| 唐祝華(公安部上海消防科學研究所  上海市  200438)
 再序   近幾年來,各地部分設計院、若干消防總支隊,以及幾家擬新上氣體滅火系統(tǒng)工程設計、施工或/和系統(tǒng)組件及氣體滅火器生產的氣體消防廠商的工程技術人員、領導層的管理人員、用戶(甲方)的決策人員等,仍舊有許多來信、來電和來訪,有時都詢問同一個問題:即潔凈氣體——鹵代烷的氣體替代物的命名和判別方法,為何一種替代物會有若干個稱呼,也就是說幾個不同的名稱或代碼為何實際上指的是同一個替代物;還有少數人員在技術交流時甚至在學術論文中出現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。
 雖然本文內容并非什么高新技術問題,但1997年和今年更新發(fā)表本文的目的主要還是為我個人節(jié)省時間考慮:一旦關心者和提問者有機會看了本文,而且能夠基本理解,并能自如地辨別和運用替代物的代碼與名稱,那么我就省下了許多時間,就不必在一段時期如一個季度內,就同一個問題,去回答幾十個電話(消防部隊的朋友們通常習慣打電話提問),或者回復幾十封信(設計院的同行們通常習慣寫信提問)。
 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)的工程設計、施工調試和消防部隊的監(jiān)督管理、工程驗收等人員,尚有從事消防教學、科研的人員,著編、翻譯、印刷出版有關消防科技書籍、詞典、雜志、論文的人員,以及從事消防標準、工程規(guī)范和產品檢測、生產、營銷等專業(yè)人員、消防同行們,經常有人提出許多中外文獻中有關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、化學名稱、分子式、商標代號等,即如何根據文獻中的某一種命名法則的代號數碼,就能快速、準確地判定其是哪一種物質等問題。本文擬根據作者多年的學習和理解,簡要介紹幾種常用的命名法則及其之間的對照關系,并舉例說明為何某種替代物會有幾個不同的名稱或代碼的因由,以供有關專業(yè)人員或關心此專業(yè)的同行們參考。
 1.潔凈氣體的由來與分類 1.1 由來保護人類生態(tài)環(huán)境,包括保護人類賴以補水生存的飲水源的水質,保護人類賴以吸氣生存的空氣的質量等等都很重要,而保護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鍵的預防措施之一,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??。因此?;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用長達半個世紀多的鹵代烷滅火劑,諸如哈龍1301、1211、2402等,被發(fā)現對大氣臭氧層具有明顯的破壞作用,因而聯合國環(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亦較小的替代哈龍用的氣體滅火介質―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??蓜澐譃槿缦聨最悾?/p>
   HBFC —氫溴氟代烷HCFC— 氫氯氟代烷
 HFC——氫氟代烷
 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,易于識別,下文將這幾種命名法則的要點,比較對照,以及若干常見氣體替代物的多個‘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。該命名法則應用時間較長,應用范圍較廣,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,后加數字組成。如         F22(CHCIF2)等。根據這一命名法則,可以看出:F之后為二位數的是甲烷的衍生物,而F之后為三位數的則是乙烷的衍生物。
                表1 氟里昂命名法則                   | 自代號左首起的數字順次 | 代表分子中某原子的數目 |             | 一 | 碳原子數減1 |             | 二 | 氫原子數加1 |             | 三 | 氟原子數 |    表1注:l. 氟里昂原系杜邦化學公司的注冊商標Freon的中譯名,現我國化工書籍均寫為氟里昂。2. 第一個數字若為0且在首位可省略。
 3. 氟為0則不省略。
 4. B代表溴原子,其右下注腳數字代表溴原子數。
 5. 不計氯原子數,氯原子數等于分子中除碳、氫、氟、(溴)以外尚未滿足的原子價數。
  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)和數字(多為4位數)組成,命名科學,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                   | 自編號左首起的數碼順次 | 代表分子中某原子的數目 |             | 一 | 碳 |             | 二 | 氟 |             | 三 | 氯 |             | 四 | 溴 |             | 五 | 碘 |    表2 注:1. 編號末尾是0可省略2. 編號中不計氫原子數。
 3. 氫原子數等于第一個數字(即碳原子數)乘2加 2再減其它原子數的總和。
 
        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鹵代烷滅火劑則是以往世界各國常用的經濟、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,不同點在于其數字前的字母為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           | 化學名稱 | 英文名稱 | 化學式 | 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。氫原子數的計算: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           | 物質代碼 (三種哈龍之后為HCFC的命名法則)
 | 化學名稱 | 商標代碼 | 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,其特點是替代物的類名和縮寫字母均標出了該物質分子中的所有原子,不僅適用于哈龍?zhí)娲锏拿?,亦廣泛應用于致冷劑、發(fā)泡劑、氣霧劑、清洗劑、熏蒸劑等ODS(耗損臭氧)物質及其替代物的命名。HCFC命名法則的字母表征:
 H—氫原子
 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?、舊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 都是二個字母。7.1 第一個字母代表中間碳的結構,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的分子結構為:CF3--CFH--CF3 ;
 其中間碳為 -CFH-,按照7.1的命名原則該分子結構的HFC-227的后綴的第一個字母應為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,其實該分子結構的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構的HFC-227的后綴的第二個字母應為a。
 因此,分子結構為 CF3--CFH--CF3  的鹵代烷替代物應寫為HFC-227ea         。
   例2:HFC-236 fa 的分子結構為:CF3—CH2—CF3 ;
 其中間碳為 -CH2- ,按照7.1的命名原則應當用f 代表分子結構為CF3—CH2—CF3         的替代物HFC-236的后綴的第一個字母;同第一例的道理,可以認定其后綴的第二個字母亦應當寫作a 。
   因此,分子結構為CF3—CH2—CF3  的鹵代烷替代物應寫為HFC-236         fa 。由于多年來部、所、學會等給我的科研項目和管理業(yè)務的分量都太重,而且相當雜亂,因而原學專業(yè)有點荒疏和淡忘了;請愿讀此文的化學化工專家特別對本文第7節(jié)的不當之處給予指正。
 |