2,3-丁二酮 | 431-03-8

• 物质功能分类: 香精与香料 - 合成香料
• 分子结构分类: 有机化合物 - 有机氧化合物
• 中文名称: 2,3-丁二酮
• 中文别名: 双乙酰；丁二酮；二甲基乙二酮；2,3-丁烷二酮；二乙酰；双乙；2,3-二酮基丁烷；2,3,4-三甲氧基-6-甲基苯酚；二甲基乙二醛
• 英文名称: dimethylglyoxal
• 英文别名: 2,3-Butanedione；Diacetyl；butane-2,3-dione；2,3-butadione；biacetyl；butanedione；2,3-butandione；butan-2,3-dione
• CAS: 431-03-8
• 化学式: C₄H₆O₂
• mdl: MFCD00008756
• 分子量: 86.0904
• InChiKey: QSJXEFYPDANLFS-UHFFFAOYSA-N

物化性质

• 熔点：
  -4--2 °C
• 沸点：
  88 °C(lit.)
• 密度：
  0.985 g/mL at 20 °C
• 蒸气密度：
  3 (vs air)
• 闪点：
  45 °F
• 溶解度：
  200g/l
• 暴露限值：
  ACGIH: TWA 0.01 ppm; STEL 0.02 ppmNIOSH: TWA 5 ppb; STEL 25 ppb
• LogP：
  -1.340
• 物理描述：
  Diacetyl appears as a clear colorless liquid with a strong chlorine-like odor. Flash point 80°F. Less dense than water. Vapors heavier than air.
• 颜色/状态：
  Greenish-yellow liquid
• 气味：
  Quinone odor; vapors have a chlorine-like odor
• 味道：
  Taste characteristics at 50 ppm: sweet, buttery, creamy and milky
• 蒸汽密度：
  3 (NTP, 1992) (Relative to Air)
• 蒸汽压力：
  56.8 mm Hg at 25 °C
• 亨利常数：
  1.33e-05 atm-m3/mole
• 大气OH速率常数：
  2.38e-13 cm3/molecule*sec
• 稳定性/保质期：
  1. 天然存在于月桂油、香旱芹子油、欧白芷根油、树莓、草莓、奶油和葡萄酒中，因易挥发，仅存在于精油的初馏分及蒸馏水中。这种物质蒸汽压高，在室温下能迅速挥发，溶于乙醇、乙醚、大多数非挥发性油和丙二醇，并可溶解在甘油和水里，但不溶于矿物油。使用时应穿戴防护服。 2. 该物质存在于烤烟烟叶、香料烟烟叶及烟气中。 3. 天然存在于芬兰松、当归和薰衣草的精油中，以及留尼汪香叶油、瓜哇香茅油和赖百当油中。 4. 大部分情况下，这种物质是在植物原料进行水蒸气处理时生成的。
• 自燃温度：
  365 °C
• 分解：
  When heated to decomposition it emits acrid smoke and fumes.
• 气味阈值：
  8.6 ppb.
• 折光率：
  Index of refraction: 1.3951 at 20 °C.
• 保留指数：
  558;558;558;560;604;586;561;561;572;558;560;613;619;555;550;565;564;613;594;575;575;569.2;578;578;603;562;625;560;563;560;566;569;558;560;558;604;568;563;555;558;563;575;561;570;619;605;565;575.3;582.2

计算性质

• 辛醇/水分配系数(LogP)：
  -1.3
• 重原子数：
  6
• 可旋转键数：
  1
• 环数：
  0.0
• sp3杂化的碳原子比例：
  0.5
• 拓扑面积：
  34.1
• 氢给体数：
  0
• 氢受体数：
  2

ADMET

代谢

在大鼠肝脏的制剂中，KB-1585（氨苄青霉素的一种新的口服吸收良好的酯）被迅速水解为氨苄青霉素和二乙酰，后者进一步通过乙偶姻代谢为2,3-丁二醇。

In a rat liver prepn, KB-1585 ... , a new orally well-absorbed ester of ampicillin, ... was rapidly hydrolyzed to ampicillin and diacetyl which was further metabolized to 2,3-butanediol via acetoin.

来源:Hazardous Substances Data Bank (HSDB)

代谢

鸽子肝脏二乙酰还原酶催化二乙酰转化为乙偶姻。

Pigeon-liver diacetyl reductase catalyzed the conversion of diacetyl to acetoin.

来源:Hazardous Substances Data Bank (HSDB)

代谢

使用大鼠肝脏匀浆、肝脏灌注和体内实验定量研究了二乙酰（2,3-丁二酮）、乙偶姻（3-羟基-2-丁酮）和2,3-丁二醇的代谢，这些是乙醛的代谢产物。在这些实验中，二乙酰和乙偶姻被还原为2,3-丁二醇，但乙偶姻和2,3-丁二醇很少被氧化为二乙酰，这表明从二乙酰到2,3-丁二醇的还原反应在大鼠肝脏中活跃进行。二乙酰形成乙偶姻需要NADH或NADPH作为还原剂，而乙偶姻还原为2,3-丁二醇需要NADH。与二乙酰相比，乙偶姻和2,3-丁二醇更容易在脑组织中积累。

The metabolism of diacetyl (2,3-butanedione), acetoin (3-hydroxy-2-butanone), and 2,3-butanediol, which are metabolites of acetaldehyde was quantitatively investigated using rat liver homogenate, liver perfusion, and in vivo experiments. Diacetyl and acetoin were reduced to 2,3-butanediol in these experiments, but acetoin and 2,3-butanediol were scarcely oxidized to diacetyl, indicating that the reduction reaction to 2,3-butanediol from diacetyl occurs actively in rat liver. The formation of acetoin from diacetyl required either NADH or NADPH as a reductant, while the reduction of acetoin to 2,3-butanediol required NADH. Acetoin and 2,3-butanediol were more readily accumulated than diacetyl in brain tissue.

来源:Hazardous Substances Data Bank (HSDB)

代谢

Diacetyl is reduced to 2,3-butanediol (A350).

Diacetyl is reduced to 2,3-butanediol (A350).

来源:Toxin and Toxin Target Database (T3DB)

毒理性

• 毒性总结

鉴定和使用：二乙酰（DA）是一种黄色液体。它被用作合成香料物质和添加剂。二乙酰被广泛用作蛋白质的化学修饰剂，与精氨酸残基结合。人类暴露和毒性：二乙酰是一种常见的二酮香料剂，用于提供黄油味以及其他用途。工业暴露于香料剂，尤其是二乙酰，最近被发现与闭塞性细支气管炎有关，这是一种严重的呼吸道疾病，会导致纤维化和小气道的阻塞。这在微波爆米花生产工业中最常见，但也在其他地方发生。除了闭塞性细支气管炎外，呼吸症状和肺功能异常（固定气流阻塞）也与暴露有关。直接对呼吸道上皮的影响，以及紊乱的纤维化修复，似乎是最可能的潜在机制。当前数据表明二乙酰是负责的药剂，尽管二乙酰可能只是另一个致病因素的标志。微波爆米花公司的工人经历了正常的原因死亡率，但慢性阻塞性肺病相关的死亡率较高，特别是公司在减少二乙酰暴露之前雇佣的工人。根据病例报告，食用含有二乙酰的爆米花的消费者也可能出现肺部疾病。 动物研究：雄性小鼠通过吸入200或400 ppm的二乙酰6小时/天，连续5天。400 ppm导致死亡和急性坏死性鼻炎、喉炎和支气管炎（近端大气道）。暴露于200 ppm导致少数死亡，所有小鼠出现急性坏死性鼻炎和侵蚀性或坏死性喉炎。暴露小鼠的肺和细支气管没有病变。慢性支气管炎、喉炎和鼻炎在暴露2周和4周后出现。在大鼠中，二乙酰吸入会增加气道上皮感觉神经中的P物质水平。因为气道中的P物质释放会促进炎症，感觉神经的激活介导反射，神经变化可能有助于调味品相关肺病的发生。当通过腹腔一次性每周给予小鼠24周的二乙酰（1.70或8.40 mg/kg [0.0197或0.0976 mmol/kg]）时，没有诱导任何肺部肿瘤。在交配的第6-10天给仓鼠，第6-15天给小鼠和大鼠口服含有90%二乙酰的溶液。所有物种的剂量为每天16、74、345或1600 mg/kg体重。对母体生存、体重或生殖参数，或对胎儿生存或外部、骨骼或软组织的显微镜下外观没有影响。在存在丙腈的情况下，二乙酰在酿酒酵母中诱导有丝分裂染色体丢失。在几个细菌测试中，二乙酰通常在含有和不含有代谢活化的沙门氏菌typhimurium菌株TA100、102和104中显示致突变活性，但对菌株TA98无作用。在Escherichia coli菌株WP2 uvra中获得了矛盾的结果，但在使用E. coli PQ37的SOS-染色体测试中证明了非致突变性。二乙酰在小鼠骨髓细胞微核试验中也呈阴性。

IDENTIFICATION AND USE: Diacetyl (DA) is a yellow liquid. It is used as synthetic flavoring substance and adjuvant. Diacetyl has been widely used as a chemical modifier of proteins, combining with arginine residues. HUMAN EXPOSURE AND TOXICITY: Diacetyl is a diketone flavoring agent that is commonly employed for buttery taste as well as other purposes. Industrial exposure to flavoring agents, particularly diacetyl, has recently been associated with bronchiolitis obliterans, a severe respiratory illness producing fibrosis and obstruction of the small airways. This has been most commonly reported in the microwave popcorn production industry, but it has occurred elsewhere. In addition to bronchiolitis obliterans, spirometry abnormalities (fixed airflow obstruction) and respiratory symptoms have been associated with exposure. A direct effect on the respiratory epithelium with the disorganized fibrotic repair appears most likely as the underlying mechanism. Current data suggest that diacetyl is the agent responsible, although it is possible that diacetyl is simply a marker for another causative agent. Workers at the microwave popcorn company experienced normal rates of all-cause mortality but higher rates of chronic obstructive pulmonary disease-associated mortality, especially workers employed before the company reduced diacetyl exposure. According to case reports, lung disease could also arise in the consumers of diacetyl-containing popcorn. ANIMAL STUDIES: Male mice were exposed by inhalation to 200 or 400 ppm DA 6 hr/day for 5 days. 400 ppm caused deaths and acute necrotizing rhinitis, laryngitis and bronchitis (proximal large bronchi). Exposure to 200 ppm caused a few deaths and acute necrotizing rhinitis and erosive or necrotizing laryngitis in all mice. There were no lung or bronchiolar lesions in the DA exposed mice. Chronic bronchitis, laryngitis, and rhinitis were present after 2 and 4 weeks of exposure. In rats diacetyl inhalation increases substance P levels in sensory nerves of airway epithelium. Because substance P release in airways promotes inflammation and activation of sensory nerves mediates reflexes, neural changes may contribute to flavorings-related lung disease pathogenesis. When given i.p. to mice once weekly for 24 weeks, diacetyl (1.70 or 8.40 mg/kg [0.0197 or 0.0976 mmol/kg]) did not induce any lung tumors. Groups of hamsters, mice, and rats were given a solution containing 90% diacetyl by gavage on days 6-10 of gestation for hamsters and days 6-15 of gestation for mice and rats. The doses for all species were 16, 74, 345, or 1600 mg/kg bw per day. No effects were seen on maternal survival, weight, or reproductive parameters or on fetal survival or microscopic appearance of external, skeletal, or soft tissues. Diacetyl induced mitotic chromosome loss in Saccharomyces cerevisiae in the presence of propionitrile. In several bacterial assays, diacetyl generally showed mutagenic activity in Salmonella typhimurium strains TA100, 102, and 104 with and without metabolic activation but none against strain TA98. Conflicting results were obtained in Escherichia coli strain WP2 uvra, but nonmutagenicity was demonstrated in the SOS-chromotest using E. coli PQ37. Diacetyl was also negative in a micronucleus test using mouse bone marrow cells.

来源:Hazardous Substances Data Bank (HSDB)

毒理性

• 毒性总结

双乙酰是一种胆碱酯酶或乙酰胆碱酯酶（AChE）抑制剂。胆碱酯酶抑制剂（或“抗胆碱酯酶”）抑制乙酰胆碱酯酶的作用。由于其基本功能，干扰乙酰胆碱酯酶作用的化学物质是强大的神经毒素，在低剂量时会导致过度流涎和眼泪，随后是肌肉痉挛，最终导致死亡。神经气体和许多用于杀虫剂的物质已被证明通过结合乙酰胆碱酯酶活性位点的丝氨酸，完全抑制该酶。乙酰胆碱酯酶分解神经递质乙酰胆碱，该递质在神经和肌肉接头处释放，以使肌肉或器官放松。乙酰胆碱酯酶抑制的结果是乙酰胆碱积聚并继续发挥作用，使得任何神经冲动不断传递，肌肉收缩不会停止。最常见的乙酰胆碱酯酶抑制剂之一是基于磷的化合物，它们被设计用来结合到酶的活性位点上。结构要求是一个带有两个亲脂性基团的磷原子，一个离去基团（如卤素或硫氰酸盐）以及一个末端的氧。

Diacetyl is a cholinesterase or acetylcholinesterase (AChE) inhibitor. A cholinesterase inhibitor (or 'anticholinesterase') suppresses the action of acetylcholinesterase. Because of its essential function, chemicals that interfere with the action of acetylcholinesterase are potent neurotoxins, causing excessive salivation and eye-watering in low doses, followed by muscle spasms and ultimately death. Nerve gases and many substances used in insecticides have been shown to act by binding a serine in the active site of acetylcholine esterase, inhibiting the enzyme completely. Acetylcholine esterase breaks down the neurotransmitter acetylcholine, which is released at nerve and muscle junctions, in order to allow the muscle or organ to relax. The result of acetylcholine esterase inhibition is that acetylcholine builds up and continues to act so that any nerve impulses are continually transmitted and muscle contractions do not stop. Among the most common acetylcholinesterase inhibitors are phosphorus-based compounds, which are designed to bind to the active site of the enzyme. The structural requirements are a phosphorus atom bearing two lipophilic groups, a leaving group (such as a halide or thiocyanate), and a terminal oxygen.

来源:Toxin and Toxin Target Database (T3DB)

毒理性

• 致癌性证据

A4：不能分类为人类致癌物。

A4: Not classifiable as a human carcinogen.

来源:Hazardous Substances Data Bank (HSDB)

毒理性

• 致癌物分类

无致癌性迹象（未被国际癌症研究机构列名）。

No indication of carcinogenicity (not listed by IARC). (L135)

来源:Toxin and Toxin Target Database (T3DB)

毒理性

• 健康影响

急性接触胆碱酯酶抑制剂可能会导致胆碱能危象，表现为严重的恶心/呕吐、流涎、出汗、心动过缓、低血压、崩溃和抽搐。肌肉无力可能性增加，如果呼吸肌受到影响，可能会导致死亡。在运动神经上累积的乙酰胆碱会导致神经肌肉接头处烟碱受体的过度刺激。当这种情况发生时，可能会出现肌肉无力、疲劳、肌肉痉挛、肌肉颤动和麻痹等症状。当自主神经节上乙酰胆碱积聚时，这会导致交感神经系统中烟碱受体的过度刺激。与此相关的症状包括高血压和低血糖。由于乙酰胆碱积聚，中枢神经系统中烟碱乙酰胆碱受体的过度刺激会导致焦虑、头痛、抽搐、共济失调、呼吸和循环抑制、震颤、全身无力，甚至可能昏迷。当由于副交感神经乙酰胆碱受体上乙酰胆碱过量而出现毒蕈碱过度刺激时，可能会出现视力障碍、胸部紧绷、由于支气管收缩引起的喘息、支气管分泌物增加、唾液分泌增加、流泪、出汗、肠蠕动和排尿等症状。与有机磷农药暴露特别相关的生殖效应包括男性和女性的生育能力、生长和发育。关于生殖效应的研究大多是在农村地区使用农药和杀虫剂的农民中进行的。在女性中，月经周期紊乱、怀孕时间延长、自然流产、死产以及后代的一些发育效应与有机磷农药暴露有关。产前暴露与胎儿生长和发育受损有关。神经毒性效应也与有机磷农药中毒有关，在人类中引起四种神经毒性效应：胆碱能综合症、中间综合症、有机磷诱导的迟发性多发性神经病（OPIDP）和慢性有机磷诱导的神经精神障碍（COPIND）。这些综合症在急性暴露和慢性暴露于有机磷农药后发生。

Acute exposure to cholinesterase inhibitors can cause a cholinergic crisis characterized by severe nausea/vomiting, salivation, sweating, bradycardia, hypotension, collapse, and convulsions. Increasing muscle weakness is a possibility and may result in death if respiratory muscles are involved. Accumulation of ACh at motor nerves causes overstimulation of nicotinic expression at the neuromuscular junction. When this occurs symptoms such as muscle weakness, fatigue, muscle cramps, fasciculation, and paralysis can be seen. When there is an accumulation of ACh at autonomic ganglia this causes overstimulation of nicotinic expression in the sympathetic system. Symptoms associated with this are hypertension, and hypoglycemia. Overstimulation of nicotinic acetylcholine receptors in the central nervous system, due to accumulation of ACh, results in anxiety, headache, convulsions, ataxia, depression of respiration and circulation, tremor, general weakness, and potentially coma. When there is expression of muscarinic overstimulation due to excess acetylcholine at muscarinic acetylcholine receptors symptoms of visual disturbances, tightness in chest, wheezing due to bronchoconstriction, increased bronchial secretions, increased salivation, lacrimation, sweating, peristalsis, and urination can occur. Certain reproductive effects in fertility, growth, and development for males and females have been linked specifically to organophosphate pesticide exposure. Most of the research on reproductive effects has been conducted on farmers working with pesticides and insecticdes in rural areas. In females menstrual cycle disturbances, longer pregnancies, spontaneous abortions, stillbirths, and some developmental effects in offspring have been linked to organophosphate pesticide exposure. Prenatal exposure has been linked to impaired fetal growth and development. Neurotoxic effects have also been linked to poisoning with OP pesticides causing four neurotoxic effects in humans: cholinergic syndrome, intermediate syndrome, organophosphate-induced delayed polyneuropathy (OPIDP), and chronic organophosphate-induced neuropsychiatric disorder (COPIND). These syndromes result after acute and chronic exposure to OP pesticides.

来源:Toxin and Toxin Target Database (T3DB)

吸收、分配和排泄

2,3-丁二酮（BD）是一种在人造黄油调味料中反应性很强的二酮，据认为会导致微波爆米花制造行业的工人发生闭塞性细支气管炎。闭塞性细支气管炎通常在不可逆转的损伤发生后才被诊断出来；因此，需要一个早期暴露的生物标志物。BD通过吸入暴露的系统摄取尚未被评估。这里的目的是评估BD的系统暴露以及与血红蛋白和血清蛋白的结合。[^(14)C]BD被给予雄性哈兰斯普雷格道利大鼠（100 mg/kg，气管内滴注）和B6C3F1/N小鼠（157 mg/kg，口咽吸入）。在给药后24小时收集血液和血浆，并分析其^(14)C含量。在24小时时，大鼠血液中有0.88 +/- 0.07%的给药剂量，大鼠血浆中有0.66 +/- 0.06%，小鼠血液中有0.38 +/- 0.13%，小鼠血浆中有0.17 +/- 0.05%。大鼠中血清蛋白的结合为269 +/- 24.2 ng等效物./mg，这占血浆中放射活性的38%。在小鼠中，结合为85.0 +/- 22.3 ng等效物./mg血清蛋白，这占血浆中放射活性的51%。大鼠中与血红蛋白的结合为38.2 +/- 17.6 ng等效物./mg，与球蛋白的结合为29.1 +/- 3.96 ng等效物./mg。在小鼠中，与血红蛋白的结合为16.2 +/- 9.0 ng等效物./mg。通过质谱法研究了血红蛋白和血清蛋白上附加物的位置。在大鼠球蛋白中，在体外和体内检测到β链上的R-30和R-104精氨酸附加物。在大鼠血清蛋白中，在体外检测到R-219/221、R-360和R-368的附加物，在体内检测到各种精氨酸残基上的附加物。这项研究表明BD进入系统循环并与血红蛋白和血清蛋白上的精氨酸反应。这些结果表明，血红蛋白和血清蛋白的附加物可能作为人类BD暴露的生物标志物。

2,3-Butanedione (BD) is a reactive diketone in artificial butter flavors that is thought to cause bronchiolitis obliterans in workers in microwave popcorn manufacturing. Bronchiolitis obliterans is generally not diagnosed until irreversible damage has occurred; therefore a biomarker of early exposure is needed. The potential systemic uptake of BD from inhalation exposure has not been evaluated. The objective here was to evaluate the systemic exposure of BD and binding to hemoglobin and albumin. [(14)C]BD was administered to male Harlan Sprague Dawley rats (100 mg/kg, intratracheal instillation) and B6C3F1/N mice (157 mg/kg, oropharyngeal aspiration). Blood and plasma was collected 24 hr after administration and analyzed for (14)C content. At 24 hr, 0.88 +/- 0.07% of the administered dose was in rat blood, 0.66 +/- 0.06% in rat plasma, 0.38 +/- 0.13% in mouse blood and 0.17 +/- 0.05% in mouse plasma. Albumin binding in rats was 269 +/- 24.2 ng equiv./mg, which accounts for 38% of the radioactivity in plasma. In mice, binding was 85.0 +/- 22.3 ng equiv./mg albumin, which accounts for 51% of the radioactivity in plasma. The binding to hemoglobin in rats was 38.2 +/- 17.6 ng equiv./mg, and to globin was 29.1 +/- 3.96 ng equiv./mg. In mice, the binding to hemoglobin was 16.2 +/- 9.0 ng equiv./mg. The site(s) of adduction on hemoglobin and albumin was investigated by mass spectrometry. In rat globin, arginine adducts were detected at R-30 and R-104 of the beta chain in vitro and in vivo. In rat albumin, adducts were detected in vitro on R-219/221, R-360, and R-368, and in vivo on a variety of arginine residues. This study demonstrated that BD enters the systemic circulation and reacts with arginine on hemoglobin and albumin. These results indicate that hemoglobin and albumin adducts may be useful as biomarkers of BD exposure in humans.

来源:Hazardous Substances Data Bank (HSDB)

吸收、分配和排泄

当通过胃内灌注的方式给予Fischer 344雄性大鼠单剂量的放射性标记的[(14)C]二乙酰（1.58、15.8或158 mg/kg [0.0184、0.184或1.84 mmol/kg]）时，72小时内分别有82.0%、72.7%和54.3%的给药剂量以二氧化碳的形式排出。在尿液中，排出的量分别为6.86%、15.7%和34.1%。在所有测试水平上，24小时内尿液、粪便和呼出气中放射性物质的总排泄量占给药剂量的86-87%。在正常大鼠肝线粒体中，二乙酰解偶联了氧化磷酸化，完全消除了底物的呼吸控制，并在使用琥珀酸时部分消除。[综合实验室系统公司；化学信息审查文件，人工黄油风味成分及其组成二乙酰（CAS编号431-03-8）和丙酮]

When administered to male Fischer 344 rats via intragastric gavage, a single dose of radiolabeled [(14)C]diacetyl (1.58, 15.8, or 158 mg/kg [0.0184, 0.184, or 1.84 mmol/kg]) resulted in excretion of 82.0, 72.7, and 54.3% of the administered doses, respectively, as carbon dioxide at 72 hours. In urine, the excreted amounts were 6.86, 15.7, and 34.1%, respectively. At all tested levels, total excretion of radioactivity in urine, feces, and expired breath accounted for 86-87% of the dose recovered within 24 hours. In normal rat liver mitochondria, diacetyl uncoupled oxidative phosphorylation, totally eliminated respiratory control with substrates, and partially eliminated it with succinate.[Integrated Laboratory Systems, Inc.; Chemical Information Review Document for Artificial Butter Flavoring and Constituents Diacetyl [CAS No. 431-03-8] and Acetoin

来源:Hazardous Substances Data Bank (HSDB)

吸收、分配和排泄

这项研究的目标是开发一个基于生理学的药代动力学模型，用于吸入蒸气剂量的测定，并将该模型应用于二乙酰。呼吸道被建模为一连串的气道：鼻子、气管、主支气管、大支气管、小支气管、细支气管和肺泡，其中组织尺寸来源于文献。气态蒸气根据质量传递系数从组织吸收（或解吸）。蒸气在组织内的传递基于分子扩散率，并允许在每个组织隔室中与组织底物直接反应和/或代谢。进行了体外研究，以提供二乙酰代谢动力学和直接反应速率的测量，使得开发一个没有未指定变量的模型成为可能。为了获得模型验证的数据，在雄性F344大鼠中测量了卤烷、丙酮、乙醇和二乙酰的呼吸道摄取。人类模型通过与已发布的吸入蒸气摄取值进行比较来验证。对于人类和大鼠模型，模型估计与实验测量结果之间的一致性良好，验证了模型。模型估计表明，有限量的吸入二乙酰穿透到大鼠的细支气管（<2%），而在轻度运动的人类中，估计有24%的二乙酰穿透到细支气管。人类细支气管组织中二乙酰的浓度估计比大鼠高40倍。这些吸入剂量的差异可能导致人类和大鼠在二乙酰引起的呼吸道损伤方面的差异。

... The goal of this study was to develop a physiologically based pharmacokinetic model for inspired vapor dosimetry and to apply the model to diacetyl. The respiratory tract was modeled as a series of airways: nose, trachea, main bronchi, large bronchi, small bronchi, bronchioles, and alveoli with tissue dimensions obtained from the literature. Airborne vapor was allowed to absorb (or desorb) from tissues based on mass transfer coefficients. Transfer of vapor within tissues was based on molecular diffusivity with direct reaction with tissue substrates and/or metabolism being allowed in each tissue compartment. In vitro studies were performed to provide measures of diacetyl metabolism kinetics and direct reaction rates allowing for the development of a model with no unassigned variables. Respiratory tract uptake of halothane, acetone, ethanol and diacetyl was measured in male F344 rat to obtain data for model validation. The human model was validated against published values for inspired vapor uptake. For both the human and rat models, a close concordance of model estimates with experimental measurements was observed, validating the model. The model estimates that limited amounts of inspired diacetyl penetrate to the bronchioles of the rat (<2%), whereas in the lightly exercising human, 24% penetration to the bronchioles is estimated. Bronchiolar tissue concentrations of diacetyl in the human are estimated to exceed those in the rat by 40-fold. These inhalation dosimetric differences may contribute to the human-rat differences in diacetyl-induced airway injury.

来源:Hazardous Substances Data Bank (HSDB)

安全信息

• TSCA：
  Yes
• 危险等级：
  3
• 安全说明：
  S16,S26,S36/37/39,S37/39,S39,S9
• 危险品运输编号：
  UN 2346 3/PG 2
• WGK Germany：
  2
• 海关编码：
  2914190090
• 危险类别：
  3
• 危险品标志：
  F
• 危险类别码：
  R20/21/22,R36/38,R11
• RTECS号：
  EK2625000
• 包装等级：
  II
• 储存条件：
  本品应密封保存在阴凉处，存储温度为4°C。

SDS

第一部分：化学品名称

化学品中文名称：	2，3-丁二酮；二乙酰
化学品英文名称：	2，3-Butanedione；Diacetyl
中文俗名或商品名：
Synonyms：
CAS No.：	431-03-8
分子式：	C 4 H 6 O 2
分子量：	86.09

第二部分：成分/组成信息

纯化学品 混合物

化学品名称：2，3-丁二酮；二乙酰

有害物成分 含量 CAS No. 2，3-丁二酮 100 431-03-8

第三部分：危险性概述

危险性类别：	第3．2类 中闪点易燃液体
侵入途径：	吸入 食入 经皮吸收
健康危害：	具有刺激性。接触后可引起恶心、头痛和呕吐。
环境危害：	对环境有危害，对大气可造成污染。
燃爆危险：	本品易燃，有毒，具刺激性。

第四部分：急救措施

皮肤接触：	脱去污染的衣着，用流动清水冲洗。
眼睛接触：	立即提起眼睑，用流动清水冲洗。
吸入：	迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。必要时进行人工呼吸。就医。
食入：	误服者给饮大量温水，催吐，就医。

第五部分：消防措施

危险特性：	其蒸气与空气形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与氧化剂能发生强烈反应。其蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源引着回燃。若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。
有害燃烧产物：	一氧化碳、二氧化碳。
灭火方法及灭火剂：	泡沫、二氧化碳、干粉、砂土。用水灭火无效。
消防员的个体防护：	消防人员须佩戴防毒面具、穿全身消防服
禁止使用的灭火剂：
闪点(℃)：	6
自燃温度(℃)：	无资料
爆炸下限[%(V/V)]：	无资料
爆炸上限[%(V/V)]：	无资料
最小点火能(mJ)：
爆燃点：
爆速：
最大燃爆压力(MPa)：
建规火险分级：

第六部分：泄漏应急处理

应急处理：

疏散泄漏污染区人员至安全区，禁止无关人员进入污染区，切断火源。建议应急处理人员戴自给式呼吸器，穿一般消防防护服。在确保安全情况下堵漏。喷水雾会减少蒸发但不能降低泄漏物在受限制空间内的易燃性。用活性炭或其它惰性材料吸收，收集运至废物处理场所处置。也可以用大量水冲洗，经稀释的洗水放入废水系统。如大量泄漏，利用围堤收容，然后收集、转移、回收或无害处理后废弃。

第七部分：操作处置与储存

操作注意事项：	密闭操作，注意通风。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防毒面具（半面罩），戴化学安全防护眼镜，穿防静电工作服，戴橡胶耐油手套。远离火种、热源，工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。防止蒸气泄漏到工作场所空气中。避免与氧化剂、还原剂、碱类接触。灌装时应控制流速，且有接地装置，防止静电积聚。搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。
储存注意事项：	储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过30℃。应与氧化剂、还原剂、碱类、食用化学品分开存放，切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。

第八部分：接触控制/个体防护

最高容许浓度：	中国MAC：未制定标准苏联MAC：未制定标准美国TWA：未制定标准 TLVWN： 未制定标准
监测方法：
工程控制：	密闭操作，注意通风。
呼吸系统防护：	高浓度环境中，佩带防毒面具。
眼睛防护：	必要时戴化学安全防护眼镜。
身体防护：	穿相应的防护服。
手防护：	戴防护手套。
其他防护：	工作现场禁止吸烟、进食和饮水。工作后，淋浴更衣。避免长期反复接触。

第九部分：理化特性

外观与性状：	微绿黄色液体，有强烈的气味。
pH：
熔点(℃)：	无资料
沸点(℃)：	88
相对密度(水=1)：	0．99
相对蒸气密度(空气=1)：	3．00
饱和蒸气压(kPa)：	无资料
燃烧热(kJ/mol)：	无资料
临界温度(℃)：	无资料
临界压力(MPa)：	无资料
辛醇/水分配系数的对数值：	无资料
闪点(℃)：	6
引燃温度(℃)：	无资料
爆炸上限%(V/V)：	无资料
爆炸下限%(V/V)：	无资料
分子式：	C 4 H 6 O 2
分子量：	86.09
蒸发速率：
粘性：
溶解性：	溶于水、乙醇、乙醚。
主要用途：	用作食品香料载体。

第十部分：稳定性和反应活性

稳定性：	在常温常压下 稳定
禁配物：	强氧化剂、强还原剂、强碱。
避免接触的条件：
聚合危害：	不能出现
分解产物：	一氧化碳、二氧化碳。

第十一部分：毒理学资料

急性毒性：	LD50：1580mg／kg(大鼠经口) LC50：无资料
急性中毒：
慢性中毒：
亚急性和慢性毒性：
刺激性：
致敏性：
致突变性：
致畸性：
致癌性：

第十二部分：生态学资料

生态毒理毒性：
生物降解性：
非生物降解性：
生物富集或生物积累性：

第十三部分：废弃处置

废弃物性质：
废弃处置方法：	处置前应参阅国家和地方有关法规。建议用焚烧法处置。
废弃注意事项：

第十四部分：运输信息

危险货物编号：	32081
UN编号：	2346
包装标志：
包装类别：
包装方法：	安瓿瓶外普通木箱；螺纹口玻璃瓶、铁盖压口玻璃瓶、塑料瓶或金属桶（罐）外普通木箱；螺纹口玻璃瓶、塑料瓶或镀锡薄钢板桶（罐）外满底板花格箱、纤维板箱或胶合板箱。
运输注意事项：	运输时运输车辆应配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。夏季最好早晚运输。运输时所用的槽（罐）车应有接地链，槽内可设孔隔板以减少震荡产生静电。严禁与氧化剂、还原剂、碱类、食用化学品等混装混运。运输途中应防曝晒、雨淋，防高温。中途停留时应远离火种、热源、高温区。装运该物品的车辆排气管必须配备阻火装置，禁止使用易产生火花的机械设备和工具装卸。公路运输时要按规定路线行驶，勿在居民区和人口稠密区停留。铁路运输时要禁止溜放。严禁用木船、水泥船散装运输。
RETCS号：
IMDG规则页码：

第十五部分：法规信息

国内化学品安全管理法规：	化学危险物品安全管理条例 (1987年2月17日国务院发布)，化学危险物品安全管理条例实施细则 (化劳发[1992] 677号)，工作场所安全使用化学品规定 ([1996]劳部发423号)等法规，针对化学危险品的安全使用、生产、储存、运输、装卸等方面均作了相应规定；常用危险化学品的分类及标志 (GB 13690-92)将该物质划为第3.2 类中闪点易燃液体。
国际化学品安全管理法规：

第十六部分：其他信息

参考文献：	1.周国泰，化学危险品安全技术全书，化学工业出版社，1997 2.国家环保局有毒化学品管理办公室、北京化工研究院合编，化学品毒性法规环境数据手册，中国环境科学出版社.1992 3.Canadian Centre for Occupational Health and Safety,CHEMINFO Database.1998 4.Canadian Centre for Occupational Health and Safety, RTECS Database, 1989
填表时间：	年月日
填表部门：
数据审核单位：
修改说明：
其他信息：	1
MSDS修改日期：	年月日

制备方法与用途

性状

微绿黄色液体，具有强烈的气味。

性质

散发强烈的奶油香味、发酵香味、乳脂香味和甜香味等。

用途

用于配制奶油香精，是生产吡嗪类香料的主要原料；主要用于食品用香精的配制，特别是作为奶油香精的主要成分，也可应用于牛奶、乳酪及其他一些香味中。如在浆果、焦糖、巧克力、咖啡、樱桃、香荚兰豆、蜂蜜、可可、果香、酒香、烟香、朗姆、坚果、杏仁及生姜等食品中。

含量分析

按醛和酮测定法(OT-7)中的羟胺法进行。取样500mg，计算时当量因子(e)为21.52。建议使用GT-10-4中非极性柱进行测定。

毒性

未规定ADI（FAO/WHO, 1994）；GRAS(FEMA；FDA，§184．1278，2000)。

使用限量

FEMA(mg/kg)：软饮料2.5；冷饮5.9；糖果21；焙烤食品44；布丁类19；胶姆糖35；起酥油11。

食品添加剂最大允许使用量及残留标准

• 添加剂中文名称：丁二酮
• 允许使用该种添加剂的食品中文名称：食品
• 添加剂功能：食品用香料
• 最大允许使用量（g/kg）：用于配制香精的各香料成分不得超过在GB 2760中的最大允许使用量和最大允许残留量

化学性质

黄色至黄绿色液体，大量稀释后(1mg/kg时)呈奶油香气。蒸气压高，室温下能迅速挥发。熔点-3～-4℃，沸点87～88℃，闪点13℃。溶于乙醇、乙醚、大多数非挥发性油和丙二醇，也溶于甘油和水，不溶于矿物油。

天然存在于月桂油、香旱芹子油、欧白芷根油、树莓、草莓、奶油、葡萄酒等中。因易挥发，仅存在于精油的初馏分及蒸馏水中。

用途

GB 2760-96规定为暂时允许使用的食用香料，主要用于配制奶油、干酪发酵风味和咖啡等型香精。此外，还用于配制各种奶香型食用香精，是奶油、人造奶油、干酪和糖果的增香剂，也用作明胶硬化剂及照相粘结剂。

生产方法

在自然界中广泛存在于多种植物的香精油中，如鸢尾油、当归油、月桂油等。工业上通过将甲基乙基酮用亚硝酸处理生成丁酮肟，再用水稀释硫酸分解而得；或采用乙烯基乙炔或甲基乙烯基酮经水合再氧化的方法；实验室可通过二氧化硒氧化丁酮制取，也可采用二酮二肟与亚硝酸钠反应的方法。

生产方法

可以从精油中通过游离法制备：精油1份加2份磷酸生成结晶性加成物C4H6O2?2H3PO4，加水后即释出丁二酮。若磷酸加入过量，则形成液体的加成物。

由葡萄糖经特殊发酵获得。

从甲乙酮为起始原料合成。

将丁酮在盐酸存在下用亚硝酸钠氧化后，再用水稀释硫酸分解而得。

类别

易燃液体

毒性分级

高毒

急性毒性

• 大鼠口服LD50: 1580毫克/公斤;
• 小鼠口服LD50: 250毫克/公斤

刺激数据

• 兔子皮肤接触：500毫克/24小时，中度刺激

可燃性危险特性

遇明火、高温或氧化剂易燃；燃烧产生刺激烟雾

储运特性

库房通风低温干燥；与氧化剂分开存放

灭火剂

干粉、干砂、二氧化碳、泡沫、1211灭火剂

反应信息

• 作为反应物：
  描述：

  2,3-丁二酮 生成 乙烯酮
  参考文献：
  名称：

  NEW BOOKS

  摘要：

  DOI：

  10.1021/ja01683a042
• 作为产物：
  描述：

  acetyl radical 以 gas 为溶剂， 生成 2,3-丁二酮
  参考文献：
  名称：

  乙酰化学在宽温度和压力范围内的反应动力学

  摘要：

  分子调制光谱仪已用于研究乙酰基化学中涉及的复杂化学动力学。这涉及两个乙酰基和甲基的基团的直接监测在相同实验中和在各种温度下（263⩽ Ť / K⩽343）和总的气体浓度（0.3⩽[M] / 10 19分子厘米-32.7 2.7）条件。通过对实验数据进行非线性最小二乘法分析和简单的产品研究，对这些测量进行了补充。以此方式确定了四个反应的速率数据和乙酰基在223 nm处的吸收截面。基于Kassel积分的单分子速率理论已应用于压力依赖的自由基的形成和衰变，以提取T = 303和343 K处的速率常数的极限值。

  DOI：

  10.1039/f19827802423
• 作为试剂：
  描述：

  potassium (4-phenylbutyl)trifluoroborate 、 p-chlorobenzenesulfonyl azide 在 tris(2,2-bipyridine)ruthenium(II) hexafluorophosphate 、 氯化镍二甲氧基乙烷 、 2,3-丁二酮 作用下， 以 乙腈 为溶剂， 反应 24.0h， 以65%的产率得到4-chloro-N-(4-phenylbutyl)benzenesulfonamide
  参考文献：
  名称：

  镍/光氧化还原双催化交叉偶联烷基和酰胺基自由基以构建C（sp 3）–N键

  摘要：

  在良性条件下通过直接自由基-自由基交叉偶联来构建C（sp 3）-N键是一种理想但具有挑战性的方法。在此，通过镍/光氧化还原双重催化，以简明，温和且无氧化剂的方式将烷基和and基自由基交叉偶联以建立脂族C–N键。在该协议中，成功地采用了单电子转移策略，分别从磺酰基叠氮化物/叠氮基甲酸酯和烷基三氟硼酸酯生成N-和C-中心的自由基。然而，光催化剂诱导的三重态-三重态能量转移机制可能不适用于该反应。激发的光催化剂（Ru II / * Ru II / Ru III / Ru II的氧化猝灭途径））结合可能的Ni I / Ni II / Ni III / Ni I催化循环，基于协同实验和计算研究，提出了镍/光氧化还原双催化C（sp 3）–N键形成的方法。

  DOI：

  10.1021/acscatal.1c00731

文献信息

• Efficient assembly of oligomannosides using the hydrophobically assisted switching phase method
  作者：Shuai Meng、Tian Tian、Dong Han、Lin-Na Wang、Shao-Geng Tang、Xiang-Bao Meng、Zhong-Jun Li

  DOI：10.1039/c5ob00730e

  日期：——

  The hydrophobically assisted switching phase (HASP) method was applied in the assembly of oligomannosides.

  水疏水辅助开关相（HASP）方法被应用于寡甘露糖的组装。
• Condensation of Diacetyl with Alkyl Amines: Synthesis and Reactivity of p-Iminobenzoquinones and p-Diiminobenzoquinones
  作者：Carlos Espinoza-Hicks、Rafael Bautista、Saúl Frias-Puente、Vanessa Pelayo、Eder Martínez-Mora、Francisco Delgado、Joaquín Tamariz

  DOI：10.3390/molecules201119716

  日期：——

  Condensation reactions between diacetyl and α-branched primary alkylamines under mild and neutral conditions provided a mixture of 2,5-dimethylbenzoquinone(alkylimines), 2,5-dimethylbenzoquinone(bis-alkyldiimines), and N,N′-dialkyl-2,5-dimethylbenzene-1,4-diamines, which were efficiently separated as pure products by column chromatography. Both 2,5-dimethylbenzoquinone(alkylimines) and 2,5-dimethylbenzoquinone(bis-alkyldiimines) underwent an interchange of the alkylimino group when treated with anilines, followed by reductive aromatization, to provide diarylamines and 1,4-dianilinobenzenes, respectively. Evaluation was also made of the reactivity and selectivity of these compounds in the presence of anilines, thiophenols and alkylhalides.

  在温和中性条件下，双乙酰与α-支链一级烷基胺的缩合反应生成2,5-二甲基苯醌（烷基亚胺）、2,5-二甲基苯醌（双-烷基二亚胺）和N,N'-二烷基-2,5-二甲基苯-1,4-二胺混合物，通过柱层析有效分离为纯品。2,5-二甲基苯醌（烷基亚胺）和2,5-二甲基苯醌（双-烷基二亚胺）在苯胺处理下发生烷基亚胺基团的交换，随后进行还原芳构化，分别得到二芳基胺和1,4-二苯胺基苯。还评估了这些化合物在存在苯胺、硫酚和烷基卤化物时的反应性和选择性。
• Oxidative Release of Copper from Pharmacologic Copper Bis(thiosemicarbazonato) Compounds
  作者：John J. Sirois、Lillian Padgitt-Cobb、Marissa A. Gallegos、Joseph S. Beckman、Christopher M. Beaudry、James K. Hurst

  DOI：10.1021/acs.inorgchem.8b00853

  日期：2018.8.6

  2-Pyridylazoresorcinol complexation was used to demonstrate that Cu(II) release by reaction with peroxynitrite species involved rate-limiting homolysis of the peroxy O–O bond to generate secondary oxidizing radicals (NO2•, •OH, and CO3•–). Because the potentials for CuII(btsc) oxidation and reduction are ligand-dependent, varying by as much as 200 mV, it is clearly advantageous in designing therapeutic methodologies

  从铜-双-硫代嘧啶铜氮杂铜络合物向细胞内递送治疗性或分析性铜的机制通常涉及内源性还原剂将单电子还原为Cu（I）类似物的机制，从而使金属离子不稳定且与bis--不牢固地配位。硫半脲（btsc）配体。但是，本文所述的电化学和光谱研究表明，Cu II（btsc）和Zn II ATSM（btsc =二乙酰基-双（4-甲基硫代半碳氮杂））复合物的单电子氧化在生理氧化剂范围内发生，导致还存在未被认可的铜释放的氧化途径。H 2 O 2氧化Cu II（btsc）由髓过氧化物酶或辣根过氧化物酶，HOCl和牛磺酸氯胺（它们主要是由MPO催化反应在活化的中性粒细胞中产生的氯化剂）以及过氧化亚硝酸盐类（ONOOH，ONOOCO 2 –）催化的被证明。与还原不同，氧化反应通过不可逆的配体氧化进行，最终释放出Cu（II）。2-吡啶基偶氮间苯二酚络合物用于证明通过与过氧亚硝酸盐类物质反应释放Cu（II）涉及限速过氧O-
• 一种缩氨脲类化合物的制备方法和在生物医 学方面的应用
  申请人：华中师范大学

  公开号：CN105017197B

  公开（公告）日：2017-07-07

  本发明提供了一种缩氨脲类化合物的制备方法和在生物医学方面的应用，该化合物为式I所示化合物或其对映异构体、非对映异构体、外消旋体、药学上可接受的盐、结晶水合物或溶剂合物。其中，X为硫或氧；R1和R2分别独立地为氢，含有1～3个碳原子的烷基或N＝CHR5，其中R5为任选取代的芳香基或任选取代的烷基；R3和R4分别独立地为氢或含有1～3个碳原子的烷基或选自式II、III、IV、V所示取代基：X1为硫或氧；Y、Y1和Y2分别独立地为氢、含有1～3个碳原子的烷基、卤素、羟基、甲氧基、氨基、磺酸基、硝基、羧基、巯基、甲氨基、乙氨基、二甲氨基或者二乙氨基中的至少一个；Z1为氢、含有1～3个碳原子的烷基、卤素、羟基、氨基、甲氨基、乙氨基、二甲氨基或者二乙氨基；该化合物能够用于铜代谢紊乱引起的相关疾病。
• Radical-Trapping Antioxidant Activity of Copper and Nickel Bis(Thiosemicarbazone) Complexes Underlies Their Potency as Inhibitors of Ferroptotic Cell Death
  作者：Omkar Zilka、Jia-Fei Poon、Derek A. Pratt

  DOI：10.1021/jacs.1c08254

  日期：2021.11.17

  inhibitor of (phospho)lipid peroxidation. In THF autoxidations, CuATSM reacts with THF-derived peroxyl radicals with kinh = 2.2 × 106 M–1 s–1─roughly 10-fold greater than α-tocopherol (α-TOH), Nature’s best RTA. Mechanistic studies reveal no H/D kinetic isotope effects and a lack of rate-suppressing effects from H-bonding interactions, implying a different mechanism from α-TOH and other canonical RTAs, which

  在此我们证明了铜 (II)-二乙酰-双 ( N 4 -甲基氨基硫脲) (CuATSM) 是治疗 ALS 和帕金森病的临床候选药物，是一种高效的自由基捕获抗氧化剂 (RTA) 和 (phospho) 的抑制剂脂质过氧化。在 THF 自动氧化中，CuATSM 与 THF 衍生的过氧自由基反应，k inh = 2.2 × 10 6 M –1 s –1─大约是自然界最好的 RTA α-生育酚 (α-TOH) 的 10 倍。机理研究表明，没有 H/D 动力学同位素效应，并且缺乏 H 键相互作用的速率抑制效应，这意味着与 α-TOH 和其他典型 RTA 的机制不同，后者通过 H 原子转移 (HAT) 反应。对于相应的 Ni 2+络合物和 Cu 2+和 Ni 2+的络合物，观察到类似的反应性与其他双（氨基硫脲）配体。计算证实了限速 HAT 不能解释观察到的 RTA 活性的实验发现，而是表明可逆地向双（氨

表征谱图