糠醛性質(zhì)、用途與生產(chǎn)工藝
糠醛是植物纖維原料中的戊聚糖經(jīng)水解和脫水生成的無(wú)色透明的油狀液體，又稱呋喃甲醛，有特殊香味，在光照、受熱、空氣氧化及無(wú)機(jī)酸作用下顏色很快變?yōu)辄S褐色，最終成黑褐色，也容易發(fā)生聚合而呈樹(shù)脂狀。貯存時(shí)應(yīng)避光、除氧、密封?？啡┡c水部分互溶，也溶于酒精、乙醚、醋酸等溶劑。溶解芳烴、烯烴、極性物質(zhì)和某些高分子化合物的能力大，溶解脂肪烴等飽和物質(zhì)和高級(jí)脂肪酸等的能力小。通過(guò)氧化、氫化、硝化、氧化、脫羰、縮合等反應(yīng)可生成多種衍生物。
與苯甲醛的性質(zhì)極相似，可發(fā)生安息香反應(yīng)、普爾金反應(yīng)和康尼查羅反應(yīng)?？啡┡c苯胺冰醋酸溶液反應(yīng)呈鮮紅色，后者常被用作糠醛的定性反應(yīng)劑。定量分析以醛基和呋喃環(huán)兩種性質(zhì)為基礎(chǔ)，除色譜法外，尚有容量法（鹽酸羥胺法、四溴化法等）和重量法（間苯三酚法、巴比妥酸法等）進(jìn)行成品分析，中國(guó)成品分析時(shí)采用鹽酸羥胺法。
糠醛是精制石油時(shí)常用的溶劑，是合成樹(shù)脂、電絕緣材料、尼龍、涂料等的重要原料，還是制取藥物和多種有機(jī)合成的原料和試劑。主要用作生產(chǎn)呋喃衍生物(如糠醇、四氫糠醇、甲基呋喃、脫羰制呋喃、氧化制糠酸、硝基呋喃類藥物等)的原料，也用作分離飽和脂肪族化合物（如石油系潤(rùn)滑油、汽油、煤油和植物油 ）中不飽和化合物的選擇性溶劑，松香的脫色劑和樹(shù)脂生產(chǎn)的溶劑，以及從C4餾份中分離丁二烯等的萃取蒸餾溶劑。用糠醛和糠醇制造的樹(shù)脂（如糠醇樹(shù)脂、糠酮 樹(shù)脂等）統(tǒng)稱呋喃樹(shù)脂，主要作鑄造用樹(shù)脂、砂輪膠粘劑和防腐蝕涂料等。(ChemicalBook Maggie 編輯整理)
1832年德別雷納(J.W.Doberei-ner)報(bào)道了在蔗糖加二氧化錳和硫酸作用制備甲酸時(shí)，從混濁的餾出液中分離出黃色的油狀物質(zhì)。由于數(shù)量太少，未能鑒定和命名。
1840年斯滕豪斯(J.Stenhouse)用玉米芯、燕麥殼取得同樣的產(chǎn)物，并進(jìn)行了化學(xué)組成的研究，確定了分子式，從而推斷出用任何植物原料都可以獲得糠醛及其有關(guān)
產(chǎn)物。但其名稱是由1845年福恩斯(G.Fownes)先命名為糠油，后發(fā)現(xiàn)其具有醛的性質(zhì)，而改成糠醛。直到1922年美國(guó)桂格燕麥公司(The Quaker Oats Co.)首先宣布
糠醛的工業(yè)化生產(chǎn)。1988年美國(guó)年產(chǎn)量約6萬(wàn)噸，占世界第一位。主要生產(chǎn)國(guó)還有多米尼加、中國(guó)、蘇聯(lián)、法國(guó)、南非聯(lián)邦等國(guó)家，世界年產(chǎn)量約30萬(wàn)噸。中國(guó)自
1943年起生產(chǎn)糠醛，至1989年產(chǎn)量超過(guò)4萬(wàn)噸，是世界主要出口國(guó)家之一。
糠醛是用富含戊聚糖的植物原料生產(chǎn)的。常用的有玉米芯、燕麥殼、棉籽殼、甘蔗渣、稻殼等，以玉米芯為最好。它們的平均理論糠醛含量(%)為：玉米芯23.4，燕麥殼22.3，棉籽殼18.6，甘蔗渣17.4，稻殼11.4。戊聚糖轉(zhuǎn)變成糠醛的反應(yīng)過(guò)程分兩步進(jìn)行：若上述兩個(gè)反應(yīng)是在同一設(shè)備中同時(shí)進(jìn)行的，稱直接法(或一步法);依次分別在兩個(gè)設(shè)備中進(jìn)行的，稱為間接法(或兩步法)。常用的直接法，具有設(shè)備簡(jiǎn)單、得率高、成本低、生產(chǎn)能力大等優(yōu)點(diǎn)，但原料中各組分的綜合利用差些，因此間接法仍在研究改進(jìn)中。
反應(yīng)過(guò)程中糠醛會(huì)進(jìn)一步分解成甲酸和腐殖質(zhì)。糠醛得率的高低取決于糠醛的生成和糠醛的分解兩個(gè)反應(yīng)。影響糠醛得率的因素除了原料特征以外，還有催化劑的種類和濃度、固液比、溫度、蒸汽用量及蒸汽在料層中的流動(dòng)狀態(tài)等。各國(guó)根據(jù)原料的特征、催化劑的種類等條件，采用不同的反應(yīng)設(shè)備、水解工藝和加工方法。如美國(guó)桂格燕麥公司法(包括間歇和連續(xù)兩種)、法國(guó)農(nóng)業(yè)呋喃法等。
中國(guó)采用立式間歇式水解鍋稀硫酸水解工藝：原料與稀硫酸(4～10％) 按液比0.3～0.5混合后裝入水解鍋中,用直接蒸氣加熱,并將生成的糠醛帶出水解鍋。含糠醛3～6％的蒸氣冷凝(回收熱能產(chǎn)生二次蒸氣)后，送到初餾塔蒸餾，該塔塔頂冷凝液中含糠醛30％左右，冷卻到50℃左右分層。上層送低沸點(diǎn)物蒸餾塔，除去低沸點(diǎn)物后返回初餾塔回收糠醛；下層粗糠醛送脫水塔和精制塔加工，分別除去水分等低沸點(diǎn)物和甲基糠醛等高沸點(diǎn)物。若粗糠醛中有機(jī)酸含量多時(shí)，可用中和法或水洗法處理。連續(xù)水解制糠醛工藝已應(yīng)用工業(yè)化生產(chǎn)?？啡┥a(chǎn)過(guò)程中生成的甲醇和醋酸等副產(chǎn)物，需要時(shí)可以回收。水解殘?jiān)w維木質(zhì)素大部分用作燃料，少量用作農(nóng)藥緩釋劑、膠粘劑的增量劑和土壤改良劑等。
按醛測(cè)定法(OT-6)分析。所取試樣量為1.5g。計(jì)算中的當(dāng)量因子(e)取48.05。
或按GT-10-4中氣相色譜法用非極性柱測(cè)定。
LD
50 65mg/kg(大鼠，經(jīng)口)。
ADI尚未規(guī)定(FAO/WHO，1994)。
FEMA(mg/kg)：軟飲料4.0；冷飲13；糖果12；焙烤食品17；布丁類0.80；膠姆糖45；酒類10；糖漿30。
添加劑中文名稱
允許使用該種添加劑的食品中文名稱
添加劑功能
最大允許使用量（g/kg）
最大允許殘留量（g/kg）
糠醛
食品
食品用香料
用于配制香精的各香料成分不得超過(guò)在GB 2760中的最大允許使用量和最大允許殘留量
化學(xué)性質(zhì)
無(wú)色透明油狀液體，有類似苯甲醛的特殊氣味。暴露在光和空氣中顏色很快變?yōu)榧t棕色。易與蒸氣一同揮發(fā)。 微溶于水，易溶于乙醇、乙醚、丙酮、氯仿、苯。
用途
主要用作工業(yè)溶劑，用于制取糠醇、糠酸、四氫呋喃、γ-戊內(nèi)酯、吡咯、四氫吡咯等
用途
用作分析試劑
用途
用作有機(jī)合成的原料，也用于合成樹(shù)脂、清漆、農(nóng)藥、醫(yī)藥、橡膠和涂料等
用途
用于鞣制面革。宜存放于陰涼、通風(fēng)的庫(kù)房，避光保存，防止日光曝曬，遠(yuǎn)離火源。
用途
糠醛是制備許多藥物和工業(yè)產(chǎn)品的原料，呋喃經(jīng)電解還原，還可制成丁二醛，為生產(chǎn)藥物阿托品的原料。糠醛的一些衍生物具有很強(qiáng)的殺菌能力，抑菌譜相當(dāng)寬廣。例如糠醛經(jīng)由5-硝基糠醛，再與鹽酸氨基脲縮合得到呋喃西林，是一種消毒防腐藥?？啡┦沁秽┧幔钒贩炊∠┒?，已二酸，糠醇等中間體的原料，廣泛用于合成醫(yī)藥，農(nóng)藥，獸藥，染料，香料，橡膠助劑，防腐劑等精細(xì)化學(xué)品。消費(fèi)糠醛最多的領(lǐng)域是作為溶劑和合成樹(shù)脂的原料。在用于合成樹(shù)脂方面，可生產(chǎn)呋喃樹(shù)脂，糠醛樹(shù)脂和糠酮樹(shù)脂等。呋喃樹(shù)脂亦叫糠醇樹(shù)脂，糠醛在高壓下加氫生成糠醇，將糠醇聚合而得糠醇樹(shù)脂。這種樹(shù)脂具有很強(qiáng)的耐堿性，很高的耐熱性和耐水性，可用作填縫樹(shù)脂水泥，防腐襯里，粘結(jié)劑?？啡┳鳛槿軇?，可有選擇性地從石油，植物油中萃取其中的不飽和組分。用糠醛萃取潤(rùn)滑油和柴油中的芳香組分。提高這些產(chǎn)品質(zhì)量。在合成橡膠生產(chǎn)中，用糠醛抽提純化丁二烯和異戊二烯?？啡┠艽碳てつw和粘膜，空氣中最高允許濃度為為5ppm。大鼠口服LD50為127mg/kg。
用途
GB 2760—96規(guī)定為允許使用的食品用香料；萃取溶劑。主要用于配制各種熱加工型香精，如面包、奶油硬糖、咖啡等香精。
用途
糠醛是一種重要的有機(jī)化工原料，可用其制取順丁烯二酸酐、乙二酸、糠醇、四氫呋喃，還可用其合成糠醛樹(shù)脂、呋喃樹(shù)脂、橡膠硫化促進(jìn)劑、橡塑防老劑、防腐劑等。主要用在醫(yī)藥、農(nóng)藥、獸藥以及食品行業(yè)。
用途
檢定鈷，測(cè)定硫酸鹽。測(cè)定芳香族胺、丙酮、生物堿、植物油和膽 醇的試劑。測(cè)定戊糖和多戊糖做標(biāo)準(zhǔn)。合成樹(shù)脂，精制有機(jī)物，硝化纖維溶劑，二氯乙烷萃取劑。
生產(chǎn)方法
由富含戊聚糖的農(nóng)產(chǎn)品廢料，如玉米芯、棉籽殼、稻糠和甜菜渣等用稀酸水解、脫水并蒸餾而得。
生產(chǎn)方法
糠醛最初從礱糠中得到，農(nóng)副產(chǎn)品中多含多縮戊糖經(jīng)水解脫水即生成糠醛。許多農(nóng)作物的莖，皮，仔殼都含有多縮戊糖，因此都能用作制造糠醛的原料。生產(chǎn)時(shí)，將玉米芯，棉子殼或甘蔗渣等原料用硫酸和水蒸氣處理，然后經(jīng)水蒸氣蒸餾，分層，減壓蒸餾，即可得純度達(dá)99%的產(chǎn)品?？啡┑氖针x與原料，酸的種類和濃度及其他條件有關(guān)，通常與理論收率相差較大。工業(yè)上制造糠醛主要有兩種方法。加壓法適合大規(guī)模生產(chǎn)，將原料與稀硫酸在加壓下蒸煮，用高壓或過(guò)熱蒸汽帶出反應(yīng)產(chǎn)物，經(jīng)分餾后得糖醛成品；常壓法是將原料與食鹽等無(wú)機(jī)鹽及及稀硫酸共煮并同時(shí)蒸出糠醛。
生產(chǎn)方法
將100kg玉米芯粉碎成0.5～1cm
2的小塊，加入25kg 90%的硫酸和125kg食鹽與水配成水解液，使水解液的體積為玉米芯的2.5倍。玉米芯與水解液攪勻后，加熱至沸，即開(kāi)始餾出糠醛的稀溶液，冷凝收集于分離器中。靜置1～2h分出水相得粗糠醛。用水蒸氣蒸餾法精制，得純品。
類別
有毒物品
毒性分級(jí)
高毒
急性毒性
口服- 大鼠 LD50: 65 毫克/ 公斤; 口服- 小鼠 LD50: 400 毫克/ 公斤
刺激數(shù)據(jù)
皮膚- 兔子 20 毫克/ 24小時(shí) 中度; 眼- 兔子 100 毫克/ 24小時(shí) 中度
爆炸物危險(xiǎn)特性
與空氣混合可爆
可燃性危險(xiǎn)特性
明火可燃; 高熱放出刺激氣體
儲(chǔ)運(yùn)特性
庫(kù)房通風(fēng)低溫干燥; 與氧化劑、酸類、堿類、食品添加劑分開(kāi)存放
滅火劑
霧狀水, 干粉, 泡沫, 二氧化碳
職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
TLV-TWA 2 PPM (8 毫克/ 立方米); TWA 5 PPM (20毫克/ 立方米)
糠醛
上下游產(chǎn)品信息
上游原料
下游產(chǎn)品