己酸

六个碳的直链羧酸

己酸

己酸(英文名:Hexanoic acid),别名正己酸、羊油酸等,[1][2]是6个碳的直链羧酸,为脂肪酸之一。[6]己酸的分子式为CH3(CH2)4COOH,摩尔质量为116.16g/mol,熔点-3.4℃,沸点205℃,密度为0.927g/cm³。[1]己酸为白色结晶固体或无色至浅黄色溶液,有难闻的气味,不溶于水或微溶于水,[3]可与酒精、大多数固定油、乙醚混溶。[7]己酸可用于生产人造香料、药品原料等化工产品,还可作为鞘翅目昆虫的引诱剂,且被美国环境保护署(EPA)归入“更安全化学品”的功能类别,属于其中的表面活性剂。[8]但吞食、吸入或经皮肤吸收己酸会造成危害,对黏膜、上呼吸道、眼睛和皮肤组织腐蚀性极强,吸入可能致死,接触后会出现多种不适症状。[9]其生产使用中可能释放到环境,在大气中以蒸气形式存在且会被羟基自由基降解,在土壤中迁移性高且主要以阴离子形式存在,易生物降解,在水中不易吸附于悬浮固体和沉积物,也不易挥发。[10]燃烧时会产生刺激性蒸气,属于可燃物质,受热易形成爆炸性混合物。[11]

己酸(英文名:Hexanoic acid),别名正己酸、羊油酸等,[2][3]是6个碳的直链羧酸,为脂肪酸之一。[7]己酸的分子式为CH3(CH2)4COOH,摩尔质量为116.16g/mol熔点-3.4℃,沸点205℃,密度为0.927g/cm³。[2]己酸为白色结晶固体或无色至浅黄色溶液,有难闻的气味,不溶于水或微溶于水,[4]可与酒精、大多数固定油、乙醚混溶。[8]

己酸可用于生产人造香料、药品原料等化工产品,还可作为鞘翅目昆虫的引诱剂,且被美国环境保护署(EPA)归入“更安全化学品”的功能类别,属于其中的表面活性剂。[9]但吞食、吸入或经皮肤吸收己酸会造成危害,对黏膜、上呼吸道、眼睛和皮肤组织腐蚀性极强,吸入可能致死,接触后会出现多种不适症状。[10]其生产使用中可能释放到环境,在大气中以蒸气形式存在且会被羟基自由基降解,在土壤中迁移性高且主要以阴离子形式存在,易生物降解,在水中不易吸附于悬浮固体和沉积物,也不易挥发。[11]燃烧时会产生刺激性蒸气,属于可燃物质,受热易形成爆炸性混合物[12]

物理性质

己酸的分子式为CH3(CH2)4COOH,摩尔质量为116.16g/mol熔点-3.4℃,沸点205℃,密度为0.927g/cm³。[2]己酸为白色结晶固体或无色至浅黄色溶液,有难闻的气味,不溶于水或微溶于水,[4]可与酒精、大多数固定油、乙醚混溶,1毫升己酸溶于250毫升水中。[8]

化学性质

己酸是一种羧酸,具备羧酸的通性。[10]

酸性与中和反应

若存在可接受氢离子的碱,羧酸会释放氢离子,可与所有碱(有机碱如胺类、无机碱)发生反应,这类反应称为“中和反应”,伴随大量热量释放,反应生成水和盐。[10]

溶解性与解离特性

含6个或更少碳原子的羧酸易溶或中度溶于水;含碳数超6的羧酸微溶于水。可溶于水的羧酸在水中会解离出氢离子,因此溶液pH值小于7.0。[10]

与金属的反应

水溶液中的羧酸以及液态或熔融态的羧酸可与活性金属反应,生成气态氢气和金属盐;固态羧酸参与反应时若保持固态,反应会很缓慢。[10]

腐蚀性

即使是“不溶”的羧酸,也可能吸收足够水分并溶解至一定程度,从而腐蚀或溶解铁、钢和铝制部件及容器。[10]

与氰化物的反应

己酸与其他酸类似,羧酸与氰化物盐反应会生成气态氰化氢;干燥的固态羧酸参与反应时速率更慢,不溶于水的羧酸与氰化物溶液反应也会释放气态氰化氢。[10]

与其他化合物的反应

1、己酸与重氮化合物、二硫代氨基甲酸盐异氰酸酯硫醇氮化物硫化物反应,产生易燃和/或有毒气体并释放热量。[10]

2、己酸与亚硫酸盐亚硝酸盐、硫代硫酸盐(生成H₂S和SO₃)、亚硫酸氢盐(生成SO₂)反应,产生易燃和/或有毒气体并释放热量。[10]

3、己酸与碳酸盐碳酸氢盐反应生成二氧化碳气体,同时释放热量。[10]

 氧化、还原与聚合特性

1、己酸可被强氧化剂氧化,被强还原剂还原,反应释放热量,产物多样。[10]

2、己酸可能引发聚合反应;通常会催化化学反应的速率[10]

物质结构

己酸的化学结构式如下:

己酸的化学结构式
己酸的化学结构式

应用领域

1、己酸用于制造人造香料用酯类、己基衍生物、橡胶化学品、清漆催干剂树脂和药品;也用于分析化学和昆虫引诱剂;用于制造香水;[9]

2、己酸作为鞘翅目昆虫的引诱剂,例如用于绿六月甲虫Cotinus nitida)的引诱;[9]

3、己酸制造人造香料用酯类和己基衍生物,尤其是己基苯酚、己基间苯二酚[9]

4、己酸应用于分析化学、香料、橡胶化学品、清漆催干剂、树脂和药品的制造;[9]

5、己酸是人体内源性代谢物,参与代谢反应、分解代谢反应或废物生成;[9]

6、己酸属于EPA更安全化学品功能使用类别中的表面活性剂[9]

合成过程

 1、仲辛醇氧化法:将仲辛醇滴入工业硝酸中,温度控制在50-55℃。用水洗涤,得粗已酸,先将粗已酸常压脱水,再减压蒸馏,继续脱去水分后,收取158℃(8.0kPa)馏分,即为已酸。原料消耗定额:仲辛醇(80%)1800kg/t、硝酸(97%)2500kg/t。

2、正己醇氧化法:正己醇经空气或氧气氧化生成正己酸[13]

3、己腈水解法:己腈水解生成己酸

4、正己醛氧化法:正己醛氧化生成正己酸。[13]

5、从椰子油月桂酸分馏精制而得。丁酸发酵液中的副产品,经精馏而得。由仲辛醇氧化而得。

6、己酸天然存在于樟脑、草莓、椰子油、香叶和羊奶等中,可以从椰子油中,用精密分馏的方法得到。工业上可以用硝酸氧化仲辛醇的方法制得。在50~55℃下在工业硝酸中滴入仲辛醇,将其升温至100℃保温反应2h。然后降温至50℃,用水洗涤得粗己酸。用无水氯化钙脱水干燥后减压蒸馏,收集158℃(8.0kPa)馏分,即为己酸。CH3(CH2)5CH(OH)CH3+HN03→CH3(CH2)4COOH也可以淀粉或糖为原料,经发酵制得己酸。[13]

7、用硝酸氧化仲辛醇,经洗涤、干燥、蒸馏即可。己酸天然存在于椰子油、草莓、羊奶、香叶、樟脑等,可以从椰子油中得到。[13]

精制方法:在6.67KPa的压力下,用理论塔板数为30的填充塔进行精馏。也可用分步结晶法精制。[13]

8、对正丁基丙二酸二乙酯进行碱性水解,然后在酸性介质下脱羧即得己酸。所得己酸用乙醚萃取,蒸出乙醚,再加入苯共沸蒸出水和苯,最后蒸出己酸。[13]

9、烟草:OR,49;BU,56;OR,26;FC,9,18;OR,18;BU,9,18;FC,BU,OR,40;从椰子油挥发性脂肪酸分馏得到。[13]

10、制法:

于反应瓶中加入2-辛醇50g(2),70%的硝酸150g,搅拌下加热使反应开始,反应剧烈放热,并有一氧化氮生成。保持反应温度在90~100℃的情况下,再交替将另外的2-辛醇210g和70%的硝酸分批加入,加完后继续90~100℃反应2h,冷却后分出油层,水洗。用10%的氢氧化钠水溶液至强碱性,分出亚硝酸酯。水层用硫酸调至酸性,无水硫酸钠干燥减压分馏,收集198~208℃的馏分,重新分馏,收集202~206℃的馏分得正己酸(1)115g左右,收率50%。[13]

11、制法

正丁基丙二酸二乙酯(4):于装有搅拌器、回流冷凝器(装一只氯化钙干燥管)、滴液漏斗的反应瓶中,加入无水乙醇2500mL,分批加入金属钠115g(5mol),搅拌下于60℃左右反应,待钠全部反应完后,滴加入丙二酸二乙酯(2)825g(5mol),加完后搅拌反应30min,滴加正溴丁烷(3)685g(5mol),反应放热约3h加完,而后继续回流反应2h。改成蒸馏装置,减压蒸出乙醇。冷后加入2L碎,充分搅拌使生成的溴化钠溶解,分出水层,油层减压蒸馏,收集140~145℃/5.33kPa的馏分,得正丁基丙二酸二乙酯(4)d4250.983,nD251.4250。易溶于乙醇乙醚、溶于丙酮乙酸乙酯,不溶于水。己酸(1):于装有搅拌器、回流冷凝器、滴液漏斗的反应瓶中,加入氢氧化钾200g,水200mL。搅拌下慢慢加入正丁基丙二酸二乙酯(4)200g(0.925mol),反应剧烈进行并回流。当全部的酯加完后,回流反应3h。冷却后分出上层有机层,水层用乙醚提取。合并有机层,无水硫酸钠干燥,蒸出乙醚后,继续蒸馏,收集200~206℃的馏分,得己酸(1)80g,收率75%。[13]

毒理

己酸在配方无刺激性、无致敏性,且符合安全评估的使用方式与浓度时,可用于化妆品。[14]

健康危害

吞食、吸入或经皮肤吸收均会造成危害。己酸对黏膜、上呼吸道、眼睛和皮肤组织具有极强的腐蚀性。吸入可能因喉、支气管痉挛、炎症、水肿,以及化学性肺炎和肺水肿导致死亡。接触后可能出现的症状包括烧灼感、咳嗽、喘息喉炎、呼吸困难、头痛、恶心和呕吐。[10]

环境危害

己酸用于制造人造香料用酯类、橡胶化学品、清漆催干剂树脂和药品的生产及使用过程中,可能通过各类废物流释放到环境中。己酸存在于乳脂和多种植物的精油中。[11]

1、大气环境行为:若释放到空气中,25℃时推算的蒸气压为0.0435毫米汞柱,表明己酸在周围大气中仅以蒸气形式存在。气相中的己酸会与光化学产生的羟基自由基发生反应而降解,其在空气中的反应半衰期估计为3天。[11]

2、土壤环境行为:若释放到土壤中,基于测得的Koc值(24至37),预计己酸具有极高的迁移性。己酸的pKa为4.88,这表明其在环境条件下主要以阴离子形式存在。由于阴离子不会挥发,从湿润土壤表面的挥发不会是重要的归趋过程;基于其推算的蒸气压,预计己酸也不会从干燥土壤表面挥发。在多种筛选试验中,己酸易被降解,这表明其会在环境中发生生物降解。[11]

3、水环境行为:若释放到水中,基于Koc数据,预计己酸不会吸附于悬浮固体和沉积物。由于阴离子不会挥发,挥发在水中不会是重要的归趋过程。羧酸通常对水环境中的水解作用具有抵抗力。估计的生物浓缩因子(BCF)为3,表明其在水生生物中的生物富集潜力较低。[11]

4、人体暴露途径:在生产或使用己酸的工作场所,职业人员可能通过吸入和皮肤接触己酸而暴露。监测数据表明,普通人群可能通过摄入食物和水、吸入环境空气(尤其是在汽车交通排放较高的区域)而暴露于己酸。[11]

火灾隐患

己酸燃烧时可能产生刺激性蒸气;其属于可燃物质,可燃烧但不易被点燃,受热时蒸气可能与空气形成爆炸性混合物,在室内、室外和下水道均存在爆炸危险,标注有“(P)”的物质受热或发生火灾时还可能发生爆炸性聚合;与金属接触的腐蚀性物质可能释放易燃氢气,容器受热时可能发生爆炸;泄漏物可能污染水道,且该物质可能以熔融状态运输。[12]

预防

1、防护服备好呼吸器、化学防护眼镜、橡胶靴和厚橡胶手套;[10]

2、对于液体,向所有方向隔离泄漏区域至少50米;[10]

3、对于固体,至少隔离25米。泄漏时,必要时在顺风方向扩大立即预防措施的距离;[10]

4、若罐车、铁路罐车或公路罐车发生火灾,需向所有方向隔离800米;同时考虑向所有方向进行初始疏散,距离为800米。[10]

急救

眼睛接触

首先检查受害者是否佩戴隐形眼镜,若有则取下。用清水或生理盐水冲洗受害者的眼睛20至30分钟,同时拨打医院或毒物控制中心电话。未经医生明确指示,切勿在受害者眼中涂抹任何药膏、油类或药物。即使没有出现红肿或刺激等症状,冲洗眼睛后也应立即将受害者送往医院。[10]

皮肤接触

立即用水冲洗受影响的皮肤,同时脱下并隔离所有受污染的衣物。用肥皂和水彻底轻柔地清洗所有受影响的皮肤区域。即使没有出现红肿或刺激等症状,也应立即拨打医院或毒物控制中心电话。清洗受影响区域后,立即将受害者送往医院治疗。[10]

吸入

立即离开污染区域,深呼吸新鲜空气。若出现喘息、咳嗽、呼吸困难或口腔、喉咙、胸部有灼烧感等症状,应致电医生并准备将受害者送往医院。进入未知环境的救援人员应配备适当的呼吸防护设备。尽可能使用自给式呼吸器(SCBA);若没有,应使用防护等级不低于防护服装建议的设备。[10]

食入

切勿催吐。腐蚀性化学品会破坏口腔、喉咙和食道的黏膜,此外,呕吐时还有很大风险被吸入受害者肺部,从而加重医疗问题。若受害者意识清醒且没有抽搐,可给予1至2杯水稀释化学品,然后立即拨打医院或毒物控制中心电话,并立即将受害者送往医院。若受害者抽搐或失去意识,切勿经口喂食任何东西,确保受害者气道畅通,将其侧卧,头部低于身体。切勿催吐,立即将受害者送往医院。[10]

安全标志

腐蚀性标志
腐蚀性标志
急性毒性标志
急性毒性标志

H311:皮肤接触有毒;[5]

H314:会造成严重皮肤灼伤及眼损伤;[5]

H318:会造成严重眼损伤;[5]

P260:切勿吸入粉尘、烟雾、气体、雾气、蒸气或喷雾;[6]

P262:切勿接触眼睛、皮肤或衣物;[6]

P264:处理后请彻底洗手;[6]

参考资料 14

  1. 结构 — pubchem
  2. 己酸 — pubchem
  3. 参考 3
  4. 化学和物理性质 — pubchem
  5. Safety-and-Hazards — pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  6. GHS分类(第11版,2025年)概要 — pubchem
  7. 参考 7
  8. 溶解度 — pubchem
  9. 用途分类 — pubchem
  10. CAPROIC ACID — noaa
  11. Hexanoic Acid | C6H12O2 | CID 8892 - PubChem — pubchem
  12. Hexanoic Acid | C6H12O2 | CID 8892 - PubChem — pubchem
  13. 己酸 Hexanoic acid — 物竞化学品数据库
  14. 毒性 — pubchem
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