四氯化碳

四氯化碳（化學式：CCl₄），也稱四氯甲烷或氯烷，常態下為無色液體。過去常用作滅火器中的滅火有機物質，也曾經是常用的冷卻劑。

四氯化碳
IUPAC名 Tetrachloromethane 四氯甲烷
別名	氯烷、海龍104
識別
CAS號	56-23-5  Y
PubChem	5943
ChemSpider	5730
SMILES	C(Cl)(Cl)(Cl)Cl
InChI	1/CCl4/c2-1(3,4)5
InChIKey	VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYAV
UN編號	1846
EINECS	200-262-8
ChEBI	27385
RTECS	FG4900000
KEGG	C07561
性質
化學式	CCl4
摩爾質量	153.82 g·mol⁻¹
外觀	無色液體
密度	1.5842 g/cm3 (液) 1.831 g.cm-3, -186 °C (固) 1.809 g.cm-3, -80 °C (固)
熔點	-22.92 °C (250 K)
沸點	76.72 °C (350 K)
溶解性（水）	0.8 g/L, 25 °C
log P	2.64
蒸氣壓	11.94 kPa, 20 °C
kH	365 kJ.mol-1 (24.8°C)
結構
晶體結構	單斜
分子構型	正四面體
危險性
歐盟危險性符號 有毒 T 危害環境N
警示術語	R：R23/24/25-R40-R48/23-R59-R52/53
安全術語	S：S1/2-S23-S36/37-S45-S59-S61
NFPA 704	0 3 0
閃點	不可燃
若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

可與醇、醚、石油醚、石腦油、冰醋酸、二硫化碳、氯代烴混溶。在氯代甲烷中，毒性最強。

製取

甲烷和氯氣在光照的條件下會發生取代反應，其最終產物就是四氯化碳。反應方程式如下：

性質

四氯化碳是一種無色透明的揮發性液體，具有特殊的芳香氣味，味甜。與乙醇、乙醚、氯仿、苯、二硫化碳、石油醚和多數揮發油等混溶。

在四氯化碳分子中，4個氯原子是由共價鍵以正四面體的結構分布碳原子的四周。因為其結構對稱，所以四氯化碳呈非極性，化學反應性呈惰性。甲烷也具有相同的結構，使四氯化碳成為鹵代甲烷。作為一種有機溶劑，它非常容易溶解其它非極性化合物，例如脂肪和油。它也能溶解碘。它在常溫下穩定，但是在高溫下會水解並放出光氣（COCl₂）：

CCl₄+H₂O→COCl₂+2HCl

在五氯化銻催化劑存在下，四氯化碳會與氟化氫反應，可以生成氟氯甲烷，如一氟三氯甲烷、二氟二氯甲烷，即氟利昂製冷劑。

CCl₄+HF→CCl₃F+HCl

CCl₄+2HF→CCl₂F₂+2HCl

在高溫下（> 200°C）與硫反應生成二硫化碳。

CCl₄+6S→CS₂+2S₂Cl₂

在無水氯化鋁催化作用下，四氯化碳與苯反應，生成三苯基氯甲烷。

在鐵或鐵鹽的催化作用下，加熱至330℃能促使四氯化碳氧化分解，生成光氣。

2CCl₄+O₂→2COCl₂+2Cl₂

在加熱條件下，四氯化碳能與鹵鹽反應，生成其他四鹵化物，如四氯化碳與氟化銀、溴化鋁或碘化鋁反應，分別生成四氟化碳、四溴化碳或四碘化碳：

4AgF+CCl₄→CF₄+4AgCl

4AlBr₃+3CCl₄→3CBr₄+4AlCl₃

4AlI₃+3CCl₄→3CI₄+4AlCl₃

在微量氯化氫存在的條件下，四氯化碳與高氯酸銀作用，產生具有爆炸性的化合物三氯高氯酸甲烷（Cl₃CClO₄）。

CCl₄+AgClO₄→Cl₃CClO₄+AgCl^[1]

固態四氯化碳有2種晶體：其中一種是在低於-47.5℃（225.6 K）時所形成的晶體II（crystalline II），另一種是在高於-47.5℃時所形成的晶體I（crystalline II）^[2]。

在-47.3℃下它具有單斜晶系結構，空間群為C₂ / c，晶格常數a=20.3，B =11.6，C =19.9（.10-1nm），β=111°。其密度比水大，是一種緻密的非水相液體^[3]

歷史

四氯化碳最初是由法國化學家亨利·維克托·勒尼奧在1839年用氯仿與氯反應合成^[4]，但現在它主要由甲烷產生：

CH₄+4Cl₂→CCl₄+4HCl

經常使用其他氯反應的副產物作為原料，例如利用二氯甲烷和氯仿：

C₂Cl₆+Cl₂→2CCl₄

在此之前，20世紀50年代，四氯化碳是在105至130℃的溫度下由氯化二硫化碳製得的：^[5]

CS₂+3Cl₂→CCl₄+ S₂Cl₂

由於環境問題以及使用四氯化碳作為原料的氟氯化碳（CFCl）的需求下降，使得四氯化碳的產量自1980年代以來急劇下降。 截止1992年，在美國歐洲日本的產量大約為72萬噸。^[5]

用途

• 主要用作生產氟利昂F11和F12的原料，用作滅火劑、有機物氯化劑、香料浸出劑、乾洗去污劑、穀物熏蒸劑等。
• 可用作藥物的萃取劑、織物的乾洗劑。
• 也可用來合成氟里昂、尼龍7、尼龍9的單體
• 可制三氯甲烷和藥物；金屬切削中用作潤滑劑。
• 分析中用作脂肪、樹脂、樹膠等不燃性溶劑。提取帶色的各種金屬和某些絡合物的二苯硫代偶氮肼羰化合物。
• 檢定硼、溴、鈣、銅、碘和鎳。測定硼、溴、氯、鉬、磷、銀、鎢和釩。香花和種子的油質浸出劑。有機微量分析測定氯的標準。電子工業清洗劑。

替代品

由於四氯化碳是一種可致癌的有機化學物，而且會破壞臭氧層，現今用於清潔的四氯化碳大多數都已被三氯乙烯所取代。

分布

四氯化碳廣泛存在於大氣。河水、海水、海藻和海洋表層沉積物中，在海水中的濃度一般為ppb級。紅藻中的四氯化碳估計為生物自身所合成。南北兩半球大氣中四氯化碳的含量很接近，而且比按生產量估算出的進入環境的數量為高，這與大氣中氯與甲烷的作用有關。工業生產的四氯化碳主要通過海-空界面進入海洋，估計大氣→海洋通量為1.4×10¹⁰克/年，相當於大氣中四氯化碳總量的30%。四氯化碳可作為水團混合過程的示蹤物。^[1]

危害性

毒性分級	中毒
急性毒性	口服-大鼠 LD50: 2350 mg/kg;口服-小鼠 LD50:8263 mg/kg
刺激數據	皮膚-兔子 500 mg/24h 輕度;眼睛-兔子500 mg/24h 輕度
允許接觸限	中國25mg/m3;美國0.005mg/L[6]

應急處理方法

迅速撤離泄漏污染區人員至安全區，並進行隔離，嚴格限制出入。

⑴四氯化碳為無色液體，發生於地面上的污染事故緊急處理方法同三氯甲烷：

①迅速用土、沙子或其它可以取到的材料築成壩以阻止液體的流動，特別要防止其流入附近的水體中，用土壤將其覆蓋並將其吸收。也可以在其流動的下方向挖一坑，將其收集在坑內以防四處擴散，然後將液體收集到合適的容器中。

②在處理過程中不要用鐵器(如鐵勺、鐵容器、鐵鏟等)，應改用其它工具，因為鐵有助於四氯甲烷分解生成毒性更大的光氣。有條件的話，操作人員在處理過程中應戴上防毒面具，或其它防護設備。

③將受污染的土壤清除剝離後集中進行處理，有以下幾種方法可視情況選用：

a.加熱土壤並加水(H₂O)，使四氯甲烷(CCl₄)生成甲酸(HCOOH)、一氧化碳(CO)和鹽酸(HCl)；

b.將濃鹼液加入到土壤中使其與四氯甲烷(CCl₄)反應生成一氧化碳(CO)；

c.將稀釋的氫氧化鈉(NaOH)或氫氧化鉀(KOH)加入土壤中，使其與四氯甲烷(CCl₄)反應生成甲酸鈉或甲酸鉀；

以上操作應避免在光照條件下進行。

d.對土壤進行焚燒處理，要保證完全燃燒，以防止光氣產生。

⑵由於四氯化碳在環境中很穩定，故三氯甲烷的一些處置技術均不適用於它，只可利用其易揮發的特點進行自然或人工強制性揮發至大氣中。當有大量氣態四氯化碳揮發彌散時，應疏散污染源下風向的人群，以防中毒。

⑶水體中受到污染時的處理處置技術同三氯甲烷：當四氯甲烷液體進入水體後，應設法阻斷受污染水域與其它水域的通道，其方法為築壩使其停止流動；開溝使其流向另一水體(如排污渠)等等。由於四氯甲烷屬揮發性鹵代烴類，對受其污染的水體最為簡便易行處理方法是使用曝氣(包括深進曝氣)法，使其迅速從水體中逸散到大氣中。另外，處理土壤的幾種方法也可酌情使用。

廢棄物處置方法：用焚燒法。廢料同其它燃料混合後焚燒，燃燒要充分，防止生成光氣。焚燒爐排氣中的鹵化氫通過酸洗滌器除去。此外，還應考慮用蒸餾法提純並回收四氯化碳。^[1]

中毒臨床表現

人體對四氯化碳毒性易感性差別很大。吸入高濃度的四氯化碳蒸氣後，可迅速出現昏迷、抽搐等急性中毒症狀，並可引發肺水腫、呼吸麻痹。稍高濃度吸入，有精神抑制、神志模糊、噁心、嘔吐、腹痛、腹瀉。中毒第2至4天呈現肝、腎損害徵象。嚴重時出現腹水、急性肝壞死和腎功能衰竭。少數可有心肌損害、心房顫動、心室早搏。經口服中毒，肝臟症狀明顯。慢性中毒表現為神經衰弱症候群及胃腸功能紊亂，少數可有肝腫大及肝功異常，腎功能損害罕見，視神經炎及周圍神經炎也為數很少。^[1]

治療

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主要對神經系統及肝腎損害對症處理。口服中毒洗胃時，可先用液體石蠟或植物油溶解毒物，並嚴防吸入呼吸道。忌用腎上腺素及含乙醇的藥物，以防誘發室性顫動和病症加重。尤其要注意防治肝、腎功能衰竭。出現腎功能衰竭時，可作血液透析或腹膜透析治療。^[1]

檢查項目

1. 肝功能檢查 ：血清ALT、AST活性升高明顯，可作為四氯化碳中毒急性期肝功能損害的主要診斷指標。血清肝膽酸、血清前白蛋白等測定亦為敏感指標。嚴重受損時，血清膽紅素、凝血酶原時間明顯升高，而血清白蛋白明顯降低。
2. 尿常規及腎功能檢查 ：尿液成分的改變可能是腎功能損害的早期證據。血尿素氮、肌酐增高、內生肌酐清除率降低是測定腎小球濾過率(GFR)常用而敏感的方法。GFR下降超過50%者可考慮急性腎功能衰竭的診斷。
3. 血及呼出氣中四氯化碳濃度測定，可作為診斷參考。^[1]

參見

• 氯甲烷
• 二氯甲烷
• 三氯甲烷

外部連結

• 國際化學品安全卡0024
• ChemSub Online: 四氯化碳（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

參考資料

1. CCl4的性质. [unknow]. （原始內容存檔於2014-12-17）. 請檢查|access-date=中的日期值 (幫助)
2. Carbon tetrachloride Carbon tetrachloride 請檢查|url=值 (幫助). [unknow]. （原始內容存檔於2017-06-30）. 請檢查|access-date=中的日期值 (幫助)
3. F. Brezina, J. Mollin, R. Pastorek, Z. Sindelar. Chemicke tabulky anorganickych sloucenin (Chemical tables of inorganic compounds). SNTL, 1986.
4. V. Regnault (1839) "Sur les chlorures de carbone CCl et CCl² " (On the chlorides of carbon CCl and CCl² ), Annales de Chimie et de Physique, vol. 70, pages 104-107. Reprinted in German as: V. Regnault (1839). "Ueber die Chlorverbindungen des Kohlenstoffs, C₂Cl₂ und CCl₂ (On the chlorine compounds of carbon, C₂Cl₂ und CCl₂)". Annalen der Pharmacie 30 (3): 350–352. doi:10.1002/jlac.18390300310.
5. Manfred Rossberg, Wilhelm Lendle, Gerhard Pfleiderer, Adolf Tögel, Eberhard-Ludwig Dreher, Ernst Langer, Heinz Jaerts, Peter Kleinschmidt, Heinz Strack, Richard Cook, Uwe Beck, Karl-August Lipper, Theodore R. Torkelson, Eckhard Löser, Klaus K. Beutel, 「Chlorinated Hydrocarbons」 in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2006 Wiley-VCH, Weinheim.doi:10.1002/14356007.a06_233.pub2
6. 周公度. 《化学辞典》. 北京: 化學工業出版社. 2004. ISBN 7-5025-4409-7.