3-metil-1-butanetioles un compuesto orgánico con la fórmula química C5H12S, CAS 541-31-1, y un peso molecular relativo de 104.21. Es un tiol, un alcohol con átomos de azufre conectados a la cadena de carbono, también conocido como isopentanol. Es un líquido incoloro a amarillo claro. Tiene un olor picante especial, similar al olor de ajo o cebollas. Este compuesto suele ser inflamable. La solubilidad en el agua es baja, pero puede disolverse en muchos solventes orgánicos. Es soluble en solventes orgánicos como etanol, éter y benceno. Tiene un fuerte olor picante, similar al olor de ajo o cebollas. Su sensibilidad al olor es alta y puede percibirse incluso a concentraciones extremadamente bajas. Se usa ampliamente como aditivo en la industria de alimentos y especias, dando a los productos un sabor y aroma únicos. Además, también se usa como reactivo de síntesis orgánica y un intermedio farmacéutico.
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C.F |
C5H12S |
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E.M |
104 |
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M.W |
104 |
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m/z |
104 (100.0%), 105 (5.4%), 106 (4.5%) |
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E.A |
C, 57.63; H, 11.61; S, 30.76 |
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3 metil-1-butanetiol es un compuesto orgánico que contiene grupos de tiol, que tiene propiedades especiales y propiedades de reacción y se usa ampliamente en campos como síntesis orgánica, industria química y agricultura. Los siguientes son varios usos principales de3-metil-1-butanetiol:
1. Especias sintéticas:
Se puede usar 3 metil-1-butanetiol para sintetizar varias especias, como la cumarina, la cumarina y el alcanfor. Estas especias se pueden usar en productos químicos diarios, cosméticos, perfumes y otros campos para proporcionar un olor fresco y fragante.
2. Tensioactivos sintéticos: se pueden usar 3 metil-1-butanetiol para sintetizar varios tensioactivos, como las sales de sulfopropionato y sulfato. Estos tensioactivos se pueden usar en campos como detergentes, agentes humectantes, emulsionantes, etc. para mejorar la eficiencia de lavado y mejorar el rendimiento de la superficie.
3. Pesticidas sintéticos: 3 metil-1-butanetiol se pueden usar para sintetizar varios pesticidas, como fungicidas, herbicidas e insecticidas. Estos pesticidas se pueden usar en campos como la agricultura, la silvicultura y la salud para prevenir enfermedades y plagas, aumentar los rendimientos de los cultivos y mejorar la higiene.
4. Agentes biodegradables sintéticos:
Se puede usar 3 metil-1-butanetiol para sintetizar varios agentes biodegradables, como alcoholes y ésteres alifáticos. Estos agentes biodegradables pueden usarse para resolver la contaminación ambiental y degradar los desechos orgánicos, promoviendo el desarrollo sostenible.
5. Biodegradantes de éster alifático sintético: 3 metil-1-butanetiol pueden reaccionar con varios alcoholes alifáticos, ácidos y otras materias primas para sintetizar una serie de biodegradantes de éster alifático. Estos agentes biodegradables pueden descomponerse en dióxido de carbono y agua en entornos específicos, exhibiendo buena biodegradabilidad y amabilidad ambiental. Por ejemplo, los agentes biodegradables de ácido láctico sintetizados a partir de 3 metil-1-butanetiol y ácido láctico se pueden hidrolizar rápidamente a temperatura y presión ambiente, produciendo dióxido de carbono y agua sin sustancias dañinas. Además, los ésteres biodegradables, las amidas y otros compuestos sintetizados a partir de 3 metil-1-butanetiol y otros materiales de biomasa también tienen buenas perspectivas de aplicación.
6. Tensioactivos sintéticos: 3 metil-1-butanetiol pueden reaccionar con varias materias primas tensioactivas para sintetizar una serie de tensioactivos. Estos agentes biodegradables pueden descomponerse en dióxido de carbono y agua a través de microorganismos en la naturaleza, exhibiendo buena biodegradabilidad y amabilidad ambiental. Por ejemplo, los tensioactivos de éster de ácido sulfonilpropanoico sintetizados a partir de 3 metil-1-butanetiol y ácido sulfonilpropanoico tienen una buena actividad superficial y biodegradabilidad, y pueden usarse para preparar detergentes ambientalmente amigables, suspensiones de pesticidas y otros productos. Además, los tensioactivos como los agentes biodegradables sintetizados de 3-metil 1-butanetiol y otros materiales de biomasa también tienen buenas perspectivas de aplicación.
7. Materiales de polímeros sintéticos: el butanetiol 3-metil-1 se puede usar para sintetizar varios materiales de polímero, como poliuretano, poliéster y poliimida. Estos materiales de polímero se pueden usar en campos como recubrimientos, adhesivos, plásticos, etc., proporcionando excelentes propiedades físicas y estabilidad química.
3-metil-1 butanethiol tiene una amplia gama de aplicaciones y juega un papel importante en los campos como la síntesis orgánica, la industria química y la agricultura, proporcionando varias opciones para la producción y la vida de las personas. Especialmente en el campo de la sintetización de agentes biodegradables, tienen amplias perspectivas de aplicación. Estos agentes biodegradables pueden descomponerse rápidamente en dióxido de carbono y agua en entornos específicos, son ecológicos y ayudan a resolver problemas como la contaminación ambiental y los desechos de recursos.
3-metil-1 butanethiol es un compuesto orgánico que contiene grupos tiol, que tiene propiedades especiales de olor y reacción. Los siguientes son varios métodos para sintetizar3-metil-1-butanetiolEn el laboratorio:
Método 1:
1. Mezcle el 3-metilbutiraldehído y el tiocianuro de potasio (KSCN), agregue la solución de hidróxido de potasio y prepare tiocianuro de 3-metilbutiraldehído.
CC5H10O + KSCN + KOH → C5H10S + NH4OH
2. Reaccione 3-metilbutanitrilo con bromuro de hidrógeno para producir 3-metilbutanitrilo.
C5H10S + HBR → C5H10CN + H2S
3. Reaccione 3-metilbutano con hidruro de aluminio de litio para producir 3-metilbutanol (3-metilbutanol).
C5H10CN + lialh4 → C5H12Oh + lial
4. Agregue ácido sulfúrico a 3-metilbutanol y experimente reacción de hidrólisis a una temperatura apropiada para generar 3 metil-1-butanetiol.
C5H12Oh + H2ENTONCES4 → C5H12OS + H2O
Método 2 -- Método de síntesis industrial:
1. Reacción de esterificación: mezcle 3-metilbutanal, ácido acético y etanol, agregue el ácido sulfúrico como catalizador y realice la reacción de esterificación a una temperatura cierta. Los productos generados por la reacción incluyen acetato de etilo, metanol, agua y otros subproductos.
C5H10O + CH3COOH + H2O → CH3CooC2H5 + CH3Pez2OH
2. Reacción de deshidratación: el producto de la reacción de esterificación se somete a tratamiento de deshidratación, eliminando metanol y algo de acetato de etilo para obtener acetato de etilo crudo.
Pez3CooC2H5 + H2O → CH3COOH + C2H5OH
3. Separación de destilación: la separación de destilación se realiza en acetato de etilo crudo para obtener acetato de etilo de alta pureza.
4. Reacción de sulfurización: el acetato de etilo y el sulfuro de hidrógeno sufren una reacción de sulfurización a una cierta temperatura y presión para producir.
Pez3CooC2H5 + H2S → CH3Pez2Pez2Pez2Sh + hoc2H5
5. Refinación del producto: refine el butanetiol 3-metil-1 generado para eliminar las impurezas y los subproductos, y obtener un producto de metil-1-butanetiol de alta pureza.
En resumen, producción industrial de3-metil-1-butanetiolRequiere un control estricto de la calidad de la materia prima, las condiciones de reacción y los procedimientos operativos para garantizar la calidad del producto y la eficiencia de producción. Al mismo tiempo, es necesario prestar atención a los problemas de seguridad y medio ambiente, y tomar las medidas necesarias para el control de riesgos y la eliminación de desechos.
Las características del núcleo sientan las bases para la aplicación
El 3-metil-1-butanol (número de CAS: 541-31-1) es un compuesto orgánico que contiene azufre con la fórmula molecular C₅H₁₂s y un peso molecular de 104.21. Sus propiedades físicas incluyen: un líquido incoloro a amarillo pálido con un fuerte olor irritante; punto de ebullición 117-120 grados, punto de inflamación 18-19 grados, densidad aproximadamente 0.83-0.84 g/cm³; insoluble en agua, pero soluble en solventes orgánicos como el etanol. Químicamente, esta sustancia es inflamable. Puede causar combustión o explosión al contacto con llamas abiertas, alto calor u oxidantes. Cuando se calienta o expuso a ácidos, libera gas sulfuro tóxico (como el sulfuro de hidrógeno). Su reactividad proviene de la fuerte naturaleza nucleofílica del grupo tiol (-SH) y su propiedad de oxidación fácil. Se puede convertir en disulfuros a través de reacciones de oxidación, o participar en sustitución nucleófila, adición y otras reacciones.
Demanda estable en los dominios de aplicación existentes
Síntesis orgánica Intermedia:Como materia prima clave, el 3-metil-1-butanol se usa ampliamente en la síntesis de sulfuros, tioestres, compuestos heterocíclicos, etc. Estos productos tienen un valor significativo en los campos de pesticidas, medicamentos y fragancias. Por ejemplo, sus derivados se pueden usar para preparar nuevos fungicidas o repelentes de insectos.
Fragancia y sabor:Los compuestos que contienen azufre, debido a su olor distintivo, se utilizan en las industrias de saborizantes y fragancias para crear sabores específicos. Aunque su aplicación directa está limitada por la intensidad del olor, a través de la modificación estructural, se pueden desarrollar productos de fragancia de bajo valor y alto valor.
Ciencias de los materiales:Como agentes o modificadores de reticulación, participan en la síntesis de materiales de polímeros, mejorando la resistencia al calor, las propiedades mecánicas o la estabilidad química de los materiales.
Potencial innovador en dominios de aplicaciones emergentes
Campo farmacéutico:
Desarrollo de antibióticos: la actividad antibacteriana de los grupos tiol los convierte en candidatos potenciales para nuevos medicamentos antibacterianos, especialmente la investigación sobre bacterias resistentes puede convertirse en un tema candente.
Marcadores biológicos: sus metabolitos o derivados pueden usarse para el diagnóstico de la enfermedad, por ejemplo, al detectar niveles específicos de metabolismo del tiol para ayudar en la detección temprana del cáncer.
Tecnología ambiental:
Adsorbentes de metales pesados: al utilizar el fuerte efecto de coordinación entre los grupos de tiol y los iones de metales pesados, se han desarrollado materiales eficientes y reciclables para tratar la contaminación de metales pesados.
Tratamiento de gases residuales: como componente de catalizadores o adsorbentes, se utilizan para eliminar gases dañinos como el sulfuro de hidrógeno de los gases de residuos industriales.
Nuevo campo de energía:
Batería de litio-azufre: los derivados de azufre pueden servir como aditivos de electrolitos o materiales de cátodo para baterías de litio-azufre, mejorando la estabilidad del ciclo de la batería y la densidad de energía.
Direcciones futuras impulsadas por la innovación tecnológica
Procesos de síntesis verde
Desarrolle rutas de síntesis amigables con el medio ambiente, como la hidrogenación catalítica y la catálisis enzimática, reduciendo los subproductos tóxicos (como el sulfuro de hidrógeno) en los métodos tradicionales y reduciendo los costos de producción y los riesgos ambientales.
Por ejemplo, el uso de materiales de marco de metal-orgánico (MOF) como catalizadores para lograr una síntesis eficiente y selectiva.
Optimización estructural y funcionalización
Al introducir grupos funcionales (como flúor, cloro, grupos amino, etc.) a través del diseño molecular, se puede mejorar la reactividad o la capacidad de orientación, ampliando así sus aplicaciones en campos como la administración de fármacos y la modificación de la superficie del material.
Por ejemplo, sintetizando cepillos de polímero que contienen grupos de tiol, que se pueden usar en biosensores o recubrimientos antiquullojos.
Aplicación de nanotecnología
Cargue las superficies 3-metil-1-butanol en las superficies de nanomateriales (como nanotubos de carbono, grafeno) para preparar materiales compuestos de alto rendimiento, mejorando su rendimiento en catálisis, adsorción o dispositivos electrónicos.
Desafíos y contramedidas
Problemas de seguridad y medio ambiente
Controle estrictamente los procesos de producción, almacenamiento y transporte, adoptan operaciones cerradas y equipos a prueba de explosión para evitar fugas y riesgos de explosión.
Desarrolle sistemas de tratamiento de gas residual para recuperar compuestos de azufre y convertirlos en sustancias inofensivas (como sulfatos).
Control de olor
Reduzca el olor irritante a través de la microencapsulación, la derivatización, etc., expanda su aplicación en productos de consumo.
Competencia del mercado y control de costos
Optimizar la gestión de la cadena de suministro para reducir los costos de las materias primas; Fortalecer la cooperación académica de investigación de la industria para promover la producción y la iteración tecnológica a gran escala.
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