디에틸 말로네이트 (105-53-3) 물리적 및 화학적 특성
디에틸 말로네이트
정밀화학 및 제약 합성에서 공식화 및 유기합성 작업 흐름을 위한 C3 빌딩 블록으로 널리 사용되는 일반적인 말로네이트 에스터입니다.
| CAS Number | 105-53-3 |
| Family | 말로네이트 에스터(다이에스터) |
| Typical Form | 무색 액체 |
| Common Grades | EP, FCC, JP, Reagent Grade, USP |
디에틸 말로네이트는 간단한 지방족 다이에스터로, 말로닉(프로판다이오산)산의 다이에틸 에스터에 해당하며 말로네이트 에스터 구조군에 속합니다. 분자는 메틸렌(—CH2—) 단위를 중앙에 두고 두 개의 에스터 카보닐기를 포함하며, 이 활성화된 메틸렌은 에놀레이트 화학에서 특징적인 작용기입니다. 구조적으로는 중성이고, 적당히 극성(위상극성표면적(TPSA) = 52.6 Ų)이며, 분자식은 C7H12O4, 분자량은 160.17입니다. 전자적 특징으로는 두 개의 카보닐 π-계 (중앙 메틸렌에 대해 강한 전자흡인기)와 네 개의 수소결합 수용체 자리(두 카보닐 산소와 두 에스터 산소)를 포함하며, 수소결합 공여기는 없습니다.
화학적으로 디에틸 말로네이트는 쉽게 에놀화 가능한 에스터로 작용합니다: 중앙 메틸렌의 수소 원자는 일반적인 지방족 C–H 결합에 비해 산성화되어 있으며, 일반적인 염기에 의해 탈양성자화되어 안정화된 에놀레이트를 형성하며 이는 C–C 결합 형성 반응(알킬화, 축합, 마이클 첨가)에서 사용됩니다. 가수분해(화학적 및 효소적)에 민감하여 에탄올과 말로닉산을 생성하며, 중성에서 염기성 조건 하에서 가수분해 속도가 증가하고 에스테라아제 타입의 효소에 의해 촉매될 수 있습니다. 물리적으로는 무색, 과일 향이 나는 에스터 냄새의 액체이며, 휘발성은 적당하고 저급 에스터에 비해 물에 대한 용해도는 낮으나 많은 유기용매에는 잘 용해되어 합성 중간체 및 용매/조제제 조절제로서 다용도로 활용됩니다.
디에틸 말로네이트는 산업적으로 바로비튜레이트, 의약품, 살충제, 비타민, 염료, 향료 제조에 합성 중간체로 널리 사용되며, 낮은 농도에서는 향미/향료 성분으로도 활용됩니다. 이 물질에 대해 보고된 일반 상업 등급에는 EP, FCC, JP, Reagent Grade, USP가 포함됩니다.
기본 물리적 특성
밀도
상온에서 보고된 실험적 밀도 값:
- 20 °C에서 1.0551 g·cm⁻³.
- 20 °C에서 1.06 g·cm⁻³.
- 측정 범위: 1.053–1.056 g·cm⁻³.
이 값들은 분자 포장이 물보다 약간 높은 밀도를 갖는 산소 함유 유기 액체임을 반영합니다.
녹는점
- 보고된 녹는점: -50 °C.
현재 데이터에서는 추가적인 고체상 열적 상변화 데이터가 실험적으로 확인되어 있지 않습니다.
끓는점
보고된 끓는점:
- 200 °C.
- 760.00 mm Hg에서 199.00~200.00 °C.
- 199 °C(다른 보고).
높은 정상 끓는점은 분자량과 두 개의 에스터기에서 기인하는 분자간 극성 상호작용을 반영합니다.
증기압
사용 가능한 증기압 데이터:
- 미확인 온도에서 0.26 mm Hg.
- 25 °C에서 0.19 mm Hg.
- SI 단위로 25 °C에서 36 Pa.
이 증기압 값들은 상온에서 중간 정도의 휘발성을 나타내며 관련 에스터의 대기 중 반감기 추정치와 일치합니다.
인화점
보고된 인화점/점화 데이터:
- 개방 컵에서 200 °F (93 °C).
- 밀폐 컵에서 85 °C.
디에틸 말로네이트는 가연성이 있으므로 점화원으로부터 멀리하고 적절한 인화성 액체 관리 지침을 준수해야 합니다.
화학적 특성
용해도 및 상 거동
정량적 및 정성적 용해도 데이터:
- 20 °C에서 물에 대한 용해도: 20 g·L⁻¹ (중간 수준).
- 37 °C에서 23.2 mg·mL⁻¹ (약 23.2 g·L⁻¹에 해당).
- 에탄올 및 디에틸 에테르에 상용해; 아세톤과 벤젠에는 매우 잘 용해; 클로로포름, 다수의 식물성 오일 및 프로필렌 글리콜에는 용해; 한 소스에 따르면 글리세린과 광유에는 200 °C에서 불용성으로 보고됨.
종합적으로 볼 때 디에틸 말로네이트는 중간 정도의 수용성과 높은 유기용매 용해도를 보여 균질 유기 반응 및 제형에서 시약 및 중간체로서 취급이 용이합니다.
반응성 및 안정성
- 가수분해: 화학적 및 효소적 가수분해 시 에탄올과 말로닉산 생성; 중성-염기성 조건에서 가수분해가 촉진됨. 지방조직 리파제 및 알파 키모트립신 등의 프로테아제(단일 에스터로 변환)와 같은 효소가 이 변환을 촉매할 수 있음.
- 부적합성: 산화제와 반응하며, 강산, 강염기, 강환원제와는 통제되지 않은 조건에서 접촉을 피해야 함.
- 열분해: 가열 시 분해하며 일산화탄소 등 탄소 산화물과 거칠고 자극적인 연기를 방출함. 보고된 자동 점화 온도: 435 °C.
- 안정성: 권장 저장 조건(서늘하고 건조하며 통풍이 잘 되고 밀폐된 용기) 하에서는 안정함이 보고됨.
염기와의 반응(에놀레이트 형성)이 주요 합성적 용도이며, 에스터 기능기가 보존되어야 하는 공정에서는 가수분해를 반드시 제어해야 합니다.
열역학 데이터
표준 엔탈피 및 열용량
- 증발 엔탈피: 64.7 kJ·mol⁻¹.
현 데이터 범위 내에서 표준 생성 엔탈피 또는 등압 열용량(Cp)에 대한 실험적으로 확립된 값은 없습니다.
분자 특성
분자량 및 분자식
- 분자식: C7H12O4.
- 분자량: 160.17.
LogP 및 극성
- 보고된 옥탄올-물 분배계수 로그 값: log Kow = 0.96.
- 계산된 XLogP3: 1.
- 위상극성표면적 (TPSA): 52.6 Ų.
이 값들은 중간 정도의 지질 친화성을 나타내며, 분자가 약하게 지질 친화적 상으로 분배되면서도 충분히 극성이 있어 극성 유기용매에 용해되고 물에도 중간 정도로 용해됨을 시사합니다.
구조적 특징
- SMILES: CCOC(=O)CC(=O)OCC
- InChI: InChI=1S/C7H12O4/c1-3-10-6(8)5-7(9)11-4-2/h3-5H2,1-2H3
- InChIKey: IYXGSMUGOJNHAZ-UHFFFAOYSA-N
주요 구조적 속성: 중앙의 프로판다이오에이트 골격에 두 개의 에틸 에스터 치환기를 갖고 있으며, 두 개의 전자흡인 카보닐기 사이에 위치한 활성화된 메틸렌(산성화된 α-CH2)이 에놀레이트 형성과 후속 C–C 결합 형성 반응을 가능하게 합니다.
추가 계산된 지표:
- 정확한 단일동위원소 질량: \(160.07355886\).
- 수소 결합 공여자 수: \(0\).
- 수소 결합 수용체 수: \(4\).
- 회전 가능 결합 수: \(6\).
- 중원자 수: \(11\).
식별자 및 동의어
등록 번호 및 코드
- CAS 번호: 105-53-3
- 유럽연합(EC) 번호: 203-305-9
- UNII: 53A58PA183
- ChEBI: CHEBI:167785
- ChEMBL: CHEMBL177114
- DSSTox 물질 ID: DTXSID7021863
- FEMA 번호: 2375
- HMDB: HMDB0029573
- ICSC 번호: 1739
- JECFA 번호: 614
- InChIKey: IYXGSMUGOJNHAZ-UHFFFAOYSA-N
- SMILES: CCOC(=O)CC(=O)OCC
동의어 및 구조 명칭
화학 명명 데이터베이스에서 확인된 일반 동의어 및 체계적 명칭:
- 디에칠 말로네이트
- 디에칠 프로파네디오에이트
- 에틸 말로네이트
- 말론산, 디에칠 에스터
- 프로파네디오산, 디에칠 에스터
- 말론산 에스터
- 카르베톡시아세틱 에스터
- 디카르베톡시메탄
(추가 판매자 및 역사적 동의어도 존재하며, 위 목록은 주요 명칭과 구조 변형을 제시합니다.)
산업 및 상업적 용도
대표적 용도 및 산업 분야
디에칠 말로네이트는 다수 산업 분야에서 화학 중간체로 사용됩니다:
- 의약품 제조 (특히 바로비테이트 및 기타 활성 골격 합성에 사용).
- 농약 중간체.
- 비타민, 염료, 특수 유기 화합물 생산.
- 저농도 향미 및 향료 성분 (FEMA 향미 프로필: 사과).
- 적당한 극성과 에스터 기능을 갖는 제형 및 반응 매체에서 용매 또는 공동 용매 역할.
보고된 상업적 활동은 기본 유기 화학 및 특수 화학 제조 부문에서의 일반적 제조 및 사용을 포함합니다.
합성 및 제형에서의 역할
디에칠 말로네이트의 중심 합성 유용성은 활성화된 메틸렌기에 있습니다: 탈양성자화로 말로네이트 에놀레이트가 생성되어 알킬화, 콘덴세이션(Knoevenagel 반응), 마이클 첨가 및 관련 C–C 결합 형성 과정을 겪습니다. 일반적으로 다음에 적용됩니다:
- 알킬화 연속 반응을 통해 가수분해 및 탈카복실화 후 치환 아세테이트 및 카복실산 유도체 구축.
- 벤질리데네말로네이트 및 관련 공액 시스템 생성용 Knoevenagel 축합.
- 두 탄소단위 단편 도입 또는 다음 변환을 위한 치환 말로네이트 생성 등 제어된 에놀레이트 화학이 필요한 실험실 및 공정 합성.
특정 제형 또는 공정에 대한 간결한 적용 요약이 필요한 경우, 위 기술된 반응성 프로필을 기반으로 선택됩니다.
안전 및 취급 개요
급성 및 직업적 독성
- LD50 (쥐, 경구): \(15\ \mathrm{g}\,\mathrm{kg}^{-1}\) (또는 \(15,794\ \mathrm{mg}\,\mathrm{kg}^{-1}\)로 보고됨).
- LD50 (생쥐, 경구): \(6400\ \mathrm{mg}\,\mathrm{kg}^{-1}\).
- LD50 (토끼, 피부): \(>5\ \mathrm{g}\,\mathrm{kg}^{-1}\).
- LD50 (기니피그, 피부): \(>10\ \mathrm{mL}\,\mathrm{kg}^{-1}\).
위험 등급 및 급성 영향:
- 눈 자극성: 심한 눈 자극을 유발할 수 있음 (GHS 위험 H319; 동물 실험에서 중등도에서 중증 각막 영향 보고).
- 피부: 일부 연구에서 경미한 피부 자극 보고.
- 흡입: 고농도 노출 시 기침 및 호흡기 자극 보고; 증기가 저지대에 축적될 수 있음.
- 환경 급성 위해성: 수생 생물에 유해 (급성 수생 독성 연구에서 물고기 LC/EC 값이 수십 mg·L^-1 범위로 보고됨).
응급 처치 및 긴급 조치 (요약):
- 흡입 시: 신선한 공기로 이동하고 증상 지속 시 의료 도움을 받으십시오.
- 피부 접촉 시: 물과 비누로 세척하고 오염된 의복 제거.
- 눈 접촉 시: 여러 분간 물로 세척 후 의료 도움을 받으십시오.
- 섭취 시: 구토 유발하지 말고, 의식이 있을 경우 물로 희석 후 의료 도움을 받으십시오.
저장 및 취급 시 주의사항
- 저장: 용기를 밀폐하여 건조하고 환기 잘 되는 곳에 보관; 강력한 산화제와 분리하여 저장. 일부 보고에서는 증기가 공기보다 무거워 바닥 근처 환기 권장.
- 취급: 증기, 미스트, 에어로졸 흡입을 피하고 국소 배기 환기를 사용하며, 점화원 제거; 정전기 축적 방지 조치 실시.
- 개인 보호장비: 보호안경/안면 보호구, 화학 저항성 장갑, 불침투성 보호복 착용. 호흡기 보호는 공학적 제어가 불충분할 경우 적절한 카트리지 또는 공급 공기 장치 사용.
- 화재 대응: 물 분무, 알코올 저항성 폼, 건조 화학제, 이산화탄소 사용; 가열 시 압력 상승 및 용기 파손 위험 있음. 분해 시 일산화탄소 등 자극성 연기 발생—필요 시 소방관용 독립식 호흡기 사용.
폐기 및 유출 대응: - 하수 및 환경 배출 방지. 액체 유출은 적절한 용기에 수집; 잔류액은 불활성 물질로 흡수 후 지역 규정에 따라 폐기. 허용되는 경우 화학 소각로에서 애프터버너와 세정장치 사용 소각이 적절한 방법.
상세 규제, 운송 및 제품별 위험 정보는 제품 안전보건자료(SDS) 및 관련 지역 규정을 참조하십시오.
