四氯化碳

四氯化碳（化学式：CCl₄），也称四氯甲烷或氯烷，常态下为无色液体。过去常用作灭火器中的灭火有机物质，也曾经是常用的冷却剂。

四氯化碳
IUPAC名 Tetrachloromethane 四氯甲烷
别名	氯烷、海龙104
识别
CAS号	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编号	1846
EINECS	200-262-8
ChEBI	27385
RTECS	FG4900000
KEGG	C07561
性质
化学式	CCl4
摩尔质量	153.82 g·mol⁻¹
外观	无色液体
密度	1.5842 g/cm3 (液) 1.831 g.cm-3, -186 °C (固) 1.809 g.cm-3, -80 °C (固)
熔点	-22.92 °C (250 K)
沸点	76.72 °C (350 K)
溶解性（水）	0.8 g/L, 25 °C
log P	2.64
蒸气压	11.94 kPa, 20 °C
kH	365 kJ.mol-1 (24.8°C)
结构
晶体结构	单斜
分子构型	正四面体
危险性
欧盟危险性符号 有毒 T 危害环境N
警示术语	R：R23/24/25-R40-R48/23-R59-R52/53
安全术语	S：S1/2-S23-S36/37-S45-S59-S61
NFPA 704	0 3 0
闪点	不可燃
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

可与醇、醚、石油醚、石脑油、冰醋酸、二硫化碳、氯代烃混溶。在氯代甲烷中，毒性最强。

制取

甲烷和氯气在光照的条件下会发生取代反应，其最终产物就是四氯化碳。反应方程式如下：

性质

四氯化碳是一种无色透明的挥发性液体，具有特殊的芳香气味，味甜。与乙醇、乙醚、氯仿、苯、二硫化碳、石油醚和多数挥发油等混溶。

在四氯化碳分子中，4个氯原子是由共价键以正四面体的结构分布碳原子的四周。因为其结构对称，所以四氯化碳呈非极性，化学反应性呈惰性。甲烷也具有相同的结构，使四氯化碳成为卤代甲烷。作为一种有机溶剂，它非常容易溶解其它非极性化合物，例如脂肪和油。它也能溶解碘。它在常温下稳定，但是在高温下会水解并放出光气（COCl₂）：

CCl₄+H₂O→COCl₂+2HCl

在五氯化锑催化剂存在下，四氯化碳会与氟化氢反应，可以生成氟氯甲烷，如一氟三氯甲烷、二氟二氯甲烷，即氟利昂制冷剂。

CCl₄+HF→CCl₃F+HCl

CCl₄+2HF→CCl₂F₂+2HCl

在高温下（> 200°C）与硫反应生成二硫化碳。

CCl₄+6S→CS₂+2S₂Cl₂

在无水氯化铝催化作用下，四氯化碳与苯反应，生成三苯基氯甲烷。

在铁或铁盐的催化作用下，加热至330℃能促使四氯化碳氧化分解，生成光气。

2CCl₄+O₂→2COCl₂+2Cl₂

在加热条件下，四氯化碳能与卤盐反应，生成其他四卤化物，如四氯化碳与氟化银、溴化铝或碘化铝反应，分别生成四氟化碳、四溴化碳或四碘化碳：

4AgF+CCl₄→CF₄+4AgCl

4AlBr₃+3CCl₄→3CBr₄+4AlCl₃

4AlI₃+3CCl₄→3CI₄+4AlCl₃

在微量氯化氢存在的条件下，四氯化碳与高氯酸银作用，产生具有爆炸性的化合物三氯高氯酸甲烷（Cl₃CClO₄）。

CCl₄+AgClO₄→Cl₃CClO₄+AgCl^[1]

固态四氯化碳有2种晶体：其中一种是在低于-47.5℃（225.6 K）时所形成的晶体II（crystalline II），另一种是在高于-47.5℃时所形成的晶体I（crystalline II）^[2]。

在-47.3℃下它具有单斜晶系结构，空间群为C₂ / c，晶格常数a=20.3，B =11.6，C =19.9（.10-1nm），β=111°。其密度比水大，是一种致密的非水相液体^[3]

历史

四氯化碳最初是由法国化学家亨利·维克托·勒尼奥在1839年用氯仿与氯反应合成^[4]，但现在它主要由甲烷产生：

CH₄+4Cl₂→CCl₄+4HCl

经常使用其他氯反应的副产物作为原料，例如利用二氯甲烷和氯仿：

C₂Cl₆+Cl₂→2CCl₄

在此之前，20世纪50年代，四氯化碳是在105至130℃的温度下由氯化二硫化碳制得的：^[5]

CS₂+3Cl₂→CCl₄+ S₂Cl₂

由于环境问题以及使用四氯化碳作为原料的氟氯化碳（CFCl）的需求下降，使得四氯化碳的产量自1980年代以来急剧下降。 截止1992年，在美国欧洲日本的产量大约为72万吨。^[5]

用途

• 主要用作生产氟利昂F11和F12的原料，用作灭火剂、有机物氯化剂、香料浸出剂、干洗去污剂、谷物熏蒸剂等。
• 可用作药物的萃取剂、织物的干洗剂。
• 也可用来合成氟里昂、尼龙7、尼龙9的单体
• 可制三氯甲烷和药物；金属切削中用作润滑剂。
• 分析中用作脂肪、树脂、树胶等不燃性溶剂。提取带色的各种金属和某些络合物的二苯硫代偶氮肼羰化合物。
• 检定硼、溴、钙、铜、碘和镍。测定硼、溴、氯、钼、磷、银、钨和钒。香花和种子的油质浸出剂。有机微量分析测定氯的标准。电子工业清洗剂。

替代品

由于四氯化碳是一种可致癌的有机化学物，而且会破坏臭氧层，现今用于清洁的四氯化碳大多数都已被三氯乙烯所取代。

分布

四氯化碳广泛存在于大气。河水、海水、海藻和海洋表层沉积物中，在海水中的浓度一般为ppb级。红藻中的四氯化碳估计为生物自身所合成。南北两半球大气中四氯化碳的含量很接近，而且比按生产量估算出的进入环境的数量为高，这与大气中氯与甲烷的作用有关。工业生产的四氯化碳主要通过海-空界面进入海洋，估计大气→海洋通量为1.4×10¹⁰克/年，相当于大气中四氯化碳总量的30%。四氯化碳可作为水团混合过程的示踪物。^[1]

危害性

毒性分级	中毒
急性毒性	口服-大鼠 LD50: 2350 mg/kg;口服-小鼠 LD50:8263 mg/kg
刺激数据	皮肤-兔子 500 mg/24h 轻度;眼睛-兔子500 mg/24h 轻度
允许接触限	中国25mg/m3;美国0.005mg/L[6]

应急处理方法

迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并进行隔离，严格限制出入。

⑴四氯化碳为无色液体，发生于地面上的污染事故紧急处理方法同三氯甲烷：

①迅速用土、沙子或其它可以取到的材料筑成坝以阻止液体的流动，特别要防止其流入附近的水体中，用土壤将其覆盖并将其吸收。也可以在其流动的下方向挖一坑，将其收集在坑内以防四处扩散，然后将液体收集到合适的容器中。

②在处理过程中不要用铁器(如铁勺、铁容器、铁铲等)，应改用其它工具，因为铁有助于四氯甲烷分解生成毒性更大的光气。有条件的话，操作人员在处理过程中应戴上防毒面具，或其它防护设备。

③将受污染的土壤清除剥离后集中进行处理，有以下几种方法可视情况选用：

a.加热土壤并加水(H₂O)，使四氯甲烷(CCl₄)生成甲酸(HCOOH)、一氧化碳(CO)和盐酸(HCl)；

b.将浓碱液加入到土壤中使其与四氯甲烷(CCl₄)反应生成一氧化碳(CO)；

c.将稀释的氢氧化钠(NaOH)或氢氧化钾(KOH)加入土壤中，使其与四氯甲烷(CCl₄)反应生成甲酸钠或甲酸钾；

以上操作应避免在光照条件下进行。

d.对土壤进行焚烧处理，要保证完全燃烧，以防止光气产生。

⑵由于四氯化碳在环境中很稳定，故三氯甲烷的一些处置技术均不适用于它，只可利用其易挥发的特点进行自然或人工强制性挥发至大气中。当有大量气态四氯化碳挥发弥散时，应疏散污染源下风向的人群，以防中毒。

⑶水体中受到污染时的处理处置技术同三氯甲烷：当四氯甲烷液体进入水体后，应设法阻断受污染水域与其它水域的通道，其方法为筑坝使其停止流动；开沟使其流向另一水体(如排污渠)等等。由于四氯甲烷属挥发性卤代烃类，对受其污染的水体最为简便易行处理方法是使用曝气(包括深进曝气)法，使其迅速从水体中逸散到大气中。另外，处理土壤的几种方法也可酌情使用。

废弃物处置方法：用焚烧法。废料同其它燃料混合后焚烧，燃烧要充分，防止生成光气。焚烧炉排气中的卤化氢通过酸洗涤器除去。此外，还应考虑用蒸馏法提纯并回收四氯化碳。^[1]

中毒临床表现

人体对四氯化碳毒性易感性差别很大。吸入高浓度的四氯化碳蒸气后，可迅速出现昏迷、抽搐等急性中毒症状，并可引发肺水肿、呼吸麻痹。稍高浓度吸入，有精神抑制、神志模糊、恶心、呕吐、腹痛、腹泻。中毒第2至4天呈现肝、肾损害征象。严重时出现腹水、急性肝坏死和肾功能衰竭。少数可有心肌损害、心房颤动、心室早搏。经口服中毒，肝脏症状明显。慢性中毒表现为神经衰弱症候群及胃肠功能紊乱，少数可有肝肿大及肝功异常，肾功能损害罕见，视神经炎及周围神经炎也为数很少。^[1]

治疗

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主要对神经系统及肝肾损害对症处理。口服中毒洗胃时，可先用液体石蜡或植物油溶解毒物，并严防吸入呼吸道。忌用肾上腺素及含乙醇的药物，以防诱发室性颤动和病症加重。尤其要注意防治肝、肾功能衰竭。出现肾功能衰竭时，可作血液透析或腹膜透析治疗。^[1]

检查项目

1. 肝功能检查 ：血清ALT、AST活性升高明显，可作为四氯化碳中毒急性期肝功能损害的主要诊断指标。血清肝胆酸、血清前白蛋白等测定亦为敏感指标。严重受损时，血清胆红素、凝血酶原时间明显升高，而血清白蛋白明显降低。
2. 尿常规及肾功能检查 ：尿液成分的改变可能是肾功能损害的早期证据。血尿素氮、肌酐增高、内生肌酐清除率降低是测定肾小球滤过率(GFR)常用而敏感的方法。GFR下降超过50%者可考虑急性肾功能衰竭的诊断。
3. 血及呼出气中四氯化碳浓度测定，可作为诊断参考。^[1]

参见

• 氯甲烷
• 二氯甲烷
• 三氯甲烷

外部链接

• 国际化学品安全卡0024
• ChemSub Online: 四氯化碳（页面存档备份，存于互联网档案馆）

参考资料

1. CCl4的性质. [unknow]. （原始内容存档于2014-12-17）. 请检查|access-date=中的日期值 (帮助)
2. Carbon tetrachloride Carbon tetrachloride 请检查|url=值 (帮助). [unknow]. （原始内容存档于2017-06-30）. 请检查|access-date=中的日期值 (帮助)
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: 化学工业出版社. 2004. ISBN 7-5025-4409-7.