四聚乙醛
四分子乙醛的环状聚合物
四聚乙醛(Metaldehyde)为四分子乙醛的环状聚合物,是用于防治蜗牛腹足纲动物的农药,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固体燃料泡沫剂人工降水催化剂
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。
四聚乙醛有四种立体异构体,分别如下:
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)。
参考资料
Metaldehyde.CAS.2024-03-09
四聚乙醛.中国大百科全书.2024-03-02
Metaldehyde Poisoningin Animals.merckvetmanual默克兽医手册.2024-03-18
Metaldehyde .Yale .2024-03-18
目录
概述
相关历史
理化性质
物理性质
化学性质
应用领域
农业
工业
固体燃料
发泡剂
催化剂
制备方法
毒性
中毒机制
中毒表现
中毒处置
物质结构
安全事宜
GHS分类
储存
消防
相关政策
参考资料