺氧化物则主要来源于鱼类。三甲胺被吸收后在肝内由三甲胺氧化酶（含核黄素的甲氧酶）氧化为无味的三甲胺氧化物，并由尿排出，该酶缺陷可导致三甲胺在尿中大量排泄。曾有报道数例无症状的三甲胺尿症病例，患者散发出类似烂鱼的体臭，可造成一定的社会和心理影响。限制饮食中的鱼、蛋和肝及其他胆碱来源（如坚果和谷物）能显著减轻这种臭味。[26]

毒理数据

动物实验表明：大鼠口服的致死剂量（LD）为500mg/kg，吸入最低致死浓度（LC）为3500 ppm/4H，对胎儿或胚胎产生影响（如发育迟缓）的剂量是2960mg/kg。[3]

检测

可采用离子色谱法、气相色谱法、抑制型离子色谱法以及溶液吸收-顶空气相色谱法对三甲胺进行检测。[8][14]

离子色谱法

离子色谱法的原理为环境空气样品经滤膜过滤，目标化合物被稀硫酸吸收液吸收后，用阳离子色谱柱交换分离，用电导检测器检测，以保留时间定性，以外标法定量。[14]

气相色谱法

气相色谱法的原理为以涂着草酸的玻璃微珠作为吸附剂，装填在采样管中，用于采集恶臭污染源排气和厂界环境空气中的三甲胺。通过向采样管中注入饱和氢氧化钾溶液和氮气，使采集的三甲胺游离成气态并进入经真空处理的解吸瓶，取瓶内气体直接注入气相色谱仪，根据三甲胺的色谱峰面积（或峰高）对其进行定量分析。[14]

抑制型离子色谱法

抑制型离子色谱法的原理为固定污染源废气中的三甲胺经酸性溶液吸收后，用离子色谱分离，抑制型电导检测器检测。根据保留时间定性，外标法定量。[27]

溶液吸收-顶空气相色谱法

溶液吸收-顶空气相色谱法的原理为环境空气和废气中的三甲胺经稀酸吸收后，将吸收液转移至顶空瓶内，加碱处理。在一定温度下，样品中三甲胺向液上空间挥发，在气液两相达到热力学动态平衡后，气相中的三甲胺浓度与液相中的浓度成正比。经气相色谱分离，用氢火焰离子化检测器/氮磷检测器进行检测。根据色谱峰保留时间进行定性分析，根据外标法进行定量分析。[14]

安全标识象形图

GHS分类

GHS危险说明危险等级H220极易燃气体危险：易燃气体H224极易燃液体和蒸汽危险：易燃液体H280压缩气体，加热时可能爆炸警告：压缩气体H302吞食有害警告：口服会产生急性毒性H314导致严重烧伤皮肤和损害眼睛危险：刺激或腐蚀皮肤H315刺激皮肤警告：腐蚀或刺激皮肤H318对眼睛造成伤害危险：严重刺激或损伤眼睛H332吸入有害警告：吸入会产生急性毒性H335可能刺激呼吸道警告：对特定靶器官产生毒性，单次接触会刺激呼吸道参考资料：[3]

急救措施

三甲胺蒸气与溶液能刺激眼、粘膜、皮肤和呼吸系统，吸入高浓度蒸气能损害神经系统。应使吸入蒸气的患者离开污染区，安置休息并保持温暖。严重的须就医诊治；眼部受刺激须用水冲洗，对溅入眼内的严重患者须就医诊治。[28]皮肤接触冻伤时，用大量水冲洗，不要脱去衣服然后就医；[2] 如果进入口内，立即漱口，饮水并送医院救治。[28]

消防

三甲胺极易燃，在火焰中释放出刺激性或有毒烟雾（或气体），还可能产生爆炸。着火时需切断气源，如不可能灭火，对周围环境无危险，让火自行燃尽。[2]其他情况用雾状水、抗溶性泡沫、粉末、二氧化碳灭火剂灭火。[29][2]须用水保持火场钢瓶冷却。如果来得及的话，应迅速将钢瓶移送至安全地带。用喷水保护去关闭阀门的人员。[28]

泄漏处理

迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并进行隔离，严格限制出入。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿消防防护服。从上风处进入现场。尽可能切断泄漏源，用工业覆盖层或吸附或吸收剂盖住泄漏点附近的下水道等地方，防止气体进入。合理通风，加速扩散。喷雾状水稀释、溶解。构筑围堤或挖坑收容产生的大量废水。如有可能，可将残余气或漏出气用排风机送至水洗塔或与塔相连的通风橱内。漏气容器要妥善处理，修复、检验后再用。[29]

储存

液化三甲胺可用钢瓶贮装。放置钢瓶时须防碰撞，须存放在阴凉、通风良好的地方，[28]储存温度通常为2-8°C。[3]溶液状态的三甲胺可用玻璃瓶或大玻瓶盛装，外加箱皮防护。也要存放在阴凉、通风良好的地方。并须远离容易起火地点，或放在由不燃材料结构的建筑物内。[28]三甲胺储存区域可设置防渗漏、防腐蚀、防淋溶、防流失等措施。[8]

参考资料 29

  1. 参考 1
  2. 三甲胺 — 国际化学品安全卡
  3. Trimethylamine — pubchem
  4. 参考 4
  5. 参考 5
  6. 参考 6
  7. 参考 7
  8. 参考 8
  9. 甲胺 — 中国大百科全书
  10. 参考 10
  11. 参考 11
  12. Trimethylamine — Acs
  13. 甲胺 — 中国大百科全书
  14. 参考 14
  15. 参考 15
  16. 参考 16
  17. 参考 17
  18. 参考 18
  19. 参考 19
  20. 参考 20
  21. 参考 21
  22. 参考 22
  23. 参考 23
  24. 参考 24
  25. 参考 25
  26. 参考 26
  27. 参考 27
  28. 参考 28
  29. 参考 29
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