أنهيدريد الماليك (C4H2O3) هو مركب كيميائي يستخدم في مختلف الصناعات. ويتم إنتاجه عن طريق أكسدة البنزين أو البيوتان. وهي تستخدم أساسا في إنتاج البوليمرات والراتنجات والمواد الكيميائية الزراعية.
| اسم الأيوباك | أنهيدريد الماليك |
| الصيغة الجزيئية | C4H2O3 |
| CAS رقم | 108-31-6 |
| المرادفات | أنهيدريد Cis-بوتينديويك، 2،5-فورانديون، أنهيدريد سام، أنهيدريد حمض الماليك |
| إنتشي | إنتشي = 1S/C4H2O3/c5-3-1-2-4(6)7-3/h1-2H |
خصائص أنهيدريد الماليك
صيغة أنهيدريد الماليك
صيغة أنهيدريد المالئيك هي C4H2O3. ويتكون من أربع ذرات كربون وذرتين هيدروجين وثلاث ذرات أكسجين. ترتيب هذه الذرات يعطي أنهيدريد الماليك خصائصه الكيميائية الفريدة.
ماليك أنهيدريد الكتلة المولية
يتم حساب الكتلة المولية لأنهيدريد البيوتينديويك عن طريق إضافة الكتل الذرية للعناصر المكونة له. يحتوي أنهيدريد الماليك على كتلة مولية تبلغ حوالي 98.06 جرامًا لكل مول. هذه القيمة ضرورية لمختلف العمليات الحسابية في الكيمياء وعمليات التصنيع.
نقطة غليان أنهيدريد المالئيك
أنهيدريد بوتينيديويك لديه نقطة غليان تبلغ حوالي 202.2 درجة مئوية (396.0 درجة فهرنهايت). هذه هي درجة الحرارة التي يتحول عندها المركب من سائل إلى غاز عند تسخينه. وتعتبر درجة الغليان خاصية مهمة في تحديد الشروط اللازمة لاستخدامه.
نقطة انصهار أنهيدريد الماليك
تبلغ نقطة انصهار أنهيدريد بوتينيديويك حوالي 52.8 درجة مئوية (127.0 درجة فهرنهايت). هذه هي درجة الحرارة التي يتحول عندها المركب الصلب إلى الحالة السائلة. تعتبر نقطة الانصهار معلمة حاسمة لمعالجة ومعالجة أنهيدريد البيوتينيديويك.
كثافة أنهيدريد الماليك جم/مل
تبلغ كثافة أنهيدريد البيوتينديويك حوالي 1.48 جرام لكل ملليلتر (جم / مل). تقيس الكثافة كتلة المادة لكل وحدة حجم. تساعد هذه القيمة على فهم تركيز وسلوك أنهيدريد البيوتينديويك في التطبيقات المختلفة.
الوزن الجزيئي أنهيدريد الماليك
يبلغ الوزن الجزيئي لأنهيدريد بوتينيديويك حوالي 98.06 جرامًا لكل مول. ويتم حسابه عن طريق إضافة الأوزان الذرية للذرات المكونة له. الوزن الجزيئي مهم لتحديد كمية أنهيدريد البيوتينيديويك اللازمة في التفاعلات ولفهم خواصه الكيميائية.
هيكل أنهيدريد الماليك
يتكون هيكل أنهيدريد البيوتينديويك من جزيء حلقي ذو رابطة مزدوجة بين ذرتين من الكربون وذرتين من الأكسجين مرتبطتين بهيكل الكربون. يضفي هذا الهيكل تفاعلًا وخصائصًا محددة على أنهيدريد البيوتينيديويك، مما يجعله مفيدًا في العمليات الكيميائية المختلفة.
ذوبان أنهيدريد الماليك
أنهيدريد البيوتينديويك قليل الذوبان في الماء ولكنه يذوب بسهولة في المذيبات العضوية مثل الأسيتون والبنزين وأسيتات الإيثيل. يسمح سلوك الذوبان هذا بدمج أنهيدريد البيوتينيديويك بسهولة في محاليل مختلفة ويسهل استخدامه في التطبيقات الصناعية المختلفة.
| مظهر | أبيض بلوري |
| جاذبية معينة | 1.48 جرام/مل |
| لون | عديم اللون |
| يشم | رائحة نفاذة |
| الكتلة المولية | 98.06 جم/مول |
| كثافة | 1.48 جرام/مل |
| نقطة الانصهار | 52.8 درجة مئوية (127.0 درجة فهرنهايت) |
| نقطة الغليان | 202.2 درجة مئوية (396.0 درجة فهرنهايت) |
| نقطة فلاش | 138 درجة مئوية (280 درجة فهرنهايت) |
| الذوبان في الماء | 44 جم/لتر عند 20 درجة مئوية |
| الذوبان | قابل للذوبان في المذيبات العضوية |
| ضغط البخار | 0.3 ملم زئبق عند 20 درجة مئوية |
| كثافة بخار | 3.39 (الهواء = 1) |
| pKa | 1.2 |
| الرقم الهيدروجيني | ~1 (محلول مشبع) |
سلامة ومخاطر أنهيدريد الماليك
يشكل أنهيدريد البيوتينديويك بعض مخاطر السلامة ويجب التعامل معه بحذر. قد يسبب تهيج الجلد والعينين والجهاز التنفسي عن طريق الاتصال أو الاستنشاق. الاتصال المباشر مع الجلد قد يسبب حروقا أو التهاب الجلد. يجب استخدام تدابير الحماية الكافية مثل القفازات والنظارات الواقية وحماية الجهاز التنفسي عند العمل مع هذا المركب. ومن المهم تجنب استنشاق أبخرةه أو غباره، لأنها يمكن أن تهيج الجهاز التنفسي. يجب تخزين أنهيدريد البيوتينديويك في مكان بارد وجيد التهوية بعيدًا عن المواد غير المتوافقة. تعد المعالجة السليمة والالتزام ببروتوكولات السلامة أمرًا ضروريًا لتقليل المخاطر المرتبطة بهذه المادة الكيميائية.
| رموز الخطر | الحادي عشر |
| وصف الأمان | مهيج |
| أرقام تعريف الأمم المتحدة | UN2215 |
| رمز النظام المنسق | 2917.12.000 |
| فئة الخطر | 8 (تآكل) |
| مجموعة التعبئة | ثالثا |
| تسمم | وهو ضار إذا تم ابتلاعه أو استنشاقه، ويسبب تهيجا |
طرق تخليق أنهيدريد الماليك
يمكن لطرق مختلفة تصنيع أنهيدريد البيوتينيديويك. إحدى الطرق الشائعة هي أكسدة البنزين تحفيزيًا عن طريق تفاعله مع الهواء أو الأكسجين في وجود محفز مناسب، مثل خامس أكسيد الفاناديوم أو أكسيد المعدن. يحدث التفاعل عند درجات حرارة عالية، عادة حوالي 300 إلى 400 درجة مئوية، وينتج أنهيدريد بوتينيديويك.
هناك طريقة أخرى تتمثل في أكسدة البيوتان أو البيوتان n تحفيزيًا. تستخدم هذه العملية محفزات مثل محفزات الفاناديوم أو الموليبدينوم عند درجات حرارة عالية. يتضمن ذلك عدة خطوات تفاعل، بما في ذلك تكوين حمض البيوتينديويك كمادة وسيطة، والذي يخضع للجفاف ليعطي أنهيدريد البيوتينديويك.
تفاعل حمض البيوتينديويك مع أنهيدريد الأسيتيك هو طريقة أخرى. في هذه الحالة، يتفاعل حمض البيوتينديويك مع أنهيدريد الأسيتيك في وجود عامل محفز مثل حمض الكبريتيك . يحدث التفاعل تحت ظروف الارتجاع، مما يؤدي إلى إنتاج أنهيدريد البيوتينيديويك كمنتج نهائي.
بالإضافة إلى ذلك، فإن الأكسدة الحفزية للهيدروكربونات مثل n-بيوتين أو مشتقات البنزين مثل أورثوكسيلين أو ميتاكسلين تسمح بتخليق أنهيدريد البيوتينيديويك. تستخدم هذه التفاعلات ظروفًا ومحفزات مماثلة تم ذكرها سابقًا.
يعتمد اختيار طريقة التوليف المناسبة على عوامل مثل توفر المواد الخام، وحجم الإنتاج المطلوب، واقتصاديات العملية. كل طريقة لها مزاياها وقيودها من حيث التكلفة والأداء والاعتبارات البيئية. ولذلك، فإن اختيار طريقة التوليف المناسبة أمر بالغ الأهمية لإنتاج أنهيدريد بوتينيديويك بكفاءة.
استخدامات ماليك أنهيدريد
يجد أنهيدريد المالئيك العديد من التطبيقات في مختلف الصناعات بسبب خصائصه المتنوعة. فيما يلي بعض الاستخدامات الرئيسية:
- يلعب أنهيدريد البيوتينديويك دورًا حاسمًا في إنتاج البوليمرات مثل بولي بيوتيلين سكسينات (PBS) وراتنجات البوليستر غير المشبعة وراتنجات الألكيد. تجد هذه البوليمرات تطبيقات في الطلاءات والمواد اللاصقة والمواد المركبة.
- فهو يساعد في إنتاج مبيدات الأعشاب والمبيدات الحشرية، ويعمل كوسيط في تركيب عوامل فعالة لمكافحة الحشائش مثل ديكامبا وهيدرازيد بوتينيديويك.
- تستخدمه صناعة الأدوية في تركيب العديد من الوسائط الصيدلانية والمكونات النشطة، مما يساهم في تطوير أدوية لعلاج ارتفاع ضغط الدم والالتهابات والسرطان.
- تعمل بوليمرات أنهيدريد البيوتينيديويك بشكل فعال كمثبطات للتآكل والتآكل في عمليات معالجة المياه، وتتحكم بشكل فعال في تراكم الرواسب المعدنية وتحمي البنية التحتية بشكل فعال.
- يتم استخدامه في إنتاج عوامل التحجيم لصناعة الورق والكرتون، مما يحسن مقاومة الماء وقابلية الطباعة وقوة الورق.
- تستخدمه صناعة النسيج لتصنيع المواد المساعدة للنسيج، بما في ذلك الأصباغ وعوامل تثبيت الأصباغ وعوامل التشطيب، مما يحسن ثبات اللون وأداء القماش.
- تعمل مشتقات أنهيدريد البيوتينديويك كمضافات غذائية، حيث تعمل كعوامل تبلور أو تثبيت أو تحميض في المنتجات الغذائية المختلفة.
- إنهم يلعبون دورًا نشطًا في إنتاج إضافات مواد التشحيم التي تعمل بشكل فعال على تحسين أداء وطول عمر زيوت التشحيم، وبالتالي تحسين فعاليتها بشكل عام.
تسلط المجموعة الواسعة من التطبيقات الضوء على أهمية أنهيدريد البيوتينديويك في مختلف القطاعات، مما يجعله مركبًا قيمًا في العمليات الصناعية وتطوير المنتجات.
أسئلة:
س: ما هو ناتج أنهيدريد المالئيك و e e-2 4-hexadien-1-ol؟
ج: المنتج عبارة عن مادة مضافة Diels-Alder، وتحديدًا cis-N-ethyl-3-methyl-4-phenylsuccinimide.
س: ما هو دور أنهيدريد المالئيك في تفاعل ديلز ألدر؟
ج: يعمل أنهيدريد البيوتينديويك كدينوفيلي، ويتفاعل مع الديينات لتكوين مقاربات حلقية.
س: هل يضر أنهيدريد الماليك بالكائنات المائية؟
ج: نعم، قد يكون أنهيدريد البيوتينديويك ضارًا بالكائنات المائية بسبب سميته واحتمال حدوث آثار ضارة.
س: في حالة استخدام الأنثراسين وأنهيدريد الماليك، ما هي الكتلة المولية للمنتج؟
ج: تعتمد الكتلة المولية للمنتج المتكون من أنثراسين وأنهيدريد البيوتينيديويك على التفاعل المحدد والقناة الناتجة.
س: هل أنهيدريد الماليك عطري؟
ج: نعم، يعتبر أنهيدريد البيوتينديويك عطريًا بسبب وجود نظام مترافق دوري.
س: لماذا يجب إغلاق زجاجات أنهيدريد المالئيك بإحكام عند عدم استخدامها؟
ج: أنهيدريد البيوتينديويك شديد التفاعل ويمكن أن يتعرض بسهولة لتفاعلات عكسية مع الرطوبة والهواء. إن إبقاء الزجاجات مغلقة بإحكام يساعد على تجنب ردود الفعل غير المرغوب فيها ويحافظ على الجودة.
س: هل أنهيدريد المالئيك قطبي؟
ج: نعم، أنهيدريد البيوتينديويك قطبي بسبب وجود مجموعات وظيفية قطبية، مثل مجموعات الكربونيل، في بنيته.
س: هل أنهيدريد الماليك هو من محبي الدينوفيل؟
ج: نعم، يعمل أنهيدريد البيوتينديويك كدينوفيلي في تفاعلات ديلز-ألدر، حيث يقبل الديينات لتكوين قنوات حلقية.
س: ما هو الدين الذي تعتقد أنه سيتفاعل بسرعة أكبر مع أنهيدريد المالئيك؟
ج: يجب أن تتفاعل مركبات الديين ذات الكثافة الإلكترونية المتزايدة، مثل تلك التي تحتوي على بدائل مانحة للإلكترون، بسرعة أكبر مع أنهيدريد البيوتينيديويك.
س: كم عدد الاسترات الموجودة في أنهيدريد المالئيك؟
ج: لا يحتوي أنهيدريد البيوتينديويك على استرات. وهو أنهيدريد حمض البيوتينديويك، الذي يحتوي على وظائف استر.