二氯甲烷（无色液态有机化合物）

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更新时间：2023-05-19

二氯甲烷

无色液态有机化合物
二氯甲烷结构式
二氯甲烷（Dichloromethane），简称DCM，化学式为CH₂Cl₂，是一种无色液态有机化合物。常温下，二氯甲烷是无色透明、易挥发的液体，具有类似醚的气味和甜味。二氯甲烷分子量为84.94，沸点39.75 ℃（760 mm Hg），熔点-95 ℃，其性质相比于其他有机物较为稳定，不易爆炸，但与高浓度氧混合后会形成爆炸性混合物。二氯甲烷在水中的溶解度很小，能以任何比例与其它氯代溶剂、乙醚和乙醇完全互溶。
基本信息
中文名
二氯甲烷
英文名
dichloromethane
别名
二氯代烃
拼音
èr lǜ jiǎ wán
CAS编号
75-09-2
性质
化学式
CH₂Cl₂
结构式
摩尔质量
84.93 g/mol
外观
无色液体
气味
刺激性芳香味
密度
1.322 g/cm³ （20 ℃）
熔点
-95 ℃
沸点
39.75 °C（760 mm Hg）
溶解性
微溶于水；
易溶于乙醚和乙醇；
log P
1.25
表面张力
28.20 dyne/cm，25 ℃
黏度
0.437 mPa·s，20 ℃
蒸气压
435.0 mmHg，25 ℃
危险性
警示术语
S7:保存在密闭容器中。
S16：远离火源，禁止吸烟。
S23：不要吸入气体/烟雾/蒸汽/喷雾。
S24/25：避免皮肤和眼睛接触。
S36/37：穿戴适当的防护服和手套。
S45：发生事故时或感觉不适时，立即求医（可能时出示标签）。
安全术语
R40：有可能有不可逆风险
NFPA 704
健康危害等级：2（可能导致暂时失去行为能力或可能造成持续性伤害）
可燃等级：1（点火前必须预热）
稳定性等级：0（稳定）
爆炸极限
13 %~22 %（V）
自燃温度
605 ℃
二氯甲烷主要通过氯甲烷氯化法制备，常作为重要的化工有机合成原料和优良的有机溶剂，被广泛应用于医药、金属脱脂、气雾喷射、聚氨酷发泡及感光材料制造等领域。二氯甲烷能通过呼吸道、胃肠道和皮肤等途径进入人体，遇热和潮湿可分解出盐酸、二氧化碳、一氧化碳和剧毒的光气，从而促进细胞癌变、引起免疫抑制反应和组织细胞的病理变化，对人体造成危害。

发现历史

1831年由美国化学家塞缪尔·古思里（Samuel Guthrie）率先发现氯仿（CHCl₃）。德国化学家雷尼奥（Rengenlt）于1840年在日光照射的条件下，通过氯化氯甲烷（CH₃Cl）首先制得二氯甲烷。1868年德国化学家伯金（Berkin）发现三氯甲烷（CHCl₃）经锌粉末与盐酸还原后，也可获得二氯甲烷。甲烷氯化产物开始有实验室走向了工业化生产。1941年，美国道化工公司在二氯甲烷的大规模工业化生产中取得了成功。在20世纪80年代后期，二氯甲烷的产量和产能达到了最高点。

化学结构

在甲烷中，由氯取代的两个氢原子，即氯代烃。它的功能基团是氯原子。根据二氯甲烷的种类，可以将其划分为伯氯烃。二氯甲烷分子结构为两个氢离子和两个氯离子连接在中心碳原子上，是四面体结构，没有其他异构体。结构稳定，具有甲烷和卤代烃的部分性质。
在二氯甲烷分子中，碳原子是sp³杂化，它利用一个sp³杂化轨道与氯原子的一个轨道在两个原子核连线之间相互交盖，形成一个C-Cl α键。由于氯原子的电负性比碳原子大，C-Cl键又是极性的共价键，因此很容易发生断裂，从而可以进行多种反应，从而转化为其他有机物。
二氯甲烷球棍模型

理化性质

物理性质

二氯甲烷是一种无色、透明、易挥发液体，具有类似氯仿的香甜气味。二氯甲烷分子量为84.94，沸点39.75 ℃（760 mm Hg），熔点-95 ℃，爆炸极限13 %~22 %，在水中溶解度很小，能快速溶于很多酚、醛、酮、冰醋酸、乙酰乙酸乙酯和环己胺中，能以任何比例与其它氯代溶剂、乙醚和乙醇完全互溶，二氯甲烷还能与水及一些有机溶剂能形成二元共沸混合物。

化学性质

水解反应

二氯甲烷可以在氢氧化钠（钾）水溶液中反应生成甲醛，例如二氯甲烷在氢氧化钠水溶液中反应方程式如下：

卤化反应

二氯甲烷在一定条件下可以发生卤化反应，生成相应的多卤甲烷。例如二氯甲烷在相应条件下与卤素单质反应如下：

与苯反应

二氯甲烷可以与苯在三氯化铝存在下发生反应，生成二苯甲烷(Friedei-Crafts反应)。其反应方程式如下：

与无机氟化物反应

二氯甲烷可以与无机氟化物或氢氟酸反应，反应中二氯甲烷中的氯原子可以被氟取代。二氯甲烷与部分无机氟化物反应方程式如下：

二氯甲烷互换反应

当二氯甲烷与碘化钠在丙酮溶液中共热时，二氯甲烷分子中的氯可以被碘取代。其反应方程式如下：

其他反应

二氯甲烷能与水在高温下反应，经过长时间的加热，能够生成甲醛和盐酸。其反应方程式如下：
二氯甲烷可以被生物膜和活性污泥矿化，从而使二氯甲烷降解，其降解的机理是在谷胱甘肽二氯甲烷脱卤酶作用下产生CH₃OH和HCl。发生反应如下：
在二氯甲烷分子中，由于氯原子的吸引作用，氢原子相对活跃，容易与强碱发生反应生成醇，还会发生副反应生成氯化氢。此外，二氯甲烷能与多种过渡金属会反应，所以不能用作过渡金属的催化作用。

制备方法

甲醇氯化法

甲醇氯化法制二氯甲烷是以甲醇为原料，将甲醇气化后与氯化氢在气相下混合，在催化剂存在下发生氯化反应制得一氯甲烷，得到的一氯甲烷通过水洗、碱洗和硫酸干燥、压缩、冷凝等处理后，再与氯气发生氯化反应，经后处理、精制得到二氯甲烷。其反应式如下：
其工艺流程如图所示：

甲烷热氯化法

甲烷热氯化法是以甲烷为原料，首先甲烷与氯气于380～400 ℃下发生热氯化反应制得得―氯甲烷，将得到的一氯甲烷再与氯气反应，最后经分离、纯化得二氯甲烷。其反应式如下：

应用领域

溶剂

二氯甲烷具有溶解能力强、低沸点等特性，主要作为溶剂广泛使用。例如，二氯甲烷在电子工业中用作集成电路用清洗去油剂，金属清洁剂和金属表面油漆层的清洗脱膜剂等；在制药工业中可作反应介质，用于制备氨苄青霉素、羟苄青霉素和先锋霉素等。
二氯甲烷可作为萃取剂用于热不稳定性物质的萃取以及从羊毛提取羊脂和从椰子中提取食用油的萃取；也可以在制造安全电影胶片、聚碳酸酯、纤维素酯的生产中作为加工溶剂。
二氯甲烷作为溶剂的其他用途包括：涂料溶剂、金属脱脂剂、气烟雾喷射剂、聚氨酯发泡剂、石油脱蜡溶剂、气溶胶推进剂和脱漆剂等，其中以二氯甲烷为主要溶剂的脱漆剂具有脱漆性好，见效快，不易燃和毒性低等优点。

有机合成原料

二氯甲烷还可用来生产溴氯甲烷，这是一种理想的灭火剂，在灭火速度上比四氯化碳快，而且没有毒性，沸点也很高，便于储存。

安全事宜

毒性

二氯甲烷具有麻醉作用，是一种潜在的致癌物质，主要损害中枢神经和呼吸系统。人类接触主要途径是通过呼吸道吸入，饮用水中也可能受到工业二氯甲烷或由于氯消毒产生二氯甲烷而引起的污染。大量吸入二氯甲烷会引起急性中毒，造成肺水肿、听力丧失、中枢神经系统抑制、肝功能紊乱、肾功能紊乱、心脏应激等影响，其毒性数据如下：人经口摄入20~50 ml二氯甲烷会导致轻度中毒，摄入100~150 ml会致死；人吸入2.9~4.0 g/cm³二氯甲烷会产生头痛、鼻腔疼痛、呕吐等反应，20分钟后会有眩晕症状。二氯甲烷慢性中毒时会出现眼花、食欲不振、疲倦、红血球减少、造血功能受损等症状。长期接触较高浓度的二氯甲烷将最终导致神经衰弱综合症。

环境相关

二氯甲烷能够造成大气污染，是一种挥发性有机物（VOCs）。居室的装修以及一些工作场所使用含二氮中烷的试剂所产生的大量挥发是二氯甲烷的主要污染来源之一。释放到大气中的二氯甲烷，其光解速率很快，很少在大气中蓄积，其初始降解产物为光气和一氧化碳，进而再转变成二氧化碳和盐酸。二氯甲烷的燃烧（分解）产物有一氧化碳、二氧化碳、氯化氢、光气（碳酰氯，化学式为COCl₂）。此外，二氯甲烷能抑制水生生物的生长，诱发动物癌症，并经饮水和食物消化道吸收进入人体，对人类健康是一种潜在威胁。如二氯甲烷对海洋微藻的生长有一定的抑制作用，在一定程度上降低了藻类饵料的利用价值，并对食物链下游生物具有潜在的危害性。

防治措施

需做好人体防护，包括：工程操作中保持密闭操作，局部排风；空气中浓度超标时，应该佩戴防毒面具；紧急事态抢救或逃生时，佩戴自给式呼吸器，避免直接接触，切记不要把气味作为接触过度的警报；穿防毒物渗透工作服，必要时佩戴防化学品手套和化学安全防护眼镜；当使用二氯甲烷时不要吃东西、饮水或抽烟；食入后要马上洗漱口腔；工作现场禁止吸烟、进食和饮水；工作后，淋浴更衣，单独存放被毒物污染的衣服，洗后再用；注意个人清洁卫生。
当发生紧急泄露时，应迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，污染区进行隔离，严格限制出入，并切断火源。小量泄漏可用砂土或其他不燃材料吸附或吸收。大量泄漏应构筑围堤或控坑收容；用泡沫覆盖，降低蒸气灾害；用泵转移至槽车或专用收集器内，回收或运至废物处理场所处置。
此外水体中的二氯甲烷可通过吸附剂吸附、生物降解、光的催化和降解、臭氧氧化、过硫酸盐氧化和渗透蒸发等技术进行处理。

健康危害

二氯甲烷属低毒性，有麻醉作用，可引起呼吸和循环中枢麻痹，可引起肺水肿，进入人体遇热和潮湿可分解出盐酸、二氧化碳、一氧化碳和剧毒的光气，加重对人的危害。二氯甲烷溅入人眼后，可出现双眼刺痛、畏光、溢泪、视物模糊、眼睑轻度红肿、结膜充血和角膜雾状浑浊等症状和体征。生产中缺乏有效防护措施或泄漏可经呼吸道、皮肤黏膜和消化道进入机体导致急慢性中毒。人体中毒后主要损害神经系统，轻症为恶心、呕吐和头痛，严重者可导致肺水肿，心律不齐。呼吸停止，中枢神经系统受到抑制。严重脑水肿者出现癫痫抽搐、躁狂、昏迷、肝肾功能损害。
二氯甲烷急性中毒时，病人出现眩晕、头痛、呕吐、眼及上呼吸道黏膜刺激症状和中枢神经系统症状，重者引起支气管炎和肺水肿，出现神志昏迷等麻醉症状。此外，二氯甲烷还会在肝内转化为一氧化碳并引起一氧化碳中毒。
长期接触二氯甲烷会产生慢性影响，主要包括头痛、乏力、眩晕、食欲消失、动作迟钝、嗜睡等症状。二氯甲烷可导致皮肤损害，出现皮肤脱脂、干燥、脱屑和皱裂等。长期接触较高浓度的二氯中烷对人健康的不良作用，主要表现神经衰弱综合征。
此外，二氯甲烷对动物的实验中还展示出具有致突变性、生殖毒性、免疫毒性和致癌性。国际癌症研究中心(IARC)对二氯甲烷的致癌性评论结果是：动物阳性，人类不明确。

急救措施

二氯甲烷会刺激皮肤和眼睛，长时间接触可能会导致化学灼伤。皮肤接触时，应及时脱去污染的衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤；眼睛接触时，应提起眼睑并及时用流动清水或生理盐水冲洗；不慎吸入时，应迅速撤离现场至空气新鲜处，同时保持呼吸道通畅，如呼吸困难，给输氧，如呼吸停止，需立即进行人工呼吸；不慎食入时，可以饮足量温水，催吐。进行以上处理后，立即就医诊治。

消防措施

二氯甲烷本身不易燃烧，但与空气或高浓度氧混合后会形成爆炸性混合物。有害燃烧产物包括：一氧化碳、二氧化碳、氯化氢、光气等。发生火灾时，可使用雾状水、砂土以及泡沫、二氧化碳和干粉灭火器进行灭火。灭火注意事项及措施：消防人员需佩戴防毒面具、穿全身消防服，在上风向灭火；尽可能将容器从火场转移至空旷处；喷水保持火场容器冷却，直至灭火结束；处在火场中的容器若已变色或从安全泄压装置中产生声音，必须马上撤离。

储运安全

二氯甲烷应储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。藏库温度不超过30 ℃，相对湿度不超过80 %。保持容器密封。应与碱金属、食用化学品分开存放，切忌混储。配备相应品种和数量的消防器材。储存区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。
二氯甲烷在运输前应先检查包装容器是否完整、密封，运输过程中要确保容器不能泄漏、不倒塌、不能坠落、不损坏。严禁与酸类、氧化剂、食品及食品添加剂混运。运输时运输车辆应配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。运输途中应防暴晒、雨淋，防高温。公路运输时要按规定路线行驶。

法规限制

美国消防协会法规：H2（健康危险性）；F1（火灾危险性）；R0（反应危险性）
职业接触限值:阈限值：50ppm（时间加权平均值）；A3（确认动物致癌物，但未知与人类相关性）；经皮；公布生物暴露指数（美国政府工业卫生学家会议，2014年）。最高容许浓度：180mg/m3，50ppm；最高限值类别：II(2)；皮肤吸收（H）；致癌物类别：5；妊娠风险等级：B（德国，2014年）。欧盟职业接触限值：353mg/m3，100ppm（时间加权平均值）；706mg/m3，200ppm（短期接触限值）；(经皮)。