化合物简介
二氧化锰（化学式：MnO2）为黑色或棕色的固体，是锰最稳定的氧化物，经常出现于软锰矿及锰结核中。二氧化锰主要用途为制造干电池，如碳锌电池和碱性电池；也常在化学反应中作为催化剂，或作为酸性溶液中的强氧化剂。在1967年共使用了500000吨的软锰矿。二氧化锰也经常被用来制作高锰酸钾（KMnO4）。它常被用作有机化学中的氧化剂。也可用来当制造氧气的催化剂。
基本信息
中文名称
二氧化锰
英文名称
Manganese(IV) oxide
中文别名
活性二氧化锰、锰(IV)氧化物、氧化锰(IV)、氧化锰(Ⅳ)
英文别名
Manganese dioxide、Manganese(IV) oxide,electrolytically precipitated,active、dioxomanganese
CAS号
1313-13-9
分子式
MnO2
分子量
86.9368
精确质量
86.9279
PSA
34.14
LOGP
-0.2376
编号系统
PubChem号
24877699
EINECS号
215-202-6
RTECS号
OP0350000
MDL号
MFCD00003463
物化性质
外观与性状
黑色粉末
密度
5.02
熔点
535ºC (dec.)
闪点
535ºC
稳定性
Stable. Incompatible with strong acids, strong reducing agents, organic materials.
储存条件
库房通风,轻装轻卸,与有机物、还原剂、硫磷易燃物分开存放
安全信息
RTECS号
OP0350000
安全说明
S25
WGK Germany
1
危险类别码
R20/22
危险品运输编码
UN 3137
海关编码
2820100000
包装等级
III
危险品标志
Xn
信号词
Warning
危险性描述
H302 + H332
危险标志
GHS07
生产方法及用途
生产方法
1.硫酸锰法
用途
1.主要用在干电池中作去极化剂。是玻璃工业中的良好脱色剂,可将低价铁盐氧化成高铁盐,使玻璃的蓝绿色转为弱黄色。
2.电子工业中用以制锰锌铁氧体磁性材料。炼钢工业中用作铁锰合金的原料,浇铸工业的增热剂。防毒面具中用作一氧化碳的吸收剂。
3.化学工业中用作氧化剂(如紫红素合成)、有机合成的催化剂、油漆和油墨的干燥剂。也用作火柴工业的助燃剂,陶瓷、搪瓷的釉药和锰盐的原料。还用于烟火,水的净化除铁、医药、肥料及织物印染等方面。
4.在有机合成中,MnO2被用作氧化剂,其反应活性与其结构、制备方法以及溶剂极性有关 。 不饱和脂肪醇的氧化 用MnO2能将烯丙基醇转化为α,β-乙烯基醛,当醇或胺存在时,酰基氰化物会醇解或氨解得到相应的α,β-乙烯基酯和氨。炔丙基醇可以被MnO2氧化成烷基醛和酮,而不稳定的炔丙基醛能进一步得到Michael产物 (
式1) 。 苯基醇和杂环醇的氧化 共轭芳醛或酮可以由MnO2氧化芳基醇得到,而同时很多其它的官能团却不会参与反应 (
式2) 。 饱和醇的氧化 饱和的脂肪醇和脂肪环醇与MnO2反应可以高产率得到饱和的醛或酮 (
式3) 。1,2-二醇很容易被MnO2氧化为醛或酮,而1,2-环二醇则反应生成二醛或者是二酮,这在很大程度上决定于反应物的结构。 胺与炔的合成 在硼氢化钠存在下,α,β-不饱和烯醇氧化后可以与胺进一步反应 (
式4) 。一级醇在MnO2氧化后用Bestmann-Ohira试剂处理可以得到端炔 (
式5) 。 氰基转化为酰胺 在硅胶的参与下,MnO2能把氰基转化为酰胺 (
式6) 。 胺类化合物的氧化 用MnO2氧化胺可以得到甲酰胺、重氮化合物等。二烷基羟胺用MnO2氧化会得到相应的硝酮 (
式7) 。 其它反应 MnO2也可以用来发生其它反应,如α-羟基酸的裂解、二芳基甲烷的氧化、二芳基酮的转化、醛到羧酸的转化、由硫制备二硫化物、由磷制备磷化物或是由胺制备酮。此外,近两年兴起的在二氧化锰中添加高锰酸钾的绿色循环方法也有了广泛应用 (式8,
式9) 。
2.电子工业中用以制锰锌铁氧体磁性材料。炼钢工业中用作铁锰合金的原料,浇铸工业的增热剂。防毒面具中用作一氧化碳的吸收剂。
3.化学工业中用作氧化剂(如紫红素合成)、有机合成的催化剂、油漆和油墨的干燥剂。也用作火柴工业的助燃剂,陶瓷、搪瓷的釉药和锰盐的原料。还用于烟火,水的净化除铁、医药、肥料及织物印染等方面。
4.在有机合成中,MnO2被用作氧化剂,其反应活性与其结构、制备方法以及溶剂极性有关 。 不饱和脂肪醇的氧化 用MnO2能将烯丙基醇转化为α,β-乙烯基醛,当醇或胺存在时,酰基氰化物会醇解或氨解得到相应的α,β-乙烯基酯和氨。炔丙基醇可以被MnO2氧化成烷基醛和酮,而不稳定的炔丙基醛能进一步得到Michael产物 (
式1) 。 苯基醇和杂环醇的氧化 共轭芳醛或酮可以由MnO2氧化芳基醇得到,而同时很多其它的官能团却不会参与反应 (
式2) 。 饱和醇的氧化 饱和的脂肪醇和脂肪环醇与MnO2反应可以高产率得到饱和的醛或酮 (
式3) 。1,2-二醇很容易被MnO2氧化为醛或酮,而1,2-环二醇则反应生成二醛或者是二酮,这在很大程度上决定于反应物的结构。 胺与炔的合成 在硼氢化钠存在下,α,β-不饱和烯醇氧化后可以与胺进一步反应 (
式4) 。一级醇在MnO2氧化后用Bestmann-Ohira试剂处理可以得到端炔 (
式5) 。 氰基转化为酰胺 在硅胶的参与下,MnO2能把氰基转化为酰胺 (
式6) 。 胺类化合物的氧化 用MnO2氧化胺可以得到甲酰胺、重氮化合物等。二烷基羟胺用MnO2氧化会得到相应的硝酮 (
式7) 。 其它反应 MnO2也可以用来发生其它反应,如α-羟基酸的裂解、二芳基甲烷的氧化、二芳基酮的转化、醛到羧酸的转化、由硫制备二硫化物、由磷制备磷化物或是由胺制备酮。此外,近两年兴起的在二氧化锰中添加高锰酸钾的绿色循环方法也有了广泛应用 (式8,
式9) 。
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