フタル酸ジエチル (84-66-2) の物理的および化学的性質
フタル酸ジエチル
フタル酸ジエチルはフタル酸のジエチルエステルであり、工業的に可塑剤および塗料、接着剤、消費財製造の配合溶媒として使用されます。
| CAS Number | 84-66-2 |
| ファミリー | フタル酸エステル類 |
| 一般的な形態 | 無色の油状液体 |
| 一般的グレード | BP, EP, JP, USP |
フタル酸ジエチル（DEP）は、芳香族フタル酸のジエチルエステル（ベンゼン-1,2-ジカルボン酸のジエチルエステル）であり、可塑剤のフタル酸エステル類に属します。構造的には、ベンゼン環に2つのオルト位置にカルボン酸エステル置換基（–COOCH2CH3）を有します。分子全体は中性で、芳香環に共役した2つのカルボニル基、4つのエステル酸素の孤立電子対（水素結合受容体）を持ち、供与体となる水素結合はありません。構造の柔軟性は2つのエトキシカルボニル側鎖および複数の単結合（回転可能結合数＝6）に由来し、芳香族コアはコンパクトで相対的に剛直な骨格を形成しています。
電子的には、DEPは極性官能基（2つのエステルカルボニル）と非極性の芳香族コアおよび短いエチル鎖を組み合わせ、全体として中程度の極性（トポロジカル極性表面積＝52.6 Å^2）および中間の疎水性（XLogP ≈ 2.5、log Kow ≈ 2.47）を示します。通常の環境およびプロセスpHでは中性の非イオン化種であるため、水相と有機相間での分配は酸塩基平衡よりも溶解度と親油性のバランスによって駆動されます。エステル基は強酸性または強塩基性条件下で加水分解されやすく（塩基触媒加水分解の方が一般に速い）、大気中では気相酸化（OHラジカルとの反応）が支配的で、推定大気半減期は数日程度です。生物学的および環境システム内では、DEPは酵素的に単エステルへ加水分解され、さらにフタル酸や酸化代謝物に分解されます。
商業化学品としてのDEPは、可塑剤、溶媒、配合キャリア（特にポリマー、塗料、香料、化粧品製剤）として広く使用されています。環境および毒性学的観点、特に低分子量フタル酸エステルとしての一部研究での生殖および内分泌撹乱の可能性は、工業的および消費者用途における選択、モニタリング、規制上の取り扱いに影響します。本物質の代表的な商業グレードにはBP, EP, JP, USPが含まれます。
基本的物理的性質
密度
フタル酸ジエチルの液体密度は水よりも高く、水中に放出されると沈むことを示しています：
- \(1.12\) （68 °F）(USCG, 1999) — 水より密度が高く、沈む
- \(1.120\) （25 °C / 25 °C）
- 相対密度（水=1）：\(1.1\)
複数の測定値はほぼ\(1.12\)に集約されており、一般的なフタル酸エステル密度および水柱中に留まらず堆積物や有機マトリックスに分配される傾向と一致します。
融点
実験的な融点／凝固点は文献間で変動し、純度や測定法の違いを反映している可能性があります：
- \(27\,^\circ\mathrm{F}\)（NTP, 1992）
- \(-40.5\,^\circ\mathrm{C}\)
- 範囲：\(-67\) ～ \(-44\,^\circ\mathrm{C}\)
- \(-41\,^\circ\mathrm{F}\)
報告値のばらつきは、低温における相挙動が試料履歴や分析条件に敏感であることを示しています。すべてのデータセットで単一の結晶融点合意は確立されていません。
沸点
常圧沸点の報告値：
- \(568\,^\circ\mathrm{F}\)（760 mmHg）(NTP, 1992)
- \(295\,^\circ\mathrm{C}\)（複数報告）
一部データセットでは\(563\)～\(568\,^\circ\mathrm{F}\)も記載されています。これらの値は高沸点で低揮発性有機エステルとして一致し、蒸留や熱処理では高沸点範囲を考慮する必要があります。
蒸気圧
蒸気圧データは常温での非常に低い揮発性を示しますが、温度上昇に伴い大きく増加します：
- \(1\) mmHg （227.8 °F）、\(5\) mmHg （285.3 °F）（NTP, 1992）
- \(0.002\) mmHg（一般的な報告）
- \(2.1 \times 10^{-3}\) mmHg （25 °C）（報告値）
- \(0.002\) mmHg （77 °F）
常温ではDEPは主に凝縮相に存在し、平衡状態での蒸気濃度は低いです。
引火点
報告された引火点（測定法依存）：
- \(284\,^\circ\mathrm{F}\)（NTP, 1992）
- \(161\,^\circ\mathrm{C}\)
- \(322\,^\circ\mathrm{F}\)（161 °C）（開放杯法）
- \(117\,^\circ\mathrm{C}\)（閉鎖杯法）
DEPは可燃性液体に分類され（引火点は一般的な溶媒等級の可燃性基準を大幅に上回る）、しかし高温で発生する蒸気は着火危険を呈します。
化学的性質
溶解性と相挙動
溶解性・混和性データは有機溶媒に対して強い親和性を示し、水には限られるが無視できない溶解性を持ちます：
- 「66 °Fで1 mg/mL未満」（NTP, 1992）
- 「水中で1080 mg/L （25 °C）」（報告）
- エタノール、エチルエーテルと混和性あり；アセトン、ベンゼン、四塩化炭素に可溶；多くの有機溶媒や植物油に混和；一部の脂肪族溶媒とは部分的に混和。
異なる水溶解度報告は測定方法、温度条件、単位表記の違いによるもので、総じてDEPは水溶解度が限られており（約\(10^2\)～\(10^3\) mg·L^{-1}）、有機相に強く親和します。密度が１越えで常温での揮発性が低いため、水系では水溶解成分として保持されるより堆積物や有機物質に分配されやすいです。
工業利用における相挙動の示唆：
- 極性および芳香族ポリマーマトリックス、多くの配合溶媒と良好な溶媒・可塑剤適合性を持つ。
- 中程度のlog Kow（約2.47～2.5）により脂質やポリマー相への分配が測定可能でありつつ、一部工程用途（溶媒系や香料キャリア等）には十分な水混和性を維持。
反応性および安定性
- DEPは通常の大気条件下では化学的に安定であり、貯蔵文脈で「光に対して安定」と報告されています。
- エステルであるため、酸性または塩基性条件下で加水分解し、単エステルおよびフタル酸を生成します。塩基触媒加水分解の方が一般に速いです。中性水媒体での加水分解は比較的遅く（環境条件下の加水分解半減期はpHや触媒作用により数日～数か月に及ぶことがあります）。
熱力学データ
標準エンタルピーおよび熱容量
利用可能なエネルギーデータ（複数の単位系で報告）：
- 燃焼熱（熱量）は次の通り報告：\(-10{,}920\) BTU/LB = \(-6{,}070\) CAL/G = \(-254\times10^{5}\) J/KG（原文フォーマット維持）
- 蒸発熱（エンタルピー）は次の通り報告：\(170\) BTU/LB = \(96\) CAL/G = \(4.0\times10^{5}\) J/KG（原文フォーマット維持）
利用可能データにおいて定圧比熱（\(C_p\)）の実験値は提供されていない。掲載された燃焼および蒸発エンタルピーからは、燃焼時に大幅なエネルギー放出があり、蒸発には中程度のエンタルピーを要することが示されており、比較的高沸点の有機エステルとして整合的である。
分子パラメータ
分子量と化学式
- 分子式：C12H14O4
- 分子量：\(222.24\)（報告値）
- 正確質量／モノアイソトピック質量：\(222.08920892\)
LogPおよび極性
- XLogP（計算値）：\(2.5\)
- log Kow（実験値・報告値）：\(2.47\)
- トポロジカル極性表面積（TPSA）：\(52.6\) Å\(^2\)（報告値）
- 水素結合供与体数：0、水素結合受容体数：4
これらのパラメータは中程度の脂溶性と、両方の有機溶媒および生体膜と相互作用可能な十分な極性を示す。供与体が存在しないことは水系の水素結合ネットワークとの相互作用を抑制し、非極性相への優先的な分配に寄与する。
構造的特徴
- SMILES: CCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCC
- InChI: InChI=1S/C12H14O4/c1-3-15-11(13)9-7-5-6-8-10(9)12(14)16-4-2/h5-8H,3-4H2,1-2H3
- InChIKey: FLKPEMZONWLCSK-UHFFFAOYSA-N
- 回転可能結合数：6、分子複雑度報告値：223、重原子数：16。
2つのオルト位エステルにより立体的にコンパクトながらも配位自由度の高い分子となっている。エステルのカルボニルは芳香環に共役しており、紫外線吸収（フタル酸エステルは通常225 nmおよび275 nm付近に吸収極大を示す）や加水分解および酸化変換の感受性に影響を与える。
識別子および同義語
登録番号およびコード
- CAS番号：84-66-2
- EC番号：201-550-6
- UNII：UF064M00AF
- ChEBI ID：CHEBI:34698
- ChEMBL ID：CHEMBL388558
- RTECS：TI1050000
- ICSC番号：0258
その他の形式：
- SMILES: CCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCC
- InChI: InChI=1S/C12H14O4/c1-3-15-11(13)9-7-5-6-8-10(9)12(14)16-4-2/h5-8H,3-4H2,1-2H3
- InChIKey: FLKPEMZONWLCSK-UHFFFAOYSA-N
同義語および構造名
代表的な報告されている同義語（供給者・登録者リストより選定）：
- ジエチルフタレート
- フタル酸ジエチルエステル
- ジエチルベンゼン-1,2-ジカルボキシレート
- ジエチル1,2-ベンゼンジカルボキシレート
- ジエチルオルトフタレート
- DEP
- 1,2-ベンゼンジカルボン酸ジエチルエステル
- エチルフタレート
- フタル酸ジエチルエステル
（サプライヤーおよび薬局方のリストにはその他の商標名や分析名も存在する。）
工業的および商業的用途
代表的な用途および産業分野
ジエチルフタレートは主に可塑剤、溶媒、製剤担体として使用される：
- セルロースエステル系プラスチックおよびその他の高分子の可塑剤として、柔軟性および低温性能を付与。
- セルロースアセテート、ニトロセルロース、塗料、ニス、ドープおよび一部の高分子加工用途の溶媒。
- 化粧品・パーソナルケア製剤における香料の担体／固定剤および溶媒。
- アルコールの変性剤、一部の殺虫剤製剤の構成成分、ならびに接着剤およびシーラントの製剤溶媒。
DEPは歴史的にプラスチック、塗料、香料、消費財産業において大規模に製造・使用されており、近年の統計では年換算で数百万ポンド規模の生産量が報告されている。
合成または製剤での役割
- 製造ルート：フタル酸無水物をエタノールとエステル化し、精製を経て製造される。
- 製剤上の役割：極性高分子および多くの有機溶媒と相容性があり、高分子の柔軟性改良、脂溶性添加剤（例えば香料）の担体、塗料および接着剤の加工溶媒として使用される。工業用技術グレードおよび分析・薬局方用途の高純度グレードが提供されている。工業用には主に技術グレードが用いられ、高純度品は分析および薬局方用途に供される。
安全性および取扱い概要
急性および職業曝露の毒性
毒性指標および職業曝露限界（OEL）：
- 経口LD50（マウス）：\(8600\,\mathrm{mg}\,\mathrm{kg}^{-1}\)（報告値）
- 経口LD50（ラット）：約 \(9200\)–\(9500\,\mathrm{mg}\,\mathrm{kg}^{-1}\)（報告範囲）
- 皮膚LD50（モルモット）：\(>20\) mL/kg（報告値）
- 吸入LC50（ラット、6時間）：\(>4.64\) mg·L\(^{-1}\)（報告値）
- EPA慢性経口参照用量（RfD）：\(8\times10^{-1}\,\mathrm{mg}\,\mathrm{kg}^{-1}\,\mathrm{日}^{-1}\)（報告値）
- 推奨職業曝露限界（NIOSH/TLV）：\(5\,\mathrm{mg}\,\mathrm{m}^{-3}\)（8時間時間加重平均）
危険性の特徴および症状：
- 皮膚および眼の刺激性；一部個体で皮膚感作（アレルギー性接触性皮膚炎）の報告あり。
- 高曝露レベルで中枢神経系作用（眠気、めまい）および呼吸器刺激を引き起こす可能性あり。
- 動物試験では複数のフタル酸エステルに生殖および発生毒性が関連付けられている。DEPは体内で加水分解によりモノエステルおよびさらに代謝物へ変換され、生物学的影響が認められるため曝露低減が望まれる。
- 急性医療対応：吸入曝露の場合は新鮮な空気に移し、接触時は眼および皮膚を水で洗浄すること。誤飲時は専門家の指示なしに嘔吐を誘発せず、医療機関へ連絡すること。
保管および取扱い上の注意事項
- 強酸化剤および熱源から離れた冷涼で換気の良い場所に厳密に密閉した容器で保管すること。バルク取り扱い時は静電気帯電リスク低減のため金属容器の通気および接地が推奨される。
- 激しいまたは発熱反応を促進する可能性のある強酸化剤、強酸・強アルカリとの接触を避けること。
- 換気装置：蒸気またはエアロゾル発生のおそれがある場合は局所排気装置を使用し、吸入・皮膚曝露を抑制するため良好な工業衛生管理を維持すること。
- 個人防護具：バルク液体の取扱いや飛散の可能性がある作業には溶剤耐性手袋、飛沫防護ゴーグルまたはフェイスシールド、保護衣を着用する。推奨限界を超える空気中濃度の場合は正式な防じんマスク・防毒マスク選定プログラムに則った呼吸用保護具を使用すること。
- 漏洩・放出時の対応：排水口および水面への流入を防止し、可能な限り液体を回収、残液は不活性吸収材で吸着して適用される廃棄規制に従い処分する。廃棄または焼却時は有機エステルに適した温度および滞留時間で設計された熱処理が一般的に用いられる。
詳細な危険性、輸送および規制情報については製品別安全データシート（SDS）および適用される地域の法律を参照すること。
