乙二醛(Glyoxal,C?H?O?)是 的二醛化合物,分子量58.04,常温下呈黄色液体(工业品通常为40%水溶液),具有刺激性气味,沸点50.4℃(纯品),密度1.14g/cm3(20℃)。其分子中含两个活性醛基(C=O键能745kJ/mol),可发生典型的醛类反应:在碱性条件下发生Cannizzaro歧化(生成乙醇酸和乙二醇酸),与氨基化合物缩合形成席夫碱(反应速率常数k=2.3×103M?1s?1),在氧化剂作用下转化为乙二酸。其水溶液存在动态平衡(单分子体与二聚体比例1:9),pH2-6时稳定,高于pH8则快速聚合。化学特性上兼具强交联能力(每个分子可形成4个共价键)和还原性(标准电极电位-0.81V),与纤维素反应生成环状缩醛结构(键能达356kJ/mol)。
该化合物的核心优势在于其高效的多功能交联特性。作为纺织整理剂时,能使棉纤维湿皱回复角提升至280°(传统树脂整理仅为220°),且甲醛释放量<20ppm。在造纸工业中,其0.5%添加量可使湿强度保留率从15%提升至40%,同时降低打浆能耗30%。相较于戊二醛,其突出特性包括:更低的毒性(LD50=2020mg/kg)、更快的反应速率(交联速度快3倍)、更优的耐水解性(交联键半衰期延长5倍)。在生物样本固定领域,其2%溶液可使蛋白质抗原性保留率达95%(优于甲醛的70%),且组织穿透深度增加2mm。新兴应用中,其衍生的碳量子点(量子产率28%)作为荧光探针,对Fe3?检测限低至0.1μM,选择性高于同类探针10倍。这种兼具环境友好性与高反应活性的特质,使其成为替代甲醛类交联剂的理想选择。
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