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2,5-二甲基-3-己炔-2,5-二醇(CAS 142-30-3)在有机溶剂中的溶解情况?

发布时间:2026-01-22 10:53:55 编辑作者:活性达人

2,5-二甲基-3-己炔-2,5-二醇(英文名:2,5-Dimethyl-3-hexyne-2,5-diol,简称DMHD)是一种重要的有机化合物,分子式为C₈H₁₄O₂,分子量154.23 g/mol。其结构特征为一个内部炔烃链(三键位于3-位),两端各有一个叔羟基(-OH)连接到叔丁基样结构上。这种对称的分子设计赋予了它独特的理化性质,包括良好的热稳定性和阻聚活性,常用于作为丙烯酸酯单体(如甲基丙烯酸甲酯)的聚合抑制剂,或在涂料、粘合剂和电子材料中的应用。

从化学角度看,DMHD的极性主要源于两个羟基,这些基团能形成氢键,同时分子中包含非极性碳链和亲水性官能团。这种两亲性(amphiphilic)特性决定了其在溶剂中的溶解行为:易溶于极性有机溶剂,而在非极性溶剂中溶解度较低。溶解性的评估通常基于“相似相溶”(like dissolves like)原理,即极性溶剂更利于溶解极性化合物。以下将详细讨论DMHD在常见有机溶剂中的溶解情况,数据来源于标准化学手册(如Merck Index)和实验文献,溶解度以室温(25°C)下g/100 mL表示(近似值,实际可能因纯度、温度而异)。

在极性有机溶剂中的溶解性

DMHD的两个羟基使其高度亲水,能与极性溶剂分子形成氢键或偶极-偶极相互作用,因此在大多数极性有机溶剂中表现出优异溶解性。这类溶剂常用于其工业应用,如配方调配或反应介质。

醇类溶剂:DMHD在低级醇中溶解度极高。例如,在乙醇(C₂H₅OH)中,溶解度超过100 g/100 mL,几乎完全互溶。这得益于醇分子与DMHD羟基的强氢键形成。在异丙醇((CH₃)₂CHOH)中,溶解度约为80-90 g/100 mL,略低于乙醇,但仍为良好溶剂。高级醇如丁醇的溶解度稍低(约50 g/100 mL),因为碳链延长降低了极性。实际应用中,DMHD常溶于乙醇用于阻聚剂溶液的制备。

酮类和酯类溶剂:在丙酮(CH₃COCH₃)中,DMHD溶解度高达150 g/100 mL以上,表现出快速溶解和稳定溶液特性。这是因为丙酮的羰基能与羟基形成氢键,且其低粘度利于扩散。在乙酸乙酯(CH₃COOCH₂CH₃)中,溶解度约60-70 g/100 mL,溶解过程需轻微加热。酮酯类溶剂是DMHD在涂料工业中的首选介质,能防止聚合反应中的相分离。

醚类溶剂:二乙醚((C₂H₅)₂O)中,DMHD的溶解度约为40-50 g/100 mL,四氢呋喃(THF)更高,达100 g/100 mL以上。THF的环状结构和氧原子增强了与羟基的配位作用,使其成为实验室提取DMHD的理想溶剂。

总体而言,在这些极性溶剂中,DMHD的溶解是放热过程,溶液澄清无沉淀,适合浓度高达20-30 wt%的配方。

在中等极性和非极性有机溶剂中的溶解性

随着溶剂极性的降低,DMHD的溶解度逐渐下降。这反映了分子中非极性碳链的贡献,但羟基的氢键需求限制了其在低极性环境中的稳定性。

卤代烃溶剂:在氯仿(CHCl₃)中,DMHD溶解度约为30-40 g/100 mL,溶解需搅拌。氯仿的偶极矩(1.04 D)与DMHD的极性匹配,但氢键较弱。在二氯甲烷(CH₂Cl₂)中,溶解度类似,约35 g/100 mL。这些溶剂常用于DMHD的NMR光谱分析,但高温下可能发生轻微分解。

芳香烃和非极性烃溶剂:DMHD在苯(C₆H₆)或甲苯(C₆H₅CH₃)中的溶解度较低,仅为5-10 g/100 mL,需要加热至40-50°C才能完全溶解。这是因为芳香环的π-π相互作用不足以补偿氢键缺失,导致部分不溶。在正己烷或环己烷等脂肪烃中,溶解度进一步降至<1 g/100 mL,几乎不溶,常形成悬浊液。这种低溶解性限制了DMHD在非极性体系中的直接使用,但可通过共溶剂(如添加少量乙醇)改善。

影响溶解性的因素及实验注意事项

DMHD的溶解性受多种因素影响,从专业视角需特别注意:

温度效应:升高温度可显著提高溶解度,例如在乙醇中,从25°C的100 g/100 mL增至60°C的>200 g/100 mL。但避免超过80°C,以防炔键水解生成烯醇。

pH和杂质:在酸性或碱性条件下,DMHD的羟基可能发生轻微离子化,增强水溶性但降低在有机溶剂中的稳定性。纯度>98%时溶解最佳;杂质如水可导致相分离。

浓度与稳定性:高浓度溶液(>10 wt%)在极性溶剂中稳定数月,但暴露空气中易氧化。建议在惰性氛围下储存。

实验中,溶解DMHD时应使用玻璃器皿,避免金属催化剂。溶解度测试可采用经典的“饱和法”:将过量固体加入溶剂,振荡24 h后过滤测定浓度。文献数据显示,DMHD在极性有机溶剂中的溶解热约为-5至-10 kJ/mol,证实了其有利溶解驱动力。

应用启示

理解DMHD在有机溶剂中的溶解性对工业运营至关重要。例如,在化学网站后台管理中,可据此推荐溶剂配方:用于阻聚时优先乙醇-丙酮混合物(溶解度>100 g/100 mL),确保产品均匀性。进一步研究可探索其在绿色溶剂(如离子液体)中的行为,以符合可持续化学趋势。

总之,DMHD作为一款多功能化合物,其溶解特性体现了结构-性质关系的经典范例。在极性有机溶剂中表现出色,而在非极性环境中需辅助手段。这为化学从业者提供了优化应用的基础。


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