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丙二酸

丙二酸(Propanedioic acid,Malonic acid),又称缩苹果酸,分子式为HOOCCH2COOH。白色片状晶体,密度1.63克/立方厘米,熔点135.6℃,沸点140℃,到达沸点会分解。

丙二酸易溶于水、醇、醚。在真空中可升华。丙二酸在水中的溶解度为74%。丙二酸热稳定性差,受热易分解,生成二氧化碳冰醋。丙二酸分子中的CH2较活泼,可发生多种类型的反应。

工业上制取丙二酸常用氰基乙酸水解的方法制备。丙二酸多用于制取药物。丙二酸能损伤皮肤和黏膜,但没有草酸那么严重。

性质

丙二酸,分子式为C3H4O4,分子结构为羧基C原子以sp2杂化轨道成键,亚甲基C原子以sp3杂化轨道成键。

丙二酸为无色片状晶体,能溶于水、醇和醚。

丙二酸受热即失去二氧化碳生成乙酸,利用这一性质使取代的丙二酸脱羧,即可合成各种羧酸

丙二酸分子中的CH2因受两个羧基的活化,可发生多种类型的反应。

由于丙二酸本身不很稳定,它在有机合成中的应用是通过丙二酸二乙酯进行的。

制备方法

工业上常用水解氰基乙酸或丙二酸二乙的方法制丙二酸。

亦可从冰醋为原料制备。乙酸与反应得到haas,再用碳酸钠处理生成钠盐,与氰化钠发生亲核取代,得到乙酸。氢氧化钠水解,氰基转化为羧酸根离子,然后酸化即得丙二酸。

主要用途

1、主要用于医药中间体,也用于香料、粘合剂、树脂添加剂、电镀抛光剂等 。

2、用作络合剂,也用于巴比土盐的制备等。

3、丙二酸是杀菌剂稻瘟灵的中间体,也是植物生长调节剂吲熟酯的中间体。

4、丙二酸及其酯主要用于香料、粘合剂、树脂添加剂、医药中间体、电镀抛光剂、爆炸控制剂、热焊接助熔添加剂等方面。在医药工业中用于生产鲁米那、巴比妥维生素B1、维生素B2吡哆醇苯基保泰松、氨基酸等。丙二酸用作铝表面处理剂,由于加热分解时只生成水和二氧化碳,因而没有污染问题。在这一点上,与过去采用的甲酸等酸型处理剂相比,具有很大的优点。

5、丙二酸用作化学镀的添加物质,也用作电镀抛光剂。

安全性

危害性

健康危害:本品对眼睛、皮肤、粘膜和上呼吸道有刺激作用,高浓度时有损害作用。接触后可引起烧灼感、咳嗽、喉炎、头痛、恶心和呕吐等。

环境危害:对环境有危害,对水体和大气可造成污染。

急性毒性:LD50:1310 mg/kg(大鼠经口);4000 mg/kg(小鼠经口); 300 mg/kg(小鼠腹腔)

其它有害作用:该物质对环境有危害,对水体和大气可造成污染,有机酸易在大气化学和大气物理变化中形成酸雨。因而当PH值降到5以下时,会给动、植物造成严重危害,鱼的繁殖和发育会受到严重影响,流域土壤和水体底泥中的金属可被溶解进入水中毒害鱼类。水体酸化还会导致水生生物的组成结构发生变化,耐酸的藻类、真菌增多,而有根植物、细菌和脊椎动物减少,有机化合物的分解率降低。酸化后会严重导致湖泊、河流中鱼类减少或死亡。

应急处理

隔离泄漏污染区,限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴防尘面具(全面罩),穿防毒服。用大量水冲洗,洗水稀释后放入废水系统。若大量泄漏,收集回收或运至废物处理场所处置。

急救措施

皮肤接触:脱去污染的衣着,用大量流动清水冲洗。就医。

眼睛接触:立即提起眼睑,用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。

吸入:脱离现场至空气新鲜处。如呼吸困难,给输氧。就医。

食入:用水漱口,给饮牛奶或蛋清。就医。

消防措施

燃爆危险:本品可燃,具腐蚀性、刺激性,可致人体灼伤。

危险特性: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。

有害燃烧产物:一氧化碳二氧化碳

灭火方法:消防人员须佩戴防毒面具、穿全身消防服,在上风向灭火。

灭火剂:雾状水、泡沫、干粉、二氧化碳、砂土。

生物化学

丙二酸的钙盐白色晶体,大量存在于根甜菜中。丙二酸可作竞争抑制剂,在呼吸电子传递链中抑制琥珀酸脱氢酶配位化合物II)。

病理学

如果丙二酸水平升高的同时伴有甲基丙二酸水平升高,这可能表明代谢性疾病结合性丙二酸及甲基丙二酸血症(CMAMMA)。通过计算血浆中丙二酸和甲基丙二酸的比例,CMAMMA可以与典型的甲基丙二酸尿症相区别。

有机合成

丙二酸一般从冰醋制取。乙酸与反应得到haas,再用碳酸钠处理生成钠盐,与氰化钠发生亲核取代,得到氰基乙酸氢氧化钠水解氰基转化为羧酸根离子,然后酸化即得丙二酸。

有机反应

丙二酸与尿素缩合生成巴比妥酸,用于生产巴比妥酸盐药物。Knoevenagel羟醛缩合中的试剂,如与丙酮缩合生成丙二酸环亚异丙酯。丙二酸酯,如丙二酸二乙酯丙二酸二甲酯,是−CH2COOH合成子。参见丙二酸酯合成。由丙二酸合成的丙二酸环(亚)异丙酯是有机合成上非常有用的试剂。加热时丙二酸会分解成冰醋二氧化碳,是为脱羧反应。

参考资料

丙二酸.淄博名聚化工有限公司.2024-10-05

141-82-2(丙二酸,propanedioic acid).960化工网.2024-10-05

丙二酸 .盖德化工网.2024-10-05