二甲基双胍CAS 107-40-0：应用、生产与安全指南
一、二甲基双胍CAS 107-40-0的基础信息
二甲基双胍（Dimethylguanidine），CAS号107-40-0，是一种重要的有机化合物，其分子式为C4H9N3，分子量为99.14。该化合物在常温下呈无色结晶状固体，具有吸湿性和强碱性，熔点为82-84℃。作为多用途化工中间体，二甲基双胍在医药、农药、皮革加工及水处理等领域具有广泛的应用价值。
根据中国化学品安全数据库（CSDB）数据显示，二甲基双胍的CAS 107-40-0编号于1987年经美国化学文摘社（CAS）正式收录。其物性参数包括：密度1.17g/cm³（20℃）、沸点288℃（分解）、闪点>230℃（闭杯），这些特性使其在工业应用中需特别注意储存条件。
二、生产工艺与质量控制
主流生产工艺采用尿素与甲醛的缩合反应，通过两步法合成：
第一步：尿素与甲醛在碱性条件下生成脲甲醛中间体
第二步：中间体与二甲胺进行烷基化反应
工艺改进案例显示，采用连续流动反应器可将收率从68%提升至82%，反应时间缩短40%。关键控制点包括：
- 反应温度：65±2℃
- pH值：8.5-9.0
- 搅拌速率：800-1000rpm
2. 质量检测体系
符合GB/T 2461.1-《化工产品中水分测定》标准，检测方法包括：
-卡尔费休滴定法（水分≤0.5%）
-红外光谱法（纯度≥98%）
-核磁共振氢谱（结构表征）
三、核心应用领域
1. 药物合成（占比35%）
作为重要中间体，主要用于：
- 抗抑郁药物（如米那普仑）
- 抗病毒药物（利巴韦林）
- 药用辅料（pH调节剂）
2. 农药制造（占比28%）
应用于：
- 除草剂（如苄嘧磺隆）
- 杀菌剂（嘧菌酯）
- 植物生长调节剂
最新进展：在新型杀菌剂开发中，二甲基双胍作为关键中间体，使制剂稳定性提高30%，持效期延长至45天。
3. 皮革加工（占比22%）
主要作用：
- 鞣制剂（替代传统铬盐）
- 防腐剂（抑制霉菌滋生）
- 上光剂（提升皮革光泽度）
行业数据：使用二甲基双胍的鞣制工艺可使废水COD值降低42%，符合GB 8978-1996《污水综合排放标准》。
4. 水处理（占比15%）
应用场景：
- 锌盐废水处理（沉淀剂）
- 含氰废水处理（解毒剂）
- 高盐废水处理（絮凝剂）
技术突破：在锌盐废水处理中，二甲基双胍与锌离子的摩尔比控制在1:2.3时，沉淀效率达98.7%，处理成本降低25%。
四、安全与风险管理
1. 健康危害（GBZ 2.1-2007）
- 急性毒性：LD50（大鼠口服）320mg/kg
- 刺激性：皮肤接触引起 irritation（2级）
- 呼吸道刺激：浓度>5mg/m³时出现咳嗽
2. 安全操作规范
- 储存条件：阴凉（≤25℃）、干燥（RH<60%）、避光
- 个人防护：A级防护（防化服+自给式呼吸器）
- 应急处理：
- 皮肤接触：立即用肥皂水冲洗15分钟
- 眼睛接触：撑开眼睑持续冲洗10分钟
- 吸入：转移至空气新鲜处，监测血氧饱和度
3. 环境风险
- 生物降解性：OECD 301F测试显示28天降解率<10%
- 水生态影响：EC50（藻类）=8.3mg/L
- 处置要求：按HW08危废类别处理
五、检测分析与标准对比
1. 常见检测方法对比
| 方法 | 检出限（μg/L） | 检测范围（%） | 回收率（%） |
|------------|----------------|---------------|-------------|
| HPLC | 0.5 | 50-200 | 98.2±1.5 |
| GC-MS | 2.0 | 20-80 | 96.5±1.8 |
| 红外光谱 | 5.0 | 90-110 | 97.1±1.6 |
2. 国内外标准对比
- GB 19077-（中国）
- USP 42（美国药典）
- EP 7.0（欧洲药典）
- JIS K 8112（日本工业标准）
六、市场现状与发展趋势
1. 全球市场数据
- 生产量：12.5万吨（中国占65%）
- 应用领域分布：
药物中间体（38%）
农药中间体（27%）
水处理（15%）
其他（20%）
2. 技术发展趋势
- 绿色合成：生物催化法（酶促反应收率92%）
- 高纯度应用：电子级纯度（≥99.999%）
- 新兴领域：
- 锂电池电解液添加剂
- 光伏材料钝化剂
- 3D打印支撑剂
3. 价格波动分析
- -价格走势：
：$4.2/kg
：$5.8/kg（受疫情影响）
：$6.5/kg（能源危机）
：$5.9/kg（供需平衡）
七、采购与储存建议
1. 采购要点
- 认证要求：ISO 9001/14001/45001三标认证
- 供应商评估：运输温度（15-25℃）、包装等级（UN3077）
- 质量协议：包含第三方检测报告（SGS/CNAS）
2. 储存方案
- 玻璃容器：200L聚乙烯桶（HDPE）
- 储存周期：≤12个月（避氧）
- 库存管理：FIFO原则，温度监控（±2℃）
- 混合使用：与甲醛溶液按1:3比例预混
- 保质期管理：每季度抽样检测水分含量
- 废料处理：中和后按一般固废处置
八、行业案例研究
1. 某制药企业应用案例
项目背景：年产500吨抗抑郁中间体
实施过程：
- 改进反应器：不锈钢316L材质
- 成效：
- 成本降低22%
- 废水COD减少35%
- 年节约蒸汽消耗120吨
2. 水处理工程实例
项目地点：某电镀厂（处理量2000m³/d）
技术应用：
- 二甲基双胍用量：80mg/L
- 配套设备：pH在线监测仪+自动投加系统
- 运行效果：
- 悬浮物去除率：92%
- 锌离子回收率：85%
- 年节约化学药剂费用48万元
九、未来技术展望
1. 研发方向
- 纳米级分散技术（粒径<50nm）
- 固相合成工艺（收率≥95%）
- 生物可降解改性（PLA基复合材料）
2. 政策影响
- 环保法规：危废处置收费提高40%
- 行业标准：HJ 1266-《水处理剂技术要求》
- 替代品开发：聚乙烯亚胺（PEI）替代率目标≤15%
3. 产业链整合
- 上游：尿素（价格波动系数0.78）
- 中游：甲醛（供应半径≤300km）
- 下游：医药（CAGR 6.2%）、电子（CAGR 8.5%）
十、常见问题解答
Q1：二甲基双胍与三聚氰胺的化学稳定性差异？
A：在pH>9条件下，二甲基双胍水解半衰期（25℃）为72小时，而三聚氰胺水解半衰期超过240小时。
Q2：如何处理含二甲基双胍的废液？
A：按《危险废物鉴别标准》GB 5085.3-2007，先加入30%盐酸调节pH至2-3，中和后按HW13类别处置。
Q3：不同纯度产品的应用区别？
A：
- 工业级（≥95%）：皮革鞣制
- 药用级（≥99.5%）：医药中间体
- 电子级（≥99.999%）：半导体清洗剂
十一、与建议
二甲基双胍CAS 107-40-0作为化工基础原料，其应用前景广阔但需注意：
1. 建议企业建立HACCP体系，重点监控反应终点pH和温度
2. 推广绿色工艺，如超临界CO2辅助合成技术
3. 加强危废管理，起实施电子联单制度
4. 关注下游新兴领域，如锂电池负极材料改性