唐祝華 (公安部上海消防科學(xué)研究所 上海市 200438) 再序 近幾年來,各地部分設(shè)計(jì)院、若干消防總支隊(duì),以及幾家擬新上氣體滅火系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)、施工或/和系統(tǒng)組件及氣體滅火器生產(chǎn)的氣體消防廠商的工程技術(shù)人員、領(lǐng)導(dǎo)層的管理人員、用戶(甲方)的決策人員等,仍舊有許多來信、來電和來訪,有時(shí)都詢問同一個(gè)問題:即潔凈氣體——鹵代烷的氣體替代物的命名和判別方法,為何一種替代物會(huì)有若干個(gè)稱呼,也就是說幾個(gè)不同的名稱或代碼為何實(shí)際上指的是同一個(gè)替代物;還有少數(shù)人員在技術(shù)交流時(shí)甚至在學(xué)術(shù)論文中出現(xiàn)對替代物的名稱和代碼張冠李戴的混亂情況。 另外,1997年在我發(fā)表的《鹵代烷及其替代物的命名法則》一文中,曾提出了我也并不甚明了的一個(gè)問題。即該文中的第6節(jié)‘ 未知符號:對HFC227ea中的ea的確切含義尚不了解,螹???吣芡ü?嗉?孔?妗??998年 ,我請教了浙江省化工研究院姜維良高工,并收到了姜總的傳真解答,在此一并錄寫下來,編為本文的第7節(jié),介紹給愿讀本文的同行們參閱。 雖然本文內(nèi)容并非什么高新技術(shù)問題,但1997年和今年更新發(fā)表本文的目的主要還是為我個(gè)人節(jié)省時(shí)間考慮:一旦關(guān)心者和提問者有機(jī)會(huì)看了本文,而且能夠基本理解,并能自如地辨別和運(yùn)用替代物的代碼與名稱,那么我就省下了許多時(shí)間,就不必在一段時(shí)期如一個(gè)季度內(nèi),就同一個(gè)問題,去回答幾十個(gè)電話(消防部隊(duì)的朋友們通常習(xí)慣打電話提問),或者回復(fù)幾十封信(設(shè)計(jì)院的同行們通常習(xí)慣寫信提問)。 原序 近十幾年來,隨著哈龍?zhí)娲飶?987年初提起到九十年代初陸續(xù)推出,關(guān)心這些候選哈龍?zhí)娲锏母鞣N命名法則的人員很多,不僅有氣體消防系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)、施工調(diào)試和消防部隊(duì)的監(jiān)督管理、工程驗(yàn)收等人員,尚有從事消防教學(xué)、科研的人員,著編、翻譯、印刷出版有關(guān)消防科技書籍、詞典、雜志、論文的人員,以及從事消防標(biāo)準(zhǔn)、工程規(guī)范和產(chǎn)品檢測、生產(chǎn)、營銷等專業(yè)人員、消防同行們,經(jīng)常有人提出許多中外文獻(xiàn)中有關(guān)哈龍及其替代物的各種命名法則的比較與對照,包括其縮寫、化學(xué)名稱、分子式、商標(biāo)代號等,即如何根據(jù)文獻(xiàn)中的某一種命名法則的代號數(shù)碼,就能快速、準(zhǔn)確地判定其是哪一種物質(zhì)等問題。 本文擬根據(jù)作者多年的學(xué)習(xí)和理解,簡要介紹幾種常用的命名法則及其之間的對照關(guān)系,并舉例說明為何某種替代物會(huì)有幾個(gè)不同的名稱或代碼的因由,以供有關(guān)專業(yè)人員或關(guān)心此專業(yè)的同行們參考。 1.潔凈氣體的由來與分類 1.1 由來 保護(hù)人類生態(tài)環(huán)境,包括保護(hù)人類賴以補(bǔ)水生存的飲水源的水質(zhì),保護(hù)人類賴以吸氣生存的空氣的質(zhì)量等等都很重要,而保護(hù)大氣臭氧層則系可使人類免于感染皮膚癌等致命病癥的關(guān)鍵的預(yù)防措施之一,亦是為了子孫萬代的健康成長和幸窱?疃?匭爰笆卑燉淼鬧匾?攣裰?弧R虼耍?;ご篤?粞醪慵仁俏夜?殼暗幕?竟?擼?彩塹苯袷瀾綹鞴?墓餐?鶉巍?br> 鑒于已在世界各國廣泛應(yīng)用長達(dá)半個(gè)世紀(jì)多的鹵代烷滅火劑,諸如哈龍1301、1211、2402等,被發(fā)現(xiàn)對大氣臭氧層具有明顯的破壞作用,因而聯(lián)合國環(huán)境署(UNEP)和世界銀行(WB)自1990年以來組織世界各國的環(huán)保部門和消防部門的工程技術(shù)人員與政府官員極力探索、篩選和研制不破壞臭氧層而且溫室效應(yīng)亦較小的替代哈龍用的氣體滅火介質(zhì)―潔凈氣體。 1.2 分類 過渡性或永久性替代哈龍的氣體、液化氣體類的候選哈龍?zhí)娲铩獫崈魵怏w,在國際上通常可劃分為如下幾類: HBFC —?dú)滗宸?br> HCFC— 氫氯氟代烷 HFC——?dú)浞?br> CFC——氯氟代烷 PFC——全氟代烷 FIC ——氟碘代烷 IG———惰性氣體 鹵代烷的各種氣體替代物的命名法則主要有:氟里昂、HCFC、FE、哈龍等命名方法。為便于讀者閱讀本文,易于識(shí)別,下文將這幾種命名法則的要點(diǎn),比較對照,以及若干常見氣體替代物的多個(gè)‘稱呼’的由來均作舉例解說。 2. 氟里昂命名法則 氟里昂(Freon)致冷劑(Refrigerant)的命名法則如表 1及表 1注所示。 該命名法則應(yīng)用時(shí)間較長,應(yīng)用范圍較廣,世界通用。氟里昂致冷劑的名稱代碼由F(常用),或R,或FR(不常用)等字母開頭,后加數(shù)字組成。如 F22(CHCIF2)等。根據(jù)這一命名法則,可以看出:F之后為二位數(shù)的是甲烷的衍生物,而F之后為三位數(shù)的則是乙烷的衍生物。 表1 氟里昂命名法則 自代號左首起的數(shù)字順次 | 代表分子中某原子的數(shù)目 | 一 | 碳原子數(shù)減1 | 二 | 氫原子數(shù)加1 | 三 | 氟原子數(shù) | 表1注:l. 氟里昂原系杜邦化學(xué)公司的注冊商標(biāo)Freon的中譯名,現(xiàn)我國化工書籍均寫為氟里昂。 2. 第一個(gè)數(shù)字若為0且在首位可省略。 3. 氟為0則不省略。 4. B代表溴原子,其右下注腳數(shù)字代表溴原子數(shù)。 5. 不計(jì)氯原子數(shù),氯原子數(shù)等于分子中除碳、氫、氟、(溴)以外尚未滿足的原子價(jià)數(shù)。 3. 哈龍命名法則 哈龍,即Halon的中譯名,系國際上對哈龍滅火劑(Halonenated hydrocarbon Extinguishant)的統(tǒng)一簡稱。哈龍命名法則如表2及表2注所示。該法則由字母H(或Halon)和數(shù)字(多為4位數(shù))組成,命名科學(xué),書寫簡便,易于記憶。哈龍命名法則的示例如表3所示。 表2 鹵代烷命名法則 自編號左首起的數(shù)碼順次 | 代表分子中某原子的數(shù)目 | 一 | 碳 | 二 | 氟 | 三 | 氯 | 四 | 溴 | 五 | 碘 | 表2 注:1. 編號末尾是0可省略 2. 編號中不計(jì)氫原子數(shù)。 3. 氫原子數(shù)等于第一個(gè)數(shù)字(即碳原子數(shù))乘2加 2再減其它原子數(shù)的總和。  4. 哈龍法與氟里昂法的比較與對照 如表4所示。 氟里昂致冷劑和鹵代烷滅火劑(即哈龍)不僅在物化性能上相近,而且以氟里昂致冷劑作原料用熱溴化法生產(chǎn)鹵代烷滅火劑則是以往世界各國常用的經(jīng)濟(jì)、合理的工藝流程。 5. 近期興起的各種新命名法則 5.1 FE命名法則 FE可理解為 Fire Extinguishant等的縮寫,其命名法則類同于哈龍法則,簡便,易記,不同點(diǎn)在于其數(shù)字前的字母為FE。例如FE241(即H241和HCFC124)等。 詳見表5。 表4 鹵代烷與氟里昂法對照表 化學(xué)名稱 | 英文名稱 | 化學(xué)式 | 鹵代烷法 | 縮寫 | 氟里昂法 | 三氟一溴甲烷 | Bromotrifluoromethane | CBrF3 | 1301 | BTM | F13B1 | 二氟一氯一溴甲烷 | Bromochlorodifluoromethane | CBrClF2 | 1211 | BCF | F12 B1 | 四氟二溴乙烷 | Dibromotetrafluoromethane | CBrF2·CBrF2 | 2402 | DTE | F114 B2 | 三氟一氯甲烷 | Chlorotrifluoromethane | CClF3 | 131* | | F13 | 二氟二氯甲烷 | Dichlorodifluoromethane | CCl2 F2 | 122* | | F12 | 二氟一氯甲烷 | Chlorodifluoromethane | CHCIF2 | 121* | | F22 | 二氟二溴甲烷 | Dibromodifluoromethane | CBr2F2 | 1202 | DDM | F12 B2 | 氯溴甲烷 | Chlorobromomethane | CH2ClBr | 1011 | CB | F30 B1 | 溴甲烷 | Methyl bromide | CH3Br | 1001 | MB | F40 B1 | 四氯化碳 | Corbon tetrachloride | CCl4 | 104 | CTC | | 表4注:帶*者屬氟里昂類致冷劑,不作滅火劑用。 氫原子數(shù)的計(jì)算:1301:1×2+2-(3+1)=0 1011:1×2+2-(1+1)=2 表5 鹵代烷及鹵代烷替代物各種命名法則對照與綜合舉例 物質(zhì)代碼 (三種哈龍之后為HCFC的命名法則) | 化學(xué)名稱 | 商標(biāo)代碼 | 縮寫代碼 | 氟里昂命名法則 | 鹵代烷命名法則 | FE命名法則 | H 1301 | 三氟一溴甲烷 | 哈龍1301 | BTM | F 13 B1 | H 1301 | FE 1301 | H 1211 | 二氟一氯一溴甲烷 | 哈龍1211 | BCF | F 12 B1 | H 1211 | FE 1211 | H 2402 | 四氟二溴乙烷 | 哈龍2402 | DTE | F 114 B2 | H 2402 | FE 2402 | HBFC 22B1 | 二氟一溴甲烷 | 哈龍1201 | | F 22 B1 | H 1201 | FE 1201 | HCFC 22 | 二氟一氯甲烷 | R 22 | | F 22 | H 121 | FE 121 | HCFC 123 | 三氟二氯乙烷 | R 123 | | F 123 | H 232 | FE 232 | HCFC 124 | 四氟一氯乙烷 | FE 241 | | F 124 | H 241 | FE 241 | HFC 23 | 三氟甲烷 | FE 13 | TFM | F 23 | H 13 | FE 13 | HFC 125 | 五氟乙烷 | FE 25 | FFE | F 125 | H 25 | FE 25 | HFC 236 | 六氟丙烷 | FE 36 | | F 236 | H 36 | FE 36 | HFC 227 | 七氟丙烷 | FM 200 | SFP | F 227 | H 37 | FE 37 | HFC 134 | 四氟乙烷 | R 134 | TFE | F 134 | H 24 | FE 24 | CFC 11 | 一氟三氯甲烷 | R 11 | | F 11 | H 113 | FE 113 | CFC 12 | 二氟二氯甲烷 | R 12 | | F 12 | H 122 | FE 122 | FC3-1-10 | 十氟丁烷 | CEA 410 | TFB | F 3-1-10 | H 4-10 | FE 4-10 | FC5-1-14 | 十四氟己烷 | CEA 614 | | F 5-1-14 | H 6-14 | FE 6-14 | FIC 13 I1 | 三氟一碘甲烷 | TrIo dIde | ITM | F 13I1 | H 13001 | FE13001 | 5.2 HCFC命名法則 這種命名法則包括HBFC(氫溴氟代烷)、HCFC(氫氯氟代烷)、HFC(氫氟代烷)、CFC(氯氟代烷)、FC(全氟代烷)和FIC(氟碘代烷)等,其特點(diǎn)是替代物的類名和縮寫字母均標(biāo)出了該物質(zhì)分子中的所有原子,不僅適用于哈龍?zhí)娲锏拿鄰V泛應(yīng)用于致冷劑、發(fā)泡劑、氣霧劑、清洗劑、熏蒸劑等ODS(耗損臭氧)物質(zhì)及其替代物的命名。 HCFC命名法則的字母表征: H—?dú)湓?br> B—溴原子(但不寫作Br) C—(左起第二位)氯原子(但不寫作CI) C—(末位)碳原子 F—氟原子 I—碘原子 該法則除前面的字母較多之外,其它規(guī)定包括縮寫字母后的數(shù)字的確定等均等同于前文的氟里昂命名法則。如HFC23即F23,CFC12即F12等,詳見表5。 6. 綜合舉例 上述哈龍及哈龍?zhí)娲锏男隆⑴f各種常用命名法則的比較、對照和綜合舉例詳見表5。 7.ea和fa的具體含義 HFC-227ea和HFC-236fa中的ea 與fa 都是二個(gè)字母。 7.1 第一個(gè)字母代表中間碳的結(jié)構(gòu),用a、b 、c的順序表示中間碳各原子量之和從大到小降低的序號: -CCl2- -CClF- -CF2- -CClH- -CFH- -CH2- a b c d e f 7.2 第二個(gè)字母代表兩邊碳的對稱性,用a、b 、c的順序表示兩邊碳各原子量之和的差值從小到大升高的序號,即表示對稱性從大到小的趨勢。 例1: HFC-227ea的分子結(jié)構(gòu)為:CF3--CFH--CF3 ; 其中間碳為 -CFH-,按照7.1的命名原則該分子結(jié)構(gòu)的HFC-227的后綴的第一個(gè)字母應(yīng)為e ;而其兩邊碳均為 -CF3- ,兩邊碳的各原子量之和相等,即其差值等于零,最為對稱,其實(shí)該分子結(jié)構(gòu)的HFC-227并沒有第二種排列方式;按照7.2的命名原則該分子結(jié)構(gòu)的HFC-227的后綴的第二個(gè)字母應(yīng)為a。 因此,分子結(jié)構(gòu)為 CF3--CFH--CF3 的鹵代烷替代物應(yīng)寫為HFC-227ea 。 例2: HFC-236 fa 的分子結(jié)構(gòu)為:CF3—CH2—CF3 ; 其中間碳為 -CH2- ,按照7.1的命名原則應(yīng)當(dāng)用f 代表分子結(jié)構(gòu)為CF3—CH2—CF3 的替代物HFC-236的后綴的第一個(gè)字母;同第一例的道理,可以認(rèn)定其后綴的第二個(gè)字母亦應(yīng)當(dāng)寫作a 。 因此,分子結(jié)構(gòu)為CF3—CH2—CF3 的鹵代烷替代物應(yīng)寫為HFC-236 fa 。 由于多年來部、所、學(xué)會(huì)等給我的科研項(xiàng)目和管理業(yè)務(wù)的分量都太重,而且相當(dāng)雜亂,因而原學(xué)專業(yè)有點(diǎn)荒疏和淡忘了;請?jiān)缸x此文的化學(xué)化工專家特別對本文第7節(jié)的不當(dāng)之處給予指正。 |