Адипиновая кислота

Адипиновая кислота
Имена
	Предпочтительное название ИЮПАК Гександиовая кислота
	Другие имена Адипиновая кислота ; Бутан-1,4-дикарбоновая кислота ; Гексан-1,6-диовая кислота ; 1,4-бутандикарбоновая кислота
Идентификаторы
Номер CAS	124-04-9 ;
3D model ( JSmol )	Интерактивное изображение ; Интерактивное изображение ;
Справочник Байльштейна	1209788
КЭБ	ЧЕБИ:30832 ;
ХЭМБЛ	ХЕМБЛ1157 ;
ХимическийПаук	191 ;
Информационная карта ECHA	100.004.250
Номер ЕС	204-673-3 ;
номер Е	Е355 (антиоксиданты, ...)
Справочник Гмелина	3166
КЕГГ	D08839 ;
ПабХим CID	196 ;
номер РТЭКС	AU8400000 ;
НЕКОТОРЫЙ	76A0JE0FKJ ;
Число	3077
Панель управления CompTox ( EPA )	DTXSID7021605 ;
	показывать ИнЧИ
	показывать УЛЫБКИ
Характеристики
Химическая формула	С 6 Н 10 О 4
Молярная масса	146.142 g·mol −1
Появление	Белые кристаллы ; Моноклинные призмы
Запах	Без запаха
Плотность	1,360 г/см 3
Температура плавления	152,1 ° С (305,8 ° F; 425,2 К)
Точка кипения	337,5 ° C (639,5 ° F; 610,6 К)
Растворимость в воде	14 г/л (10 °С) ; 24 г/л (25 °С) ; 1600 г/л (100 °С)
Растворимость	Хорошо растворим в метаноле , этаноле ; растворим в ацетоне , уксусной кислоте ; мало растворим в циклогексане ; незначительно в бензоле , петролейном эфире
войти P	0.08
Давление пара	0,097 гПа (18,5 °C) = 0,073 мм рт.ст.
Кислотность ( pKa )	4.43, 5.41
Сопряженная база	Адипат
Вязкость	4,54 сП (160 °С)
Структура
Кристаллическая структура	Моноклиника
Термохимия
Стандартная энтальпия ; образование (Δ f H ⦵ 298 )	−994,3 кДж/моль
Опасности
	СГС Маркировка :
Пиктограммы
Сигнальное слово	Предупреждение
Заявления об опасности	H319
Меры предосторожности	П264 , П280 , П305+П351+П338 , П337+П313
NFPA 704 (огненный алмаз)	2 1 0
точка возгорания	196 ° С (385 ° F, 469 К)
Самовоспламенение ; температура	422 ° С (792 ° F; 695 К)
	Летальная доза или концентрация (LD, LC):
ЛД 50 ( средняя доза )	3600 мг/кг (крыса)
Паспорт безопасности (SDS)	Внешний паспорт безопасности материалов
Родственные соединения
Родственные дикарбоновые кислоты	глутаровая кислота ; пимелиновая кислота
Родственные соединения	гексановая кислота ; дигидразид адипиновой кислоты ; гександиоилдихлорид ; гександинитрил ; гександиамид
	Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). Ссылки на инфобоксы

Адипиновая кислота или гександиовая кислота представляет собой органическое соединение формулы ) (CH ₂ ) ₄ (COOH ₂ . С промышленной точки зрения это важнейшая дикарбоновая кислота : ежегодно производится около 2,5 миллиардов килограммов этого белого кристаллического порошка, главным образом в качестве прекурсора для производства нейлона . Адипиновая кислота редко встречается в природе. ^[4] но он известен как с номером E пищевая добавка E355 . Соли и эфиры адипиновой кислоты известны как адипаты .

Получение и реакционная способность

Адипиновую кислоту получают путем окисления смеси циклогексанона и циклогексанола , которую называют маслом КА , сокращением от кетон-спиртового масла. Азотная кислота является окислителем. Путь многоступенчатый. В начале реакции циклогексанол превращается в кетон с выделением азотистой кислоты :

ВЫСОКИЙ(CH ₂ ) ₅ + HNO ₃ → O=C(CH ₂ ) ₅ + HNO ₂ + H ₂ O

Затем циклогексанон нитрозируется, создавая основу для разрыва связи CC:

HNO ₂ + HNO ₃ → [НЕТ ⁺]НЕТ ₃ ] ⁻ + Н ₂ О

О=С(СН ₂ ) ₅ + НЕТ ⁺ → O=C(CHNO)(CH ₂ ) ₄ + H ⁺

Побочными продуктами метода являются глутаровая и янтарная кислоты . Закись азота производится в мольном соотношении к адипиновой кислоте примерно один: один. ^[5] а также через посредство нитролевой кислоты . ^[4]

циклогексанола, который получается при гидрировании фенола Родственные процессы начинаются с . ^[4]^[6]

Альтернативные методы производства

Было разработано несколько карбонилирования бутадиена методов . Например, гидрокарбоксилирование протекает следующим образом: ^[4]

CH ₂ =CH−CH=CH ₂ + 2 CO + 2 H ₂ O → HO ₂ C(CH ₂ ) ₄ CO ₂ H

Другой метод — окислительное расщепление циклогексена с помощью перекиси водорода . ^[7] Отходы – вода.

Исторически адипиновую кислоту получали окислением различных жиров. ^[8] отсюда и название (в конечном итоге от латинского adeps , adipis – «животный жир»; ср. жировая ткань ).

Реакции

Адипиновая кислота представляет собой двухосновную кислоту (имеет две кислотные группы). Значения pK _a для их последовательных депротонирований составляют 4,41 и 5,41. ^[9]

Поскольку карбоксилатные группы разделены четырьмя метиленовыми группами , адипиновая кислота подходит для реакций внутримолекулярной конденсации. При обработке гидроксидом бария при повышенных температурах он подвергается кетонизации с образованием циклопентанона . ^[10]

Использование

Около 60% из 2,5 миллиардов кг адипиновой кислоты, производимой ежегодно, используется в качестве мономера для производства нейлона. ^[11] реакцией поликонденсации с гексаметилендиамином с образованием нейлона 66 . Другие основные области применения также связаны с полимерами; Это мономер для производства полиуретана , а его эфиры являются пластификаторами , особенно в ПВХ . ^[12]

В медицине

Адипиновая кислота была включена в матричные таблетки с контролируемым высвобождением для обеспечения рН-независимого высвобождения как слабоосновных, так и слабокислых препаратов. Он также был включен в полимерное покрытие гидрофильных монолитных систем для модуляции рН внутри геля, что приводит к высвобождению гидрофильного лекарственного средства нулевого порядка. Сообщалось, что распад энтеросолюбильного полимера шеллака при pH кишечника улучшается, когда адипиновая кислота используется в качестве порообразующего агента, не влияя на высвобождение в кислой среде. Другие составы с контролируемым высвобождением включали адипиновую кислоту с целью получения профиля позднего резкого высвобождения. ^[13]

В продуктах питания

Небольшие, но значительные количества адипиновой кислоты используются в качестве пищевого ингредиента в качестве ароматизатора и желирующего средства . ^[14] Он используется в некоторых на основе карбоната кальция антацидах , чтобы сделать их терпкими . В качестве подкислителя в разрыхлителях он позволяет избежать нежелательных гигроскопических свойств винной кислоты . ^[2] Адипиновая кислота, редкая в природе, в природе встречается в свекле , но она не является экономически выгодным источником для торговли по сравнению с промышленным синтезом. ^[15]

Безопасность

Адипиновая кислота, как и большинство карбоновых кислот, вызывает легкое раздражение кожи. Он умеренно токсичен, средняя смертельная доза при пероральном приеме крысами составляет 3600 мг/кг. ^[4]

Относящийся к окружающей среде

Производство адипиновой кислоты связано с выбросами N
_2О , ^[16] мощный парниковый газ и причина истощения стратосферного озона . На предприятиях производителей адипиновой кислоты DuPont и Rhodia (ныне Invista и Solvay соответственно) внедрены процессы каталитического преобразования закиси азота в безвредные продукты: ^[17]

2 Н ₂ О → 2 Н ₂ + О ₂

Соли и эфиры адипатов

Анионный (HO ₂ C(CH ₂ ) ₄ CO ₂⁻) и дианионный ( ⁻О ₂ С(СН ₂ ) ₄ СО ₂⁻) формы адипиновой кислоты называются адипатами . Адипатное соединение представляет собой карбоксилатную соль или эфир кислоты.

Некоторые соли адипатов используются в качестве регуляторов кислотности , в том числе:

Адипат натрия ( номер E E356)
Адипат калия (Е357)

Некоторые сложные эфиры адипата используются в качестве пластификаторов , в том числе:

Ссылки

^ МакГиллаври, CH (2010). «Кристаллическая структура адипиновой кислоты». Коллекция химических предприятий Нидерландов . 60 (8): 605–617. дои : 10.1002/recl.19410600805 .
^ Jump up to: ^а ^б «Адипиновая кислота» . Индекс Мерк . Королевское химическое общество . 2013 . Проверено 2 марта 2017 г.
^ Хейнс, WM, изд. (2013). Справочник CRC по химии и физике (94-е изд.). Бока-Ратон, Флорида : CRC Press . ISBN 978-1-4665-7114-3 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Массер, Монтана (2005). «Адипиновая кислота». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a01_269 . ISBN 3527306730 .
^ Пармон, В.Н.; Панов Г.И.; Уриарте, А.; Носков А.С. (2005). «Закись азота в области химии окисления и применения и производства катализа». Катализ сегодня . 100 (2005): 115–131. дои : 10.1016/j.cattod.2004.12.012 .
^ Эллис, бакалавр (1925). «Адипиновая кислота» . Органические синтезы . 5 :9 ; Сборник томов , т. 1, с. 560 .
^ Сато, К.; Аоки, М.; Ноёри, Р. (1998). «Зеленый» путь получения адипиновой кислоты: прямое окисление циклогексенов 30-процентной перекисью водорода». Наука . 281 (5383): 1646–47. Бибкод : 1998Sci...281.1646S . дои : 10.1126/science.281.5383.1646 . ПМИД 9733504 .
^ Инс, Уолтер (1895). «Получение адипиновой кислоты и некоторых ее производных» . Журнал Химического общества, Сделки . 67 : 155–159. дои : 10.1039/CT8956700155 .
^ Корнилс, Бой; Лаппе, Питер (2000). «Дикарбоновые кислоты алифатические». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a08_523 . ISBN 3527306730 .
^ Торп, Дж. Ф.; Кон, ГАР (1925). «Циклопентанон» . Органические синтезы . 5:37 ; Сборник томов , т. 1, с. 192 .
^ «Адипиновая кислота» . Архивировано из оригинала 18 мая 2015 г. Проверено 9 мая 2015 г. Аннотация PCI для адипиновой кислоты
^ «Поливинилхлорид — обзор | Темы ScienceDirect» . www.sciencedirect.com . Проверено 10 ноября 2023 г.
^ Роу, Раймонд (2009), «Адипиновая кислота», Справочник по фармацевтическим вспомогательным веществам , стр. 11–12.
^ «Факты о пищевой ценности вишневого желе» . Крафт Фудс. Архивировано из оригинала 24 сентября 2019 года . Проверено 21 марта 2012 г.
^ Американское химическое общество (9 февраля 2015 г.). «Молекула недели: адипиновая кислота» .
^ Агентство по охране окружающей среды США (12 августа 2013 г.). «Отчет об инвентаризации парниковых газов в США, глава 4. Промышленные процессы» (PDF) . Проверено 29 ноября 2013 г.
^ Реймер, РА; Слатен, CS; Сипан, М.; Кох, Т.А.; Тринер, В.Г. (2000). «Промышленность адипиновой кислоты — снижение выбросов N ₂ O». Парниковые газы, отличные от CO ₂ : научное понимание, контроль и внедрение . Нидерланды: Спрингер. стр. 347–358. дои : 10.1007/978-94-015-9343-4_56 . ISBN 978-94-015-9343-4 .

Приложение

Цитаты FDA США – GRAS (21 CFR 184.1009), непрямая добавка (21 CFR 175.300, 21 CFR 175.320, 21 CFR 176.170, 21 CFR 176.180, 21 CFR 177.1200, 21 CFR 177.1390, 21 CFR 177). .1500, 21 CFR 177.1630, 21 CFR 177.1680, 21 CFR 177.2420, 21 CFR 177.2600)
Цитаты Европейского Союза – Решение 1999/217/EC – Ароматизирующее вещество; Директива 95/2/EC, Приложение IV – Разрешенные пищевые добавки; 2002/72/EC, Приложение A – Разрешенный мономер для пластмасс, контактирующих с пищевыми продуктами

Внешние ссылки

[1] МакГиллаври, CH (2010). «Кристаллическая структура адипиновой кислоты». Коллекция химических предприятий Нидерландов . 60 (8): 605–617. дои : 10.1002/recl.19410600805 .

[Adipic_Acid-2] Jump up to: ^а ^б «Адипиновая кислота» . Индекс Мерк . Королевское химическое общество . 2013 . Проверено 2 марта 2017 г.

[crc-3] Хейнс, WM, изд. (2013). Справочник CRC по химии и физике (94-е изд.). Бока-Ратон, Флорида : CRC Press . ISBN 978-1-4665-7114-3 .

[Ullmann-4] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Массер, Монтана (2005). «Адипиновая кислота». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a01_269 . ISBN 3527306730 .

[CatalysisToday2005-5] Пармон, В.Н.; Панов Г.И.; Уриарте, А.; Носков А.С. (2005). «Закись азота в области химии окисления и применения и производства катализа». Катализ сегодня . 100 (2005): 115–131. дои : 10.1016/j.cattod.2004.12.012 .

[6] Эллис, бакалавр (1925). «Адипиновая кислота» . Органические синтезы . 5 :9 ; Сборник томов , т. 1, с. 560 .

[7] Сато, К.; Аоки, М.; Ноёри, Р. (1998). «Зеленый» путь получения адипиновой кислоты: прямое окисление циклогексенов 30-процентной перекисью водорода». Наука . 281 (5383): 1646–47. Бибкод : 1998Sci...281.1646S . дои : 10.1126/science.281.5383.1646 . ПМИД 9733504 .

[8] Инс, Уолтер (1895). «Получение адипиновой кислоты и некоторых ее производных» . Журнал Химического общества, Сделки . 67 : 155–159. дои : 10.1039/CT8956700155 .

[Ullmanns-9] Корнилс, Бой; Лаппе, Питер (2000). «Дикарбоновые кислоты алифатические». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a08_523 . ISBN 3527306730 .

[10] Торп, Дж. Ф.; Кон, ГАР (1925). «Циклопентанон» . Органические синтезы . 5:37 ; Сборник томов , т. 1, с. 192 .

[11] «Адипиновая кислота» . Архивировано из оригинала 18 мая 2015 г. Проверено 9 мая 2015 г. Аннотация PCI для адипиновой кислоты

[12] «Поливинилхлорид — обзор | Темы ScienceDirect» . www.sciencedirect.com . Проверено 10 ноября 2023 г.

[13] Роу, Раймонд (2009), «Адипиновая кислота», Справочник по фармацевтическим вспомогательным веществам , стр. 11–12.

[14] «Факты о пищевой ценности вишневого желе» . Крафт Фудс. Архивировано из оригинала 24 сентября 2019 года . Проверено 21 марта 2012 г.

[15] Американское химическое общество (9 февраля 2015 г.). «Молекула недели: адипиновая кислота» .

[16] Агентство по охране окружающей среды США (12 августа 2013 г.). «Отчет об инвентаризации парниковых газов в США, глава 4. Промышленные процессы» (PDF) . Проверено 29 ноября 2013 г.

[17] Реймер, РА; Слатен, CS; Сипан, М.; Кох, Т.А.; Тринер, В.Г. (2000). «Промышленность адипиновой кислоты — снижение выбросов N ₂ O». Парниковые газы, отличные от CO ₂ : научное понимание, контроль и внедрение . Нидерланды: Спрингер. стр. 347–358. дои : 10.1007/978-94-015-9343-4_56 . ISBN 978-94-015-9343-4 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]