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三聚氰胺

三聚氰胺
IUPAC名
1,3,5-Triazine-2,4,6-Triamine
1,3,5-三嗪-2,4,6-三氨基
别名 密胺、氰尿酰胺、
三聚酰胺、蛋白精
识别
CAS号 108-78-1  ✓
PubChem 7955
ChemSpider 7667
SMILES
InChI
InChIKey JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYAF
ChEBI 27915
KEGG C08737
性质
化学式 C3H6N6
摩尔质量 126.12 g·mol−1
外观 白色单斜固体
密度 1.574 g/cm3
熔点 250 °C(523 K)
沸点 升华
溶解性 3.1g/L,20°C
若非注明,所有数据均出自一般条件(25 ℃,100 kPa)下。

三聚氰胺汉语拼音sānjùqínɡ'àn,英语:Melamine化学式C3H6N6),俗称“密胺”、“蛋白精”、“蜜胺汉语拼音mì'àn)”,IUPAC命名为“1,3,5-三qín-2,4,6-三氨基”,是一种三嗪类含氮杂环有机化合物,常被用作化工原料。它是白色单斜晶体,几乎无味,微溶于水(3.1g/L常温),可溶于甲醛乙酸、热乙二醇甘油吡啶等,不溶于丙酮类、对身体有害,不可用于食品加工食品添加物。但一些不法商家在奶类制品中混入三聚氰胺,以便在进行蛋白质含量测试时,提高氮含量水准。

三聚氰胺是氨基氰三聚体,由它制成的树脂加热分解时会释放出大量氮气,因此可用作阻燃剂、減水剂、甲醛清洁剂等。它也是杀虫剂环丙氨嗪在动物和植物体内的代谢产物。

生产三聚氰胺的原料主要有双氰胺尿素两种。2003年全球三聚氰胺生产家数约有90余家,年总产能133.46万吨,其中中国大陆年生产能力达到30万吨,占全球产能的22%;欧洲仍是世界三聚氰胺的主要产区,约占全球总产能的34%;美国占12%;日本占12%;其他国家占20%。台湾厂商长春企业集团也有生产三聚氰胺,其产品用途为制造热硬化型树脂、成型材料、化妆板、涂料、接着剂、纺织品、纸等。

合成

三聚氰胺最早被李比希于1834年合成,早期合成使用双氰胺法:由电石(CaC2)制备氰胺化钙(CaCN2),氰胺化钙水解后二聚生成双氰胺,再加热分解制备三聚氰胺。

目前因为电石的高成本,双氰胺法已被淘汰。工业合成主要使用尿素为原料,在加热和一定压力条件下:

6 (NH2)2CO → C3H6N6 + 6 NH3 + 3 CO2

三聚氰胺与甲醛(HCHO)反应缩合成三聚氰胺树脂中会脱去水,三聚氰胺树脂是热固性。

这可以被分为两个步骤

首先第一步尿素分解为氰酸和氨,此为吸热反应:

(NH2)2CO → HCNO + NH3

接着第二步氰酸会与冷凝的氨形成三聚氰胺附带产生二氧化碳和氨:

6 HCNO + 3 NH3 → C3H6N6 + 3 CO2 + 3NH3

第二步反应为放热反应,但总反应为吸热反应。

按照反应条件不同,三聚氰胺合成工艺又可分为高压法(7-10MPa,370-450℃,液相)、低压法(0.5-1MPa,380-440℃,液相)和常压法(<0.3MPa,390℃,气相)三类。

化学性质

遇强酸或强碱水溶液水解,氨基逐步被羟基取代,先生成三聚氰酸二酰胺英语Ammeline(“C3N3(OH)(NH2)2”),进一步水解生成三聚氰酸一酰胺英语Ammelide(“C3N3(OH)2NH2”),最后生成三聚氰酸

用途

“三聚氰胺”的英文为Melamine,是制造“三聚氰胺甲醛树脂melamine-formaldehyde resin)”的原料,又称“密胺甲醛树脂”、“密胺树脂”,英文缩写“MF”,常用于制造日用器皿、板材、涂料、模塑粉、纸张等。

常见的美耐皿餐具,就是来自三聚氰胺英文的音译;由于美耐皿成型粉主要由三聚氰胺与甲醛聚合之树脂,再加入木浆所制成,以此成型粉经高温高压制成美观耐用的餐具,故得此译名。在日常生活中经常能见到美耐皿树脂制成的餐具器皿。这类器皿的物理性质非常类似陶瓷,坚硬不变形但又不像陶瓷那样易碎,纯美耐皿餐具耐高温且耐酸碱表现佳,故于餐饮业被广为使用。然而,市面上见劣质美耐皿餐具以尿素甲醛树脂制品鱼目混珠,刚煮熟的汤菜,立即置于这类伪美耐皿的餐具中,有可能会对美耐皿的结构造成伤害,因此在低温而释出三聚氰胺。

三聚氰胺还可以与乙醚配合作张处理剂,在一些涂料中作交联剂,以及阻化学处理剂等。

乳制品非法添加剂

中国乳制品业界曾因以三鹿奶粉为首要代表的产品中检出大量超标三聚氰胺的食品(三聚氰胺奶粉)安全丑闻而遭受重创,不少生产厂商因此陷入信誉危机甚至破产。

社会流传的说法是三聚氰胺被不法厂商直接作为食品添加剂掺入乳制品中,但实际上如何通过三聚氰胺不当获利未有确切定论。一种猜测为:中国乳业质量控制主要以含量作为蛋白质含量的主要检测指标,故尿素作为一种常见而廉价的氮肥被用以掺入兑水奶品中欺瞒质量检测,经过高温喷射等加工方式被制成奶粉后,掺杂的尿素在高温反应后产生三聚氰胺。[来源请求](蛋白质的氮元素质量分数为14%,而三聚氰胺中氮元素质量分数为67%。)

三聚氰胺奶粉导致了婴儿身体畸形(也就是“大头婴儿”)、泌尿系统疾病,引起社会的广泛关注。

毒性研究

三聚氰胺本身为低毒性,一般成年人身体会排出大部分的三聚氰胺,不过如果与三聚氰酸并用,会形成无法溶解的氰尿酸三聚氰胺英语Melamine cyanurate,造成严重的肾结石。已经有报道称,三聚氰胺在人体的消化过程中,特别是在胃酸的作用下,自身即可能部分转化为三聚氰酸,而与未转化部分形成结晶。

急性毒性

三聚氰胺对老鼠的半数致死量为每公斤3248毫克。对于兔子半数致死量则超过每公斤1000毫克。根据1945年的一个实验,将大剂量的三聚氰胺饲喂给猪、兔和狗后没有观察到明显的急性中毒现象。苏联在1980年代的一次研究,显示氰尿酸三聚氰胺的毒性要大于三聚氰酸或三聚氰酸本身。对于老鼠与兔子,氰尿酸三聚氰胺的半数致死量为每公斤4.1克(直接进入胃中)或每公斤3.5克(透过吸收),而三聚氰胺相比则分别为6.0与4.3克。

一项毒物学研究也证实回收的受污染宠物饲料中,三聚氰酸与三聚氰胺并用,是造成猫严重肾衰竭的主因。

慢性毒性

  • 1983年的美国针对三聚氰胺进行动物实验研究,发现用三聚氰胺高剂量(4500 ppm or 263 mg/kg bw/day)和持续(两年)地喂食雄鼠会造成其膀胱结石,并增加其膀胱、尿道出现恶性肿瘤的风险。
  • 研究发现,肠道细菌能转化三聚氰胺生成三聚氰酸,在肾脏中三聚氰酸再和三聚氰胺结合形成晶核,继而形成三聚氰胺—三聚氰酸—尿酸共结晶,堵塞肾小管导致肾脏中毒。

评估报告

为因应2007年发生的牲畜饲料含三聚氰胺事件,美国食品药物管理局FDA)于2007年5月25日发布风险评估报告,讨论家禽、鱼类内含三聚氰胺对人类健康之影响,文章指出人体可容忍的每日摄取量(每日耐受量Tolerable Daily Intake;简称TDI)为0.63毫克/每公斤体重/每天(mg/kg bw/day)。此值是根据动物实验中(持续13周的大鼠实验)所观查到最低的“无有害作用值”(reported no-observed-adverse-effect-levels; NOAEL英语No-observed-adverse-effect level), 63毫克/每公斤体重/每天,再除以100的安全系数(safety margin)以考量物种间的差异。举例而言,一个体重60公斤的成人若每天累积摄取三聚氰胺达37.8毫克以上,将会有健康风险。2008年10月3日,FDA进一步把TDI:0.63毫克/每公斤体重/每天除以安全系数10下修得到0.063毫克/每公斤体重/每天(应对健康无害的摄取量),并假设一个60公斤的成年人若每天摄入1.5公斤遭三聚氰胺污染的食物,只要被污染食物中三聚氰胺含量低于2.5ppm,该人应无立即健康的风险。另外,在上述2007年5月25日发表的文章中,亦认为现有检测方法可检出之最低含量为50ppb(0.05ppm)。

检验残留标准

中国大陆

中国国家食品质量监督检测中心在2008年9月13日指出,三聚氰胺属于化工原料,是不允许添加到食品中的,故暂未设定像农药般的残留标准限制。10月8日,卫生部工业和信息化部农业部国家工商行政管理总局国家质量监督检验检疫总局联合发布公告,制定三聚氰胺在乳与乳制品中的临时管理值:

  • 婴幼儿配方乳粉中三聚氰胺的限量值为1mg/kg,高于1mg/kg的产品一律不得销售。
  • 液态奶(包括原料乳)、奶粉、其他配方乳粉中三聚氰胺的限量值为2.5mg/kg,高于2.5mg/kg的产品一律不得销售。
  • 含乳15%以上的其他食品中三聚氰胺的限量值为2.5mg/kg,高于2.5mg/kg的产品一律不得销售。

另外,在《2008年度辽宁省饲料产品质量安全监测计划》中,辽宁省动物卫生监督管理局明确规定饲料中搀加的三聚氰胺要低于2mg/kg。

香港

香港政府于2008年9月22日紧急立法,禁止食物的三聚氰胺含量超标。新法律规定:婴幼儿及孕妇食品,每公斤不能含有超过1毫克的三聚氰胺,食物每公斤不能超过2.5毫克。

台湾

台湾方面,2008年9月24日,行政院卫生署参考国际检验方法和香港最新立法规定,以及会商药物食品检验局与食品工业研究所的专家后,因为难以在短期间内验出2ppm以下之三聚氰胺,为加速检验,因此决定2.5ppm(2,500ppb)为食品残留三聚氰胺的检验判定标准。后来因民众担心缘故,目前不允许乳制品类有三聚氰胺验出。

新西兰

新西兰食品安全局参考欧盟每日容许摄取量标准(每公斤体重每日0.5mg,20公斤的孩童为20*0.5=10mg,70公斤的成人为70*0.5=35mg),决定以一般食物5.0ppm(5,000ppb)、婴儿食品1.0ppm为食品残留三聚氰胺的暂定检验判定标准,市售食物含量低于此值则不再发布确认风险警告,不过若有发现此值会造成民众摄食超过每日容许摄取量的三聚氰胺或者发现有掺假的情况,会随时检讨此值。

美国

美国则是在经过2007年美国宠物食品污染事件后,禁止于饲料中添加三聚氰胺。美国食品及药物管理局(FDA)日前对食物中三聚氰胺的含量订立标准,成人每天食用2.5ppm以下的受污染食物(<1.5kg)应对健康无虞,但婴儿食品不得有三聚氰胺验出。

欧盟

根据欧盟执委会于2008年9月26日发给会员国的紧急通报中,清楚指出,所有含三聚氰胺量超过2.5毫克/公斤(2.5ppm)的食品应立即销毁。

参见

外部链接


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