四聚
乙醛(Metaldehyde)为四分子乙醛的环状聚合物,是用于防治
蜗牛等
腹足纲动物的农药,因此也被称为“
蜗牛敌”。其
分子式为C8H16O4,分子量为176.21。四聚乙醛为白色到无色的结晶固体,难溶于水,微溶于
甲苯,易溶于
甲醇,极易溶于苯和
三氯甲烷,不溶于
冰醋。其易燃,易爆,无腐蚀性;不光解,不
水解,可与
氧化剂发生反应。
四聚乙醛有特殊香味,有很强的引诱力,常用作防治
蛞蝓、
蜗牛和其他
腹足纲的杀虫剂。其可让此类动物接触后短时间内中毒死亡,但不在植物体内积累,不会危害作物。同时,四聚乙醛工业上还可用作小型
加热器的
固体燃料、
泡沫剂和
人工降水的
催化剂。
四聚乙醛对人、畜、鸟类为中等毒性,对眼有轻微刺激性,对鱼类、蚕等低毒,对
蜜蜂属微毒,无致畸、致突变和致癌作用。中国的GB2763-2019《食品安全国家标准 食品中农药最大残留限量》规定,四聚乙醛的每日允许摄入量(ADI)为0.1mg/kg bw(体重)。因四聚乙醛可对野生动物和环境造成危害,一些国家如
英国已经禁止户外使用四聚乙醛。
相关历史
德国化学家赫尔曼.冯.费林(Hermann von Fehling)于1835年左右进入
海德堡大学,毕业后前往
吉森(Gissen),担任
李比希(Liebig)的预科生,同时他与李比希阐明了四聚乙醛的组成结构。
1963年,世界上开始使用四聚乙醛来杀灭
蜗牛、
蛞蝓等
软体动物门;20世纪80年代后,
中原地区开始用于杀灭
钉螺。
鉴于四聚乙醛对环境、鸟类和哺乳动物造成的危害,英国在1986年就明确规定,使用四聚乙醛时,7天内不得让家禽进入施药区,10天内不得收割染及的农作物。后来英国宣布从2022年3月底开始,禁止户外使用四聚乙醛,以更好地保护野生动物和环境。
理化性质
物理性质
四聚乙醛(metaldehyde),为白色到无色的结晶固体,呈粉末状,分子量为176.21,有
薄荷脑气味;
熔点246°C,
沸点110~120°C,闪点36°C,
燃烧热3370kJ,密度为1.27g/cm3(20°C时),在室温下,其蒸气压力可以忽略不计。四聚乙醛难溶于水,微溶于
甲苯,易溶于
甲醇,极易溶于苯和
三氯甲烷,不溶于
冰醋。
化学性质
四聚乙醛易燃,易爆,无腐蚀性;不光解,不
水解。四聚乙醛可与
氧化剂发生反应,加热分解释放辛辣的烟雾和刺激性气体。在加热过程中,分解速度缓慢,超过80℃则分解加快。在60~65°C保持数天后,大部分转变成
三聚乙醛和乙醛;若在
封管中加热,可全部转变成更稳定的三聚乙醛和乙醛。
应用领域
农业
四聚乙醛的商品名为密达,
蜗牛敌,多聚乙醛,灭旱螺,蜗火星,梅塔,灭蜗灵等;常见的剂型有5%、6%、10%、15%颗粒剂,50%、80%可湿性粉剂。四聚乙醛通常用作防治
蛞蝓、
蜗牛和其他
腹足纲的杀虫剂,适用于棚栽或室外栽培的蔬菜、观赏性作物、果树、
浆果类、香蕉等。其为
世界卫生组织(WHO)评定的低毒类农药,按中国农药毒性分级标准,为中等毒性杀螺剂。
四聚乙醛有特殊香味,有很强的引诱力。螺、蝓吸食或接触后,其体内乙胆碱酶大量释放,破坏体内特殊的黏液,使其迅速脱水、神经麻痹,大量
体液和
细胞被破坏,在短时间内中毒死亡。但是四聚乙醛不在植物体内积累,不会危害作物。
四聚乙醛在防治稻田
福寿螺时,可于插秧后1天内用颗粒剂拌细沙土,均匀撒施,宜在雨后或傍晚施药;防治
柑橘、棉田
蜗牛、
蛞蝓类时,可于傍晚时撒施颗粒剂;防治瓜田蛞蝓、蜗牛时,可选睛天撒施或条施颗粒剂。
工业
固体燃料
四聚乙醛在工业上可用作小型
加热器的固体燃料,有
固体酒精之称。因为它易燃、燃烧平稳,且无灰污染,可作为制作照明用的
蜡烛和焰火材料中的组分,还可以用于制造鞭炮、焰火、彩色蜡烛。
发泡剂
制造
泡沫塑料时,四聚乙醛是发泡剂。如在
己内酰胺聚合过程中,加入少量的四聚乙醛,就可制得质地很轻的聚胺泡沫塑料。
催化剂
四聚乙醛可作为
人工降水的催化剂。人工
催化降雨是一种有效的灭火方法,也是一种较好的防火措施。四聚乙醛作为人工
冰核,具有高效、价廉、无毒等优点,可代替昂贵、稀缺、有毒的
碘化银。对四聚乙醛成冰性能的测定表明,它的成冰率略低于碘化银,但成冰阈温却比碘化银高,约在-1℃附近。这对于播种于稍低于0℃层的云中来讲,四聚乙醛优于碘化银。同时实验结果证明,在使用过程中,所有四聚乙醛都被蒸发了,而碘化银还有一部分粒子残留在大气中,向下飘落,造成
空气污染。
制备方法
乙醛在低温条件下,及在氢溴酸、
氯化氢、
硫酸等
催化剂作用下可制得四聚乙醛。
三聚乙醛在浓硫酸的
催化下分解出乙醛,经冷凝后直接通入反应体系,当体系冷到稳定温度后加入催化剂,在温度\u003e0°C即停止反应,然后吸出体系固液
混合物,用抽提法可得到四聚乙醛固体。
毒性
四聚乙醛对人、畜、鸟类为中等毒性,对眼有轻微刺激性,对鱼类、蚕等低毒,对
蜜蜂属微毒,无致畸、致突变和致癌作用。四聚乙醛在土壤中的
半衰期1.4~6.6天。
中毒机制
人体:四聚
乙醛主要经胃肠道进入人体,口服后在
胃酸作用下水解为乙醛,吸收后进一步氧化代谢为
乙酸。其对
中枢神经系统有抑制作用,对皮肤和粘膜有刺激作用。
动物:四聚乙醛在动物胃中部分
水解产生乙醛,四聚乙醛和乙醛在胃肠道极易被吸收,最终通过尿液排出。摄入四聚乙醛会影响多种神经递质的浓度和酶活性,如四聚乙醛会降低
γ氨基丁酸的浓度,从而导致严重的
电解质紊乱和代谢性酸中毒。
白鼠急性经口"
半数致死量"(LD50)为227~690mg/kg,猫急性经口LD50为207mg/kg,狗急性经口LD50为100~1000mg/kg,经皮LD50为2275mg/kg,吸入4小时的LD50为203mg/m3。
中毒表现
人体:四聚乙醛导致人的急性中毒多由误服引起,摄入400mg/kg以上者可致死,曾报告一名儿童食入3g后死亡。误服后多在1~3小时出现症状。服入小剂量(5~10mg/kg),可出现流涎、颜面
潮热、恶心、呕吐、腹部
肌肉痉挛、
腹泻和发热;服入较大剂量后,可引起
糜烂性胃炎,并出现烦躁不安、
脊髓小脑性共济失调、
嗜睡、肌痉挛、角弓反张、全身抽搐和
昏迷,可伴有高热、肝和
肾脏损伤。
动物:多聚乙醛可以导致猫、狗等多种宠物中毒,摄入后1~3小时内会出现主要的
神经系统症状,最初可能会出现严重的肌肉震颤、焦虑、感觉过敏、共济失调、心动过速和体温过高。随着中毒程度的加重,会出现症状如呼吸过度,角弓反张和持续强直性惊厥等。常见症状有呕吐、腹泻、唾液过多、腹痛、发、
呼吸困难、出汗(马)、瞳孔散大和
眼球震颤(猫)等。
中毒处置
人体:人的中毒治疗主要采取一般急救措施和对症处理。误服后,尽快用微温清水和
生理盐水洗胃,并导泻。重症患者必须保持
呼吸道通畅,抽搐时可用安定、
苯妥英等药物,注意补充液体、维持水和
电解质平衡。
动物:动物的中毒治疗主要采取对症治疗,包括静脉输液、镇静和麻醉。同时可使用
活性炭洗胃,具有泻药作用。
物质结构
四聚
乙醛为四分子乙醛的环状聚合物,
分子式为C8H16O4或(CH3CHO)4。
安全事宜
GHS分类
储存
四聚乙醛易燃,必须存放在合适的容器中,不宜用有
焊锡的铁器包装。应放置在阴凉的环境下,尽量减少其
升华。还要避免长时间存放,存放时要远离儿童和动物。
消防
四聚乙醛是易燃材料,可因摩擦、火花等被点燃。四聚乙醛引发的火灾一般可用干粉、
二氧化碳、
泡沫灭火器等灭火器和沙子、泥土、水等扑灭。同时在保证安全的情况下,应将未损坏的储存容器转移出火灾区域。如发生大规模火灾,应使用
自动灭火装置进行灭火,如果没有自动灭火装置,应及时撤离该地区,让火自行燃烧。
相关政策
中国的GB2763-2019《食品安全国家标准 食品中农药最大残留限量》规定,四聚乙醛的每日允许摄入量(ADI)为0.1mg/kg bw(体重)。