丁二酸
概述编辑本段
丁二酸又称琥珀酸。分子式HOOCCH2CH2COOH。丁二酸除存在于琥珀外,还广泛存在于多种植物及人和动物的组织中,例如未成熟的葡萄、甜菜和大黄,人的血液和肌肉,牛的脑、脾、甲状腺等。丁二酸是碳水化合物在体内新陈代谢的中间体。
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理化特性编辑本段
丁二酸为无色结晶;相对密度1.572(25/4℃),熔点188℃,在235℃时分解;在减压下蒸馏可升华;能溶于水,微溶于乙醇、乙醚和丙酮中。 ADFASDFAF23RQ23R
主要成分:含量: ≥99.0%;硫酸盐≤0.02%;重金属 ≤0.002%;铁≤ 0.002%;灰分≤ 0.1%。外观与性状:无色或白色、无嗅而具有酸味的固体。熔点(℃):185。沸点(℃):235(分解)。相对密度(水=1):1.57(15℃)。溶解性:溶于水,微溶于乙醇、乙醚、丙酮、甘油。
来源编辑本段
丁二酸天然来源是松属植物的树脂久埋于地下而成的琥珀等,此外还广泛存在于多种植物、动物的组织中。松科松属植物的树脂,埋藏于地下年久而成琥珀,琥珀中含本品7.8%。伞形科植物当归Angelica sinensis(Oliv.)Diels 根,天南星科植物藤桔 Pothos chinensis(Raf.)Merr.,豆科植物夜关门 Lesspedeza caneata G. Don,桔梗科植物半边莲Lo-belia chinen-sis Lour.全草,兰科植物草珊瑚(肿节风)Sarcardra glabra(Thumb.)Nakai全草,檀香料植物百蕊草 Thesium chinense Turcz. 全草。豆科苜蓿叶;伞形科当归根;天南星科藤桔;桔梗科半边莲;兰科;檀香科及草莓.葡萄等。
制备方法编辑本段
工业制法较多,主要有以下几种: ADSFAEQWER353423413434
- 氧化法,石蜡经深度氧化生成各种羧酸的混合物,再经过水蒸气蒸馏和结晶等分离步骤后可得丁二酸。
- 加氢法,顺丁烯二酸酐或反丁烯二酸在催化剂作用下加氢反应,生成丁二酸,然后经分离得到成品。催化剂为镍或贵金属,反应温度约为130-140℃。
- 丙烯酸羰基合成法,丙烯酸和一氧化碳在催化剂作用下,生成丁二酸。尚未工业化。
- 电解氧化法,苯酐与硫酸和水按1:0.5:4比例,在陶瓷电解槽中电解,可得丁二酸。电解法合成的原料为顺丁烯二酸或顺酐,阴、阳极液用稀硫酸,由阳离子膜隔开,阴、阳极一般均用铅板,通常用板框式电解槽合成。
- 乙炔法,乙炔与一氧化碳及水在[CO(CO)4]催化剂存在下,于酸性介质中反应可得丁二酸,反应温度80-250℃,压力2.94-49.03MPa。
- 新兴的发酵法。与传统化学方法相比,微生物发酵法生产琥珀酸具有诸多优点:生产成本具有竞争力;利用可再生的农业资源包括二氧化碳作为原料,避免了对石化原料的依赖;减少了化学合成工艺对环境的污染。
化学性质编辑本段
可与碱反应。也可以发生酯化和还原等反应。受热脱水生成丁二酸酐。
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主要用途编辑本段
主要用途是制备五元杂环化合物,例如,丁二酸受热迅速失水,形成丁二酸酐,它是呋喃环系化合物。丁二酸酐是制造药物、染料和醇酸树脂的重要原料。丁二酸酐与氨共热,即生成丁二酰亚胺。丁二酰亚胺的亚胺基上的氢可被溴取代,生成N-溴代丁二酰亚胺,它是有机合成的溴化试剂和温和的氧化剂。丁二酸在医药上有抗痉挛、祛痰和利尿作用。丁二酸二乙酯是有机合成的重要中间体。丁二酸二丁酯、二辛酯是塑料的增塑剂。丁二酸二烯丙酯与1,3-丁二烯共聚,可以制造人造橡胶。
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主要用于制备琥珀酸酐等五杂环化合物。也用于制备醇酸树脂(由丁二酸生产的醇酸树脂具有良好的曲挠性、弹性和抗水性。)、油漆、染料(丁二酸的二苯基酯是染料的中间体,与氨基蒽醌反应后生成蒽醌染料。)、食品调味剂(丁二酸还可作食品酸味剂用于酒、饲料、糖果等的调味。)、照相材料等。医药工业中可用它生产磺胺药、维生素A、维生素B等抗痉挛剂、松痰剂、利尿剂和止血药物。作为化学试剂,用作碱量法标准试剂、缓冲剂、气相色谱对比样品。还可用作润滑剂和表面活性剂的原料。
药理作用编辑本段
1.抗菌作用:琥珀酸在2mg/ml浓度时对金黄色葡萄球菌、卡他球菌以及伤寒、绿脓、变形、痢疾杆菌有抑制作用。
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2.中枢抑制作用:大鼠、小鼠、豚鼠、兔、猫和狗腹腔注射琥珀酸能保护动物对抗高压氧、电休克和听源性惊厥。抗惊厥作用与提高脑内GABA含量有关。热板法有镇痛作用,与戊巴比妥有协同作用,还有镇静和降低体温的作用。 ADFASDFAF23RQ23R
3.抗溃疡作用:大鼠幽门结扎产生胃溃疡,腹腔注射或口服50mg/kg,由于抑制胃液分泌和扩张胃肌而呈抗溃疡作用。 ADFASDFAF23RQ23R
4.对免疫功能的影响:琥珀酸溶于生理盐水内,加入NaHCO3调pH至6.4,浓度为11.8%,大鼠与家兔每日腹腔注射1mM(118mg)/kg,2.5mM(295mg)/kg,5mM(590mg)/kg,连注7d,每日1次,用药后第4天大鼠白细胞数增加(P<0.025),但吞噬率提高不明显。家兔白细胞数在剂量较大时亦明显增加,同时吞噬率亦提高(P<0.01)。在特异性皮肤反应实验中腹腔注射琥珀酸5mg/kg,48h内连用4次,或每日注射1次,连用两周,对家兔可见琥珀酸能抑制被动及主动皮肤过敏反应,并能减少动物血清IgE抗体形成。
5.解毒作用:琥珀酸对毒眼镜蛇中的小鼠有明显的保护作用,保护率与原方相近。
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毒性防护编辑本段
毒性较小,对眼睛、皮肤、粘膜有一定的刺激作用,对全身不产生毒害作用。大剂量口服可引起呕吐和腹泻。大鼠口服LD50为8530mg/kg。在工业上使用时,未见职业性损害的报道。处理或接触丁二酸蒸汽时要注意穿戴好防护用品,以免引起咳嗽和刺激皮肤。 ADFASDFAF23RQ23R
环境危害:对环境有危害,对水体和大气可造成污染。
燃爆危险:本品可燃,具刺激性。 ADSFAEQWER353423413434
危险特性:遇明火、高热可燃。粉体与空气可形成爆炸性混合物, 当达到一定浓度时, 遇火星会发生爆炸。受高热分解, 放出刺激性烟气。 ADSFAEQWER353423413434
其他相关信息编辑本段
干贝素(琥珀酸二钠盐,ss50);日本应用转基因微生物制造琥珀酸,成本降低到每千克1美元以下;[生化]在糖代谢过程中三羧酸循环(TCA cycle)途径的一个中间产物就是琥珀酸。
配图编辑本段
参考资料编辑本段
- Weast, R. C. (Ed.). (1989). CRC Handbook of Chemistry and Physics (70th ed.). CRC Press.
- Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. (2004). Succinic Acid. John Wiley & Sons.
- Zeikus, J. G., Jain, M. K., & Elankovan, P. (1999). Biotechnology of succinic acid production and markets for derived industrial products. Applied Microbiology and Biotechnology, 51(5), 545-552.
- Beauprez, J. J., De Mey, M., & Soetaert, W. K. (2010). Microbial succinic acid production: natural and metabolic engineered producers. Process Biochemistry, 45(7), 1103-1114.
- 宋国安. (2005). 丁二酸的合成与应用. 化学工业与工程技术, 26(4), 28-31.
- 张玉辉, & 吕连海. (2008). 丁二酸的生产现状与发展前景. 精细化工中间体, 38(1), 12-15.
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