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N,N-二甲基苄胺(英文名:N,N-Dimethylbenzylamine,简称BDMA),又称苄基二甲胺、N-苄基二甲胺等,商品名包括FENTACAT BDMA、Dabco BDMA等,是一种重要的叔胺类有机化合物。其分子式为 C₉H₁₃N,结构简式为 C₆H₅CH₂N(CH₃)₂,分子量为 135.21(亦有来源记为135.20),CAS号为 103-83-3,EINECS号为203-149-1,MDL号为MFCD00008329,RTECS号为DP4500000。
外观为无色至淡黄色透明液体,具有特征性氨味,暴露于空气中会吸收二氧化碳而转变为碳酸盐。该化合物在常温常压下性质稳定,但在强氧化剂、强酸等条件下会发生反应。
综合权威数据源,N,N-二甲基苄胺的核心理化参数整理如下:
| 参数 | 数值 |
|---|---|
| 外观 | 无色至淡黄色液体,有氨味 |
| 密度 | 0.90 g/cm³(25℃) |
| 熔点 | -75℃ |
| 沸点 | 183~184℃(常压);70~72℃/1.6kPa(减压) |
| 闪点 | 54℃(闭杯) |
| 折射率 | n²⁰/D 1.501 |
| 蒸气压 | 0.116 kPa(25℃) |
| pH(10 g/L水溶液,20℃) | 约10.0-11.0 |
| 溶解性 | 易溶于乙醇、乙醚;溶于热水(8 g/L,20℃),微溶于冷水,可混溶于醇、醚 |
另一来源报道的沸程为178-184℃,闪点(TCC)54℃,蒸气压(20℃)200 Pa,在低沸点方面的数据略有差异,但均反映该化合物挥发性适中、可燃性较高的特征。
BDMA在聚氨酯行业中是聚酯型聚氨酯块状软泡、聚氨酯硬泡、聚氨酯板材及胶黏剂涂料的催化剂,主要用于硬泡体系。其作用机理是通过促进异氰酸酯与多元醇的氨基甲酸酯反应,可使聚氨酯泡沫具有良好的前期流动性和均匀的泡孔结构,泡沫体与基材间具有较好的黏结力。
实验数据表明,在TDI基硬泡体系中,0.4%的BDMA添加量可使凝胶时间缩短至50秒(ASTM D7487标准),表现出显著的高效催化活性。
BDMA广泛应用于环氧树脂的固化促进体系,主要用于促进酸酐、聚酰胺、脂肪胺等固化体系,加速产品固化。它被广泛用于环氧树脂电子灌封材料、包封材料、环氧地坪涂料、船舶漆中作为固化促进剂使用。
BDMA凭借苯环增强的碱性与高温爆发式催化活性,在环氧粉末涂料高效固化方面表现突出——可实现低温短时烘烤,节能降本。其催化机理为引发环氧基团开环、形成氧阴离子中间体,加速链式聚合,80℃以上催化效率显著增强,特别适合需高温固化的体系(如粉末涂料、绝缘漆)。
性能数据方面,5%的BDMA添加量可使DGEBA环氧树脂在25℃下的固化时间降至8小时(GB/T 2794标准)。在电子封装材料中,4%的BDMA复配2-乙基-4-甲基咪唑(1:0.5),固化后玻璃化转变温度(Tg)可超过120℃(DSC测试,ISO 11358标准)。
在有机合成领域中,BDMA主要用作有机药物合成中的脱卤化氢催化剂及酸性中和剂。BDMA还用于合成季铵盐,进而生产阳离子表面活性强力杀菌剂(如新洁尔灭等)。此外,BDMA可作为甾体化合物全合成中D环的前体(如18-甲基炔诺酮、三烯高诺酮的中间体),并用作电子显微镜切片包埋的加速剂及蛋白序列分析中的助剂。
BDMA还用作阻蚀剂、防腐剂以及化工生产中的酸性中和剂,在染料、医药和橡胶化学品生产等领域亦有重要用途。
根据GHS(全球化学品统一分类和标签制度)分类,BDMA属于危险化学品,主要危险分类如下:
易燃液体:类别3(H226,易燃液体和蒸气)
急性毒性(口服):类别3(H301,吞咽会中毒)
急性毒性(吸入):类别3/4(H331/H332,吸入有害或有毒)
皮肤腐蚀/刺激:子类别1B(H314,造成严重皮肤灼伤和眼损伤)
急(慢)性水生危害:类别3(H412,对水生生物有害并具有长期持续影响)
GHS危险标签(象形图)包括“腐蚀性”“有毒”“易燃”警示标识,信号词为“危险”。
根据国际化学品安全卡及毒理学研究数据:
急性毒性数据:
大鼠经口LD₅₀:265 mg/kg
大鼠吸入LCLo:1200 mg/m³/2h
小鼠吸入LCLo:1200 mg/m³/2h
兔经皮LD₅₀:1660 mg/kg
家兔最低致死量:250 mg/kg
刺激性/腐蚀性:标准Draize实验显示,兔皮肤接触500 mg/4h和兔眼接触5 mg均为强烈反应,对皮肤和黏膜有强烈刺激性和腐蚀性,致敏性较强。
健康影响:吸入可引起喉和支气管痉挛、炎症、化学性肺炎、肺水肿等;对呼吸道和皮肤有致敏作用;兼具毒性和腐蚀性。
BDMA对环境有潜在危害,建议避免进入环境。根据GHS分类,属长期水生危害类别3(H412):对水生生物有害并具有长期持续影响。28天生物降解率仅约10%(OECD 301D标准),表明其在环境中具有较低的可生物降解性。
在中国,BDMA依据《危险化学品安全管理条例》等法规管理。根据其危险特性,主要分类为:
危险性类别:第8.2类 碱性腐蚀品
危险品运输编号(UN号):根据其易燃性和毒害性,运输时需遵守相关危险品运输管理规定
职业接触限值(参照ICSC 1340):STEL(短时间接触容许浓度)为5 mg/m³
GHS危险性说明和防范说明(依据GB 15258-2009等标准):
H226:易燃液体和蒸气
H301:吞咽会中毒
H312:皮肤接触有害
H314:造成严重皮肤灼伤和眼损伤
H332:吸入有害
H412:对水生生物有害并具有长期持续影响
防范措施包括:避免接触火源和热源、密闭容器储存、现场接地/跨接、避免吸入蒸气/雾滴、使用防爆电气设备、操作后彻底洗手,以及使用和储存时保持良好通风。
BDMA的工业合成主要有以下两种典型工艺路线:
(1)二甲胺与氯化苄直接反应法
该路线是工业上最常用的方法。将二甲胺加入反应釜中,在搅拌和冷却条件下缓慢滴加氯化苄(温度控制在25℃以下);滴加完毕后室温反应1小时,再升温至55-60℃继续反应约6小时;反应结束后加入液碱中和盐酸,静置分层,分离油层后用热水洗涤,最后经减压蒸馏(收集1.6 kPa下气相温度70-72℃的馏分)获得成品。原料消耗指标约为:二甲胺2666 kg/t,氯化苄860 kg/t。
(2)苄胺与甲醛/甲酸甲基化法
此法采用Eschweiler-Clarke反应路径,将苄胺与甲醛/甲酸按摩尔比1:2:2进行反应(95℃/8h),转化率≥95%;通过分子蒸馏纯化后产品纯度可达≥98%(气相色谱法),游离胺含量≤0.2%(电位滴定法),残留甲醛≤20 ppm(高效液相色谱法),水分含量<0.1%(卡尔费休法)。
储存条件:储存于阴凉、通风良好的库房(建议<30℃),远离火种、热源,防止阳光直射,保持容器密封
禁忌物:避免与强氧化剂、酸类、酰基氯、二氧化碳接触;暴露于空气中会吸收二氧化碳变成碳酸盐
设施要求:采用防爆型照明、通风设施,禁止使用易产生火花的机械设备和工具
常见包装:180公斤/桶(铁桶);储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料
储存期限:建议十二个月内使用