异佛尔酮二异氰酸酯
异佛尔酮二异氰酸酯（英文名：Isophorone diisocyanate；英文缩写：IPDI；分子式：C12H18N2O2），是氰化物和脂肪族二异氰酸酯的化合物。异佛尔酮二异氰酸酯为透明至浅黄色液体，有刺激性气味；密度比水略大，不溶于水；吸入体内有毒，皮肤接触有毒；对皮肤有刺激性；摩尔质量为222.28g/摩尔。
IPDI可用来生产油漆涂料、弹性体、特种纤维和粘合剂等，并可做为化学合成的基本原料。用IPDI生产的聚氨酯磁漆和清漆具有高硬度、柔韧性、耐磨性和耐化学药品性，并且具有良好的保色性和耐紫外光、耐粉化和耐气候等性能。各封闭型面漆可用于汽车、飞机、机床、木器家具、PVC薄膜、整体的泡沫塑料以及人造革、地板漆等。
IPDI有毒，具有腐蚀性。在运输和加工时，应严格遵守异氰酸酯操作的安全规程，注意戴防护眼镜和防毒手套。1848年，Wurtz首次通过用有机硫酸酯烷基化氰酸钙合成了异氰酸酯。1884年，Hentschel提到了通过胺光气化反应合成异氰酸酯的首次尝试。2020年8月3日，欧盟委员会通过法规（EU）2020/1149，修订REACH法规，限制二异氰酸酯（diisocyanates）投放市场与使用。
发现历史
1848年，Wurtz首次通过用有机硫酸酯烷基化氰酸钙合成了异氰酸酯。1884年，Hentschel提到了通过胺光气化反应合成异氰酸酯的首次尝试。直到1937年，Otto Bayer发现了首个二异氰酸酯合成和二异氰酸酯加聚过程，异氰酸酯才不再只是科学上的好奇心。尽管异氰酸酯的合成方法多种多样，但胺光气化反应成为了唯一具有工业重要性的方法。
理化性质
物理性质
密度：1.1±0.1克/立方厘米；沸点：286.9±13.0°C（760mmHg）；熔点：-60°C；分子式：C12H18N2O2；分子量：222.28；闪点：116.0±25.2°C；LogP：4.67；蒸汽压：0.0±0.6mmHg（25°C）；折射率：1.520；稳定性：与所有含有活性氢的物质反应，如酸、胺、水、酚、巯基化合物、酰胺和尿素。可能对湿度敏感；水溶性：\u003c0.1g/100mL（25ºC）；自燃温度：430℃；加热分解时，放出氮氧化物和氢氰酸的有毒烟雾。IPDI是一种低粘度的液体，在较低的储存温度下，没有结晶现象。它可以以任何比例同酯类、酮类、醚类、芳香族和脂肪族碳氢化合物混溶。
化学性质
由于IPDI是含有两个不同异氰化物组成的二异氰酸酯，反应速度较慢，大约需10小时左右。IPDI是由两种立体异构体按一定比例组成的混合物。虽然IPDI比已知的芳香族二异氰酸酯难于反应，但可以借助催化剂加快其反应，行之有效的催化剂有：有机金属化合物，像二月桂酸二丁基锡（DBTDL）；金属盐，像辛酸锡、辛酸铅、辛酸锌；叔胺、像三乙烯二胺；苯汞盐类和乙酰丙酮的络盐，例如，Fe-Ⅲ、锰Ⅲ和锆Ⅳ的苯汞盐和乙酰丙酮的络盐。尤其是这些络盐和叔胺的混合物，是高活性的催化体系。
IPDI是一种非芳香族二异氰酸酯，是集脂环族和脂肪族异氰酸酯于一体的二异氰酸酯，两个不同的异氰酸酯基由于在分子中所处的位置不同，其活性有很大差异。直链上的NCO比脂环上的NCO约活泼十倍。与一般异氰酸酯一样，可与含活泼氢的物质如醇、胺、水、脲、氨基甲酸酯反应，其活性比芳香族异氰酸酯低，反应活性受催化剂影响极大，常用的催化剂包括二月桂酸二丁基锡，锡、铅、锌等的辛酸酯，固胺等叔胺、苯基汞盐和铁、锰、锆等乙酰丙酮的复合盐。
应用领域
IPDI能生产出高稳定性的聚氨酯，这种聚氨酯特别耐光引起的变色，且具有强的抗化学药品性，故而可广泛用于聚氨酯化学的各个领域。IPDI可用来生产油漆涂料、弹性体、特种纤维和粘合剂等，并可做为化学合成的基本原料。用IPDI生产的聚氨酯磁漆和清漆具有高硬度、柔韧性、耐磨性和耐化学药品性，并且具有良好的保色性和耐紫外光、耐粉化和耐气候等性能。各封闭型面漆可用于汽车、飞机、机床、木器家俱、PVC薄膜、整体的泡沫塑料以及人造革、地板漆等。IPDI还可用于面部护理的留置面膜或去角质产品。
IPDI是新型推进剂的重要成分。在火箭发动机内，通常需用弹性衬层将推进剂粘接在绝缘层上，处理过程的复杂性极易造成粘接缺陷，这被认为是许多火箭发射失败的主要原因。IPDI的两个异氰酸酯基反应性不同，在火箭发动机内，既可与绝缘层反应形成均匀涂层，又可与推进剂（如HTPB型推进剂）反应，使得绝缘层与推进剂及燃料很好地粘接在一起。
生理作用
异佛尔酮二异氰酸酯属于氰化物，氰化物是电子传递链（存在于真核生物线粒体内膜中的第四复合体）中细胞色素c氧化酶的抑制剂。它与该酶中的铁原子结合。氰化物与细胞色素c氧化酶的结合阻止了电子从细胞色素c氧化酶向氧气的传递。结果，电子传递链受到干扰，细胞无法再通过有氧呼吸产生ATP供能。主要依赖有氧呼吸的组织，如中枢神经系统和心脏，受影响尤为严重。氰化物还因其与过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶、高铁血红蛋白、羟钴胺素、磷酸酶、酪氨酸酶、抗坏血酸氧化酶、黄嘌呤氧化酶、琥珀酸脱氢酶和Cu/Zn超氧化物歧化酶等蛋白质的结合而产生一些毒性效应。氰化物与高铁血红蛋白中的铁离子结合形成无活性的氰基高铁血红蛋白。
合成过程
异佛尔酮二异氰酸酯在工业上通过相应的胺（异佛尔酮二胺）与光气反应或通过碳酸酯路线（胺与尿素和醇的反应）制备。
安全事宜
毒理
人类
人类志愿者暴露于异佛尔酮二异氰酸酯气溶胶后，表现出眼鼻粘膜刺激；随着浓度增加，观察到眼粘膜和呼吸通道的强烈刺激。强烈粘膜刺激会导致眼、肺和消化道症状。接触异氰酸酯的人群中观察到刺激性和过敏性接触性皮炎。由异氰酸酯引起的哮喘和致敏会表现出急性气道阻塞、咳嗽、喘证、呼吸短促、胸闷和夜间醒来等传统症状。可能会引发哮喘反应。由异氰酸酯引起的过敏性肺炎症状类似流感，包括呼吸短促、干咳、发热、寒战、出汗、乏力和恶心。可能导致不可逆的肺功能下降和间质纤维化的发展。高剂量异氰酸酯暴露可能产生致命的肺水肿或卡他性炎症。职业性哮喘与工作场所异佛尔酮二异氰酸酯暴露有关，并可能通过吸入和皮肤接触此化合物在生产或使用异佛尔酮二异氰酸酯的工作场所发生。异佛尔酮二胺和异佛尔酮二异氰酸酯之间可能存在交叉敏感性，它们在工人中具有化学相关性。
动物研究
将异佛尔酮二异氰酸酯外用（非封闭）涂抹在完整豚鼠类皮肤上，在初次挑战时显示出明显的接触性皮肤过敏，再次挑战时几乎无反应。暴露于异佛尔酮二异氰酸酯的实验大鼠表现出非特异性刺激、喘证血管扩张；鼻子和头部毛发呈棕色染色，呼吸嘈杂；暴露当天体重减轻，食物和水摄入量减少；轻度下肺叶充血。异佛尔酮二异氰酸酯在雌性小鼠中引起显著的接触性皮炎。
急性毒性数据
体外/人、肺，抑制剂浓度（50%杀灭）：95gm/L/24H；体外/大鼠、肺，抑制剂浓度（50%杀灭）：2511.9μmol/L/1H；吸入/豚鼠类，致死浓度（50%杀伤）：118mg/m3/1H；口服/大鼠，致死量（50%杀伤）：4825毫克/公斤。
接触限值
8小时时间加权平均值（TWA）：0.005ppm；MAK（最大工作场所浓度）：0.046毫克/立方米；REL-STEL（短期暴露限值）：0.02ppm（0.180毫克/立方米）。
健康危害
有毒、腐蚀性；吸入、摄入或接触（皮肤、眼睛）蒸气、粉尘或物质可能导致严重伤害、灼伤或死亡。与熔融物质接触可能导致皮肤和眼睛严重灼伤。与水或湿空气反应可能释放有毒、腐蚀性或易燃气体。与水反应可能产生大量热量，增加空气中的烟雾浓度。火灾会产生刺激性、腐蚀性有毒气体。灭火或稀释水的径流可能具有腐蚀性、毒性，并导致环境污染。
防治方法
急救
1、紧急联络：立即呼叫医疗服务。确保医护人员知晓所涉物质并采取防护措施，避免自身污染。2、现场处置：在安全前提下将伤者转移至空气新鲜处。若伤者呼吸困难，立即给予吸氧。3、呼吸与心跳骤停处理：如无自主呼吸：禁止口对口人工呼吸（因伤者可能吸入或摄入该物质）。若检测到脉搏且配备呼吸辅助设备：清洁面部与口腔后，使用气囊面罩、带单向阀的便携面罩等医疗设备进行人工呼吸。若未检测到脉搏或无设备：持续进行胸外按压，每2分钟检查脉搏或观察自主呼吸迹象。4、污染物清除：移除并隔离污染的衣物与鞋袜。轻微皮肤接触时，避免污染物扩散至未受影响的皮肤区域。5、接触后处理：皮肤或眼睛接触物质时，立即用流动清水冲洗至少20分钟。严重烧伤需立即就医。6、后续观察：注意暴露（吸入、摄入或皮肤接触）可能导致延迟性伤害。保持伤者平静与体温，持续观察其状态。如需进一步协助，联系当地毒物控制中心。7、专业操作要求：基础生命支持（BLS）和高级生命支持（ALS）必须由经过培训的专业人员执行。
防护
佩戴正压自给式呼吸器（SCBA）；在没有火灾风险的情况下，穿着制造商特别推荐的化学防护服；结构消防员的防护服提供热保护，但只能提供有限的化学保护。
消防程序
如材料起火或卷入火情：切勿扑灭火势，除非可切断物质流动。使用与周边火源类型适配的灭火剂扑救（注：该材料本身不燃或极难点燃）。优先采用水雾进行大范围覆盖喷淋：对所有受影响的容器持续注水冷却；尽量保持远距离操作；可配合泡沫、干粉或二氧化碳灭火剂。严格管控消防废水，避免流入下水道及水源。
处置方法
自污染物抑制、防护服/设备清洗或污染区域清理的废水，应被收集并评估目标化学物质或分解产物的浓度。污染物浓度必须低于适用的环境排放或处置标准。经主管部门审查并确保不会发生“穿透性”违规后，允许对废水进行预处理和/或排放至许可的废水处理设施。需充分考虑处理、转移及处置过程中，工作人员可能面临的暴露风险（吸入、皮肤接触、摄入）。若无法通过上述方式管理废水，必须依据《EPA 40 CFR Part 261》（特别是B分部）评估，以确定符合地方、州及联邦的处置要求。
安全存储
与碱、酸、醇、胺、酰胺、酚类、硫醇以及食品和饲料分开存放。存放在通风良好的房间内。关得好。凉。干。存放在没有排水管或下水道通道的地方。
安全标志
H315（96.1%）：引起皮肤刺激（警告：皮肤腐蚀/刺激）；
H317（\u003e99.9%）：可能引起皮肤过敏反应（警告：致敏，皮肤）；
H319（96.1%）：引起严重的眼睛刺激（警告：严重的眼睛损伤/眼睛刺激）；
H330（38.8%）：吸入致命（危险：急性毒性，吸入）；
H331（63.6%）：吸入有毒（危险：急性中毒，吸入）；
H334（98.4%）：吸入可能引起过敏或哮喘症状或呼吸困难（危险：致敏、呼吸）；
H335（98.6%）：可能引起呼吸道刺激（警告：特异性靶器官毒性，单次暴露；呼吸道刺激）；
H411（96.4%）：对水生生物有毒，具有长期持续影响（对水生环境有害，长期危害）。
法规限制
2020年8月3日，欧盟委员会通过法规（EU）2020/1149，修订REACH法规，限制二异氰酸酯（diisocyanates）投放市场与使用。2023年8月24日后，二异氰酸酯将不得单独用作物质，也不得用作其他物质或混合物的成分用于工业和专业用途，以下两种情况除外：单独或混合二异氰酸酯的浓度低于0.1%（按重量计）；雇主或个体经营者确保工业或专业使用者在使用该物质之前经过安全使用培训。
参考资料
Isophorone diisocyanate.pubchem.2025-03-29
isophorone diisocyanate.chemsrc.2025-03-29
1.2.3 - Commercial Isocyanates.poliuretanos.com.br.2025-04-05
欧盟限制二异氰酸酯投放市场与使用.国别贸易投资环境信息网.2025-03-29