中文名称:二乙基二硫醚;别名包括二硫化二乙基、乙硫基乙基硫醚。
英文名称:Diethyl Disulfide;Ethyl Disulfide;Diethyl Dithioether。
分子组成与结构:化学式为C4H10S2,含 4 个碳原子、10 个氢原子、2 个硫原子,分子量为 122.25(计算依据:C=12.01、H=1.008、S=32.07);核心结构为 “乙基 - 二硫键 - 乙基”,二硫键是分子的活性中心,决定其化学反应特性。
安全与登记信息:CAS 号为 110-81-6,EINECS 号为 203-805-7,RTECS 号为 KK8225000;UN 编号为 2381(危险品运输分类:3 类易燃液体)。
二乙基二硫醚的理化性质与 “脂肪族碳链 + 二硫键” 结构密切相关,尤其挥发性、特征气味与二硫键的反应活性,是其应用与安全管控的关键:
外观与状态:常温(25℃)下为淡黄色透明液体,具有强烈且独特的刺激性气味(类似 “大蒜 + 腐烂鸡蛋” 的混合味),气味阈值极低(≈0.001 mg/m³),微量即可被察觉,易造成气味污染。
熔沸点与挥发性:熔点约 - 102℃(低温下仍保持良好流动性,无结冰堵塞风险),常压下沸点为 154-155℃(中沸点特性,常温下有一定挥发性);25℃时蒸气压约 1.3 kPa,蒸汽密度为 4.2 g/L(比空气重,易在低洼处积聚)。
密度与黏度:20℃时密度为 0.993-0.997 g/cm³(接近水的密度),25℃时黏度为 1.2-1.4 mPa・s(低黏度液体,流动性好,易通过管道输送与搅拌混合)。
溶解性:疏水性强——25℃时微溶于水(溶解度≈0.05 g/100mL),与水混合后快速分层(上层为二乙基二硫醚,下层为水);易溶于有机溶剂,可与乙醇、乙醚、苯、甲苯、石油醚及汽油、柴油等完全混溶,尤其与含硫化合物的相容性优异。
燃爆性:闭杯闪点为 38℃(属于易燃液体,常温下需防范明火与静电),蒸汽与空气混合的爆炸极限为 1.1%-6.0%(体积分数);燃烧时释放二氧化碳、水及少量二氧化硫,无剧毒产物,但燃烧过程中可能产生刺激性烟雾。
化学稳定性与活性:常温下对酸、碱较稳定,但二硫键(-S-S-)易发生断裂反应 —— 在还原剂(如硫化钠、氢气 / 催化剂)作用下可断裂生成乙硫醇(C₂H₅SH);在氧化剂(如过氧化氢、高锰酸钾)作用下可氧化为亚砜或砜类化合物;高温(>200℃)下可分解为硫化物与烯烃,需避免长期高温储存。
工业上二乙基二硫醚的制备以乙硫醇氧化法为主,工艺简单、原料易得且收率较高(≥90%),具体流程如下:
原料与反应原理:以乙硫醇(C₂H₅SH,CAS:75-08-1)为原料,在氧化剂作用下,两个乙硫醇分子的巯基(-SH)被氧化脱氢,形成二硫键(-S-S-),生成二乙基二硫醚。常用氧化剂包括空气(成本低,需催化剂如铜盐)、过氧化氢(氧化效率高,副产物仅为水)或碘(适用于实验室小规模制备);主反应式为2C2H5SH+1/2O2→C2H5S−SC2H5+H2O(空气为氧化剂时)。
关键工艺步骤:在常温至 50℃、常压条件下,将乙硫醇与氧化剂(如 30% 过氧化氢)按比例混合,加入少量催化剂(如乙酸)促进反应,反应时间 2-4 小时;反应完成后,通过水洗去除未反应的氧化剂与催化剂,再进行常压精馏(收集 153-155℃馏分),得到纯度≥98% 的工业级二乙基二硫醚;若需更高纯度(≥99.5%),可进行精密精馏或分子筛脱水(水分<0.1%)。
二乙基二硫醚的应用集中于工业与精细化工领域,凭借二硫键的活性与疏水性,适配多类场景需求:
石油化工领域(占比≈60%):
石油脱硫剂与硫化剂:作为石油炼制中 “加氢脱硫” 的硫化剂,可在催化剂(如钴钼催化剂)作用下分解产生活性硫,使催化剂活化,进而去除石油中的硫化物(如噻吩、硫醇);同时,也可作为汽油、柴油的 “抗氧剂”,少量添加(0.01%-0.05%)可抑制油品氧化变质,延长储存期。
油气田示踪剂:利用其强烈且独特的气味、低检测限(≈0.001 mg/m³)的特性,作为油气田管道泄漏的示踪剂 —— 向管道中注入微量二乙基二硫醚,若发生泄漏,可通过气味检测或仪器分析快速定位泄漏点,尤其适用于天然气、原油管道的泄漏监测。
有机合成与医药领域(占比≈25%):
医药中间体合成:作为含硫医药中间体的原料,可通过二硫键断裂反应引入乙基硫基(-SC₂H₅),用于合成抗生素(如头孢类药物)、抗真菌药物及抗肿瘤药物;例如,与芳环化合物发生取代反应,生成含乙基硫基的芳环衍生物,提升药物的生物活性。
有机合成试剂:在有机反应中作为 “硫源”,用于制备硫醚、亚砜等含硫化合物;也可作为 “自由基引发剂”,在光照或加热条件下引发聚合反应(如烯烃聚合),调控聚合物的分子量与结构。
香料与其他领域(占比≈15%):
食品香料(限量使用):在食品添加剂标准中,二乙基二硫醚可作为 “食用香料”(GB 2760 合规),少量用于调配肉类(如牛肉、猪肉)、海鲜(如大蒜、洋葱)风味的香精,添加量需严格控制(≤0.1 mg/kg),避免气味过强导致风味劣变。
农药与涂料:作为农药中间体,用于合成杀虫剂、杀菌剂(如含硫杂环农药),提升农药的杀虫杀菌效率;也可作为涂料的 “防污剂”,添加到船舶涂料中,抑制海洋生物(如藤壶)附着在船体表面,减少航行阻力。