クエン酸は、柑橘類に含まれる天然の酸です。風味増強剤および保存料として食品および飲料に広く使用されています。洗浄剤や化粧品にも応用されています。
| IUPAC名 | 2-ヒドロキシプロパン-1,2,3-トリカルボン酸 |
| 分子式 | C₆H₈O₇ |
| CAS番号 | 77-92-9 |
| 同義語 | 3-カルボキシ-3-ヒドロキシグルタル酸、2-ヒドロキシ-1,2,3-プロパントリカルボン酸、クエン酸塩など |
| インチチ | InChI=1S/C6H8O7/c7-3(8)1-6(13.5(11)12)2-4(9)10/h13H,1-2H2,(H,7.8)(H,9,10)(H 、11、12) |
クエン酸の性質
クエン酸配合
クエン酸の式はC₆H₈O₇です。 6 個の炭素原子、8 個の水素原子、7 個の酸素原子で構成されています。この化学式は、クエン酸 1 分子内の原子の配置を表します。
クエン酸モル質量
C6H8O7 のモル質量は 1 モルあたり約 192.13 グラムです。それは、1 モルの C6H8O7 に存在するすべての原子の原子質量を加算することによって計算されます。モル質量は、化学計算においてグラムとモルの間で変換するために使用されます。
クエン酸の沸点
クエン酸は沸点に達する前に分解するため、明確な沸点がありません。ただし、加熱すると摂氏 175 度 (華氏 347 度) 付近で劣化が始まります。 C₆H₈O₇ が分解すると、水と二酸化炭素が生成されます。
クエン酸 融点
クエン酸の融点は摂氏 153 度 (華氏 307 度) です。この温度では、固体の C6H8O7 が液体に変わります。 C₆H₈O₇ は、摂氏 310 度 (華氏 590 度) 付近のより高い融点を持つ無水の形でも存在する可能性があることに注意することが重要です。
クエン酸の密度 g/mL
C6H8O7 の密度は約 1.665 グラム/ミリリットル (g/mL) です。この値は、体積 1 ミリリットル中に含まれる C6H₈O7 の質量を表します。物質の密度は、その濃度や純度を決定するためによく使用されます。
クエン酸の分子量
C6H8O7 の分子量は 1 モルあたり約 192.13 グラムです。これは、C₆H₈O₇ 分子内のすべての原子の原子量の合計です。分子量は、さまざまな化学計算や反応にとって重要なパラメーターです。
クエン酸の構造
クエン酸は、3 つのカルボキシル官能基 (-COOH) を持つトリカルボン酸構造を持っています。中心の炭素原子が 3 つのカルボキシル基と 1 つのヒドロキシル基 (-OH) に結合しています。原子の配置により、C₆H₈O₇ に特有の酸性の特性が与えられ、さまざまな生化学プロセスに関与できるようになります。
クエン酸の溶解度
クエン酸は水に非常に溶けやすいです。水、アルコール、その他の極性溶媒に容易に溶解します。 C₆H₈O₇ の溶解度は温度とともに増加します。水溶液に溶解して風味を高める能力があるため、食品添加物および香料として一般的に使用されています。
| 外観 | 白色の結晶性粉末 |
| 比重 | 1,665 |
| 色 | 無色または白色 |
| 匂い | 無臭 |
| モル質量 | 192.13 g/モル |
| 密度 | 1,665g/mL |
| 融合点 | 153°C (307°F) |
| 沸点 | 沸騰する前に分解してしまう |
| フラッシュドット | 適用できない |
| 水への溶解度 | 非常に溶けやすい |
| 溶解性 | 水、アルコール、極性溶媒に可溶 |
| 蒸気圧 | 適用できない |
| 蒸気密度 | 適用できない |
| pKa | pKa₁ = 3.13、pKa₂ = 4.76、pKa₃ = 6.40 |
| pH | pH = 1.8 – 3.1 (1% 溶液、25°C) |
クエン酸の安全性と危険性
クエン酸は一般に消費しても安全であり、毒性レベルが低いと認識されています。ただし、その取り扱いにはいくつかの注意が必要です。目や皮膚に炎症を起こす可能性があるため、保護手袋やゴーグルを着用することをお勧めします。 C₆H₈O₇ の粉塵やミストを吸入すると呼吸器系を刺激する可能性があるため、換気の良い場所で作業することをお勧めします。 C₆H₈O₇ は可燃性ではありませんが、高温により分解し、刺激性のフュームを発生する可能性があります。 C₆H₈O₇ を涼しく乾燥した場所に、不適合物質から離して保管することが重要です。全体として、適切な安全対策を実施することで、C₆H₈O₇ の安全な取り扱いが保証されます。
| ハザードシンボル | なし |
| セキュリティの説明 | 目や皮膚の炎症を引き起こします。呼吸器への刺激を引き起こす可能性があります。取り扱いには注意し、吸入を避けてください |
| 国連識別番号 | 適用できない |
| HSコード | 2918.14.00 |
| 危険等級 | 危険物として分類されていない |
| 梱包グループ | 適用できない |
| 毒性 | 毒性が低い。一般に安全だと認識されている |
クエン酸の合成法
C₆H₈O₇ はさまざまな方法で合成できます。
特定の真菌株であるアスペルギルス・ニガーや大腸菌などの微生物は、グルコースやスクロースなどの炭水化物を栄養豊富な培地中で発酵させ、副産物としてC6H8O7を合成します。それらは糖を代謝し、発酵中にC₆H₈O₇を生成します。
柑橘類は最初にジュースにされて濃縮溶液が得られ、天然源から C₆H₈O₇ が抽出されます。精製プロセスにより、ジュースから不純物や固体粒子が除去されます。濃縮溶液を水酸化カルシウムで処理すると、C6H8O7の塩であるクエン酸カルシウムが形成されます。硫酸または塩酸を使用して溶液を酸性化すると、この塩の沈殿物の形で C6H8O7 が放出されます。沈殿物を収集し、洗浄し、乾燥させると、純粋なC6H8O7が得られます。
化学合成法には、白金やパラジウムなどの特定の触媒を使用した、グルコースまたはその他の炭水化物の接触酸化が含まれます。このプロセスを通じてグルコースはグルコン酸に変換され、さらに酸化されて C₆H₈O₇ に変換されます。
全体として、これらのプロセスにより、食品および飲料、医薬品、化粧品などのさまざまな業界の需要を満たす C₆H₈O₇ の大規模生産が可能になります。
クエン酸の用途
C₆H₈O₇ は、その多用途な特性により、さまざまな産業で幅広い用途が見出されます。一般的な用途は次のとおりです。
- 食品および飲料業界: 食品および飲料業界では、C₆H₈O₇ がソフトドリンク、ジャム、キャンディー、乳製品の風味増強剤、酸味料、保存料として広く使用されています。
- 製薬産業: 製薬産業では、錠剤や発泡性シロップの製造において、pH 調整剤および香料として C₆H₈O₇ が使用されています。また、特定の医薬品のキレート剤としても機能します。
- 洗浄製品: C₆H₈O₇ は、水垢、頑固な水垢、錆を効果的に除去するため、家庭用洗剤、食器用洗剤、スケール除去剤の一般的な成分となっています。
- 化粧品とパーソナルケア: C₆H₈O₇ は、pH 調整剤、角質除去剤として機能し、他の成分の有効性を高めるなど、スキンケア製品やヘアケア製品で複数の役割を果たします。
- 水処理: C₆H₈O₇ は、水処理プロセスで pH レベルを制御し、金属イオンを除去するために使用されます。歯石の形成を防ぎ、特定の細菌の増殖を抑制します。
- 産業用途: さまざまな産業で、金属の洗浄、繊維の染色、化学反応の触媒などのプロセスで C₆H₈O₇ が使用されています。
- 写真: 写真では、現像液を使用して写真フィルム用の溶液を現像します。 pHの制御に役立ち、画質が向上します。
- 風味と食品の保存: C₆H₈O₇ の刺激的な風味により、食品の酸性化剤として人気があります。さらに、天然の保存料としても作用し、特定の食品の保存期間を延ばします。
これらの多様な用途は、多くの産業における C₆H₈O₇ の重要性を強調しており、C₆H₈O₇ を貴重で広く使用されている化合物にしています。
質問:
Q：クエン酸とは何ですか？
A: C₆H₈O₇ は、レモンやオレンジなどの柑橘類に含まれる天然の酸で、さまざまな食品や工業用途に広く使用されています。
Q: クエン酸は天然の防腐剤ですか?
A: はい、C₆H₈O₇ は、特定の細菌の増殖を抑制し、食品の保存期間を延長する能力があるため、天然の保存料として一般的に使用されています。
Q：クエン酸は体に悪いのですか？
A: C₆H₈O₇ は、一般に適量の摂取は安全であると認識されていますが、過剰に摂取すると胃腸の不快感や歯の酸蝕症を引き起こす可能性があります。
Q: クエン酸とアスコルビン酸は同じですか?
A: いいえ、C₆H₈O₇ とアスコルビン酸 (ビタミン C) は、どちらも果物に一般的に含まれていますが、異なる構造と化学的特性を持つ異なる化合物です。
Q：クエン酸は危険ですか？
A: C₆H₈O₇ は、適切に使用すれば本質的に危険ではありませんが、目や皮膚の炎症を引き起こす可能性があり、大量のクエン酸の粉塵やミストを吸入すると呼吸器系を刺激する可能性があります。
Q：クエン酸回路はどこで起こるのですか？
A: クレブス回路としても知られる C₆H₈O₇ サイクルは、細胞のミトコンドリアで発生し、細胞呼吸において中心的な役割を果たし、エネルギー豊富な分子を生成します。
Q: クエン酸回路に入るのはどれですか?
A: アセチル CoA は炭水化物、脂肪、タンパク質の分解から得られる分子で、C₆H₈O₇ サイクルに入り、さらに代謝されてエネルギーを生成します。
Q：クエン酸は体に悪いのですか？
A: C₆H₈O₇ は、一般に適度な摂取であれば安全ですが、過剰な摂取は胃腸の不快感や歯のエナメル質の侵食などの悪影響を引き起こす可能性があります。