异戊二烯 (C5H8) 是一种天然有机化合物，用于生产橡胶、塑料和其他材料。它在臭氧的形成和空气污染中起着至关重要的作用。
| 国际纯粹和应用化学联合会名称 | 2-甲基丁-1,3-二烯 |
| 分子式 | C₅H₈ |
| CAS 号 | 78-79-5 |
| 同义词 | 异戊二烯、2-甲基-1,3-丁二烯、β-异戊二烯 |
| 乙酰胆碱 | InChI=1S/C₅H₈/c1-4-5(2)3/h4H,1-2H3 |
异戊二烯的性质
异戊二烯分子式
异戊二烯的分子式为C₅H₈。它由五个碳原子和八个氢原子组成。异戊二烯的分子结构特征是第二个和第三个碳原子之间有双键的支链。
异戊二烯 摩尔质量
2-甲基-1,3-丁二烯的摩尔质量可以通过添加其构成元素的原子质量来计算。碳的摩尔质量为12.01 g/mol，而氢的摩尔质量为1.01 g/mol。因此，2-甲基-1,3-丁二烯的摩尔质量约为68.12 g/mol。
异戊二烯的沸点
异戊二烯的沸点约为 34°C (93°F)。这种相对较低的沸点使其具有挥发性，并且在室温下易于蒸发。
异戊二烯的熔点
2-甲基-1,3-丁二烯的熔点约为-145°C (-229°F)。在此温度下，2-甲基-1,3-丁二烯从固态转变为液态。
异戊二烯密度 g/mL
2-甲基-1,3-丁二烯的密度约为 0.69 g/mL。该值代表每单位体积2-甲基-1,3-丁二烯的质量，并受其分子量和结构排列的影响。
异戊二烯分子量
2-甲基-1,3-丁二烯的分子量是通过添加其组成原子的原子量来确定的。 2-甲基-1,3-丁二烯的分子式为C5H8，分子量约为68.12g/mol。
异戊二烯结构式
2-甲基-1,3-丁二烯的结构特征是具有五个碳原子的支链。它在第二个和第三个碳原子之间含有一个双键。这种结构赋予 2-甲基-1,3-丁二烯灵活性和反应性，使其成为合成各种化合物的关键元素。
异戊二烯的溶解度
异戊二烯难溶于水，但易溶于乙醇、丙酮等有机溶剂。其溶解度特性归因于其分子结构的非极性性质。
这些注释概述了 2-甲基-1,3-丁二烯的主要特性，包括其分子式、摩尔质量、沸点、熔点、密度、分子量、结构和溶解度。了解这些特性对于在各种工业应用中研究和使用 2-甲基-1,3-丁二烯至关重要。
| 外貌 | 无色液体 |
| 比重 | 0.68 – 0.70 克/毫升 |
| 颜色 | 无色 |
| 闻 | 甜、辣 |
| 摩尔质量 | 68.12 克/摩尔 |
| 密度 | 0.68 – 0.70 克/毫升 |
| 融合点 | -145°C (-229°F) |
| 沸点 | 34°C（93°F） |
| 闪点 | -40°C (-40°F) |
| 水中溶解度 | 溶解性差 |
| 溶解度 | 溶于有机溶剂 |
| 蒸汽压力 | 25°C 时为 290 毫米汞柱 |
| 蒸气密度 | 2.49（空气=1） |
| 酸度 | 〜40 |
| 酸碱度 | 中性的 |
异戊二烯的安全性和危险
异戊二烯或 2-甲基-1,3-丁二烯会带来一定的安全风险，需要加以考虑。它高度易燃，可形成爆炸性蒸气-空气混合物。因此，在明火或热源附近应小心处理。接触异戊二烯可能会刺激皮肤和眼睛。长期或反复接触可能会引起皮炎。吸入 2-甲基-1,3-丁二烯蒸气可能会引起呼吸道刺激、头晕和头痛。使用 2-甲基-1,3-丁二烯时，务必使用足够的通风和个人防护装备。如果吞咽，需要立即就医。建议将 2-甲基-1,3-丁二烯储存在阴凉、通风良好的区域，远离火源。
| 危险符号 | 易燃 (F)、刺激性 (Xi) |
| 安全说明 | 远离热源/火花/明火/热表面。避免吸入灰尘/烟雾/气体/烟雾/蒸汽/喷雾。戴防护手套/护目镜/面部防护罩。存放在通风良好的地方。 |
| 联合国识别号 | 联合国1214 |
| 海关编码 | 2902.41.00 |
| 危险等级 | 3 类（易燃液体） |
| 包装组别 | 通用电气二号 |
| 毒性 | 可能会刺激皮肤和眼睛。吞食有害。 |
异戊二烯合成方法
有多种方法可以合成2-甲基-1,3-丁二烯。一种常见的方法是在催化剂存在下热裂化石油基原料，例如石脑油或轻质气体。该过程产生多种化合物的混合物，包括 2-甲基-1,3-丁二烯，我们可以对其进行分离和纯化。
另一种方法是催化异戊烷或异丁烷脱氢。在受控条件下并在催化剂的帮助下，这些碳氢化合物发生脱氢反应，生成 2-甲基-1,3-丁二烯。
我们还可以通过生物途径从可再生资源中获得2-甲基-1,3-丁二烯。通过对细菌和酵母等微生物进行基因改造，我们使它们能够通过代谢途径生产 2-甲基-1,3-丁二烯。这种方法为传统合成方法提供了一种可持续且环保的替代方案。
此外，生物质热解是一种热化学过程，可以产生 2-甲基-1,3-丁二烯以及其他有价值的化学品。在没有氧气的情况下将生物质材料置于高温下会分解生物质中的复杂有机化合物，释放出 2-甲基-1,3-丁二烯作为所得产物之一。
总体而言，2-甲基-1,3-丁二烯的合成包括一系列方法，包括热裂化、催化脱氢、生物途径和生物质热解。这些不同的方法有助于将 2-甲基-1,3-丁二烯用于各种工业应用，同时考虑到环境和可持续方面。
异戊二烯的用途
异戊二烯由于其独特的性质和反应活性，在各个行业中发挥着至关重要的作用。它在以下领域有大量应用：
- 橡胶生产：制造商使用2-甲基-1,3-丁二烯作为生产合成橡胶的重要单体，包括聚2-甲基-1,3-丁二烯和苯乙烯-丁二烯橡胶（SBR）。他们用这些橡胶来制造轮胎、传送带、管道和各种模压橡胶制品。
- 聚合物生产：异戊二烯是生产各种聚合物树脂和弹性体的基本元素。工业用它来合成热塑性弹性体、粘合剂、涂料和密封剂。
- 化学中间体：异戊二烯作为化学中间体在多种化学品的生产中具有多种用途。它有助于药物、香料、香料、抗氧化剂和其他特种化学品的合成。
- 臭氧形成：异戊二烯通过与氮氧化物 (NOx) 和阳光反应形成臭氧，对大气化学做出重大贡献。这个过程会影响空气质量并导致烟雾的形成。
- 燃料添加剂：工业上使用2-甲基-1,3-丁二烯作为燃料添加剂，以提高汽油的燃烧效率和性能特征。它可以提高辛烷值并减少发动机爆震。
- 研究与开发：异戊二烯在研究与开发研究中发挥着重要作用，特别是在化学、材料科学和环境科学领域。研究人员广泛将其作为研究新反应、开发创新材料和研究大气化学的宝贵工具。
2-甲基-1,3-丁二烯的多样化应用凸显了其在从橡胶制造到化学合成等多个行业中的重要性，同时在环境和科学研究中也发挥着重要作用。
问题：
问：什么是异戊二烯规则？
答：2-甲基-1,3-丁二烯规则规定，许多天然化合物可以衍生自2-甲基-1,3-丁二烯，2-甲基-1,3-丁二烯由五个碳原子组成，具有支链结构。
问：α-芳基中有多少个异戊二烯单元？
答：α-依兰基含有三个 2-甲基-1,3-丁二烯单元，因为它具有源自 2-甲基-1,3-丁二烯的三个结构单元的 15 个碳原子的直链。
问：合成胆固醇分子需要多少个异戊二烯单元？
答：胆固醇分子的合成需要18个2-甲基-1,3-丁二烯单元，这些单元通过一系列酶促反应结合和修饰。
问：胆固醇中有多少单位的异戊二烯？
答：胆固醇含有四个稠环，由 30 个 2-甲基-1,3-丁二烯单元组成。
问：如何识别异戊二烯单元？
答：2-甲基-1,3-丁二烯单元可以通过其特征结构来识别，该结构由五个碳原子的支链组成，第二个和第三个碳原子之间有一个双键。
问：异戊二烯上的薄荷基的位置是什么？
答：薄荷基通常位于2-甲基-1,3-丁二烯单元的第四个碳原子上。
问：4碳环是由异戊二烯组成的吗？
答：不，4-碳环不是2-甲基-1,3-丁二烯。 2-甲基-1,3-丁二烯是指具有支链结构和双键的特定五碳单元。
问：角鲨烯中有多少个异戊二烯单元？
答：角鲨烯是一种三萜烯，由六个 2-甲基-1,3-丁二烯单元组成，形成一个包含 30 个碳原子的分子。