無水マレイン酸 (C4H2O3) は、さまざまな産業で使用される化合物です。ベンゼンまたはブタンの酸化によって生成されます。主にポリマー、樹脂、農薬の製造に使用されます。
| IUPAC名 | 無水マレイン酸 |
| 分子式 | C4H2O3 |
| CAS番号 | 108-31-6 |
| 同義語 | シス-ブテン二酸無水物、2,5-フランジオン、有毒無水物、無水マレイン酸 |
| インチチ | InChI=1S/C4H2O3/c5-3-1-2-4(6)7-3/h1-2H |
無水マレイン酸の性質
無水マレイン酸の式
無水マレイン酸の式はC4H2O3です。 4つの炭素原子、2つの水素原子、3つの酸素原子で構成されています。これらの原子の配置により、無水マレイン酸に独特の化学的特性が与えられます。
無水マレイン酸モル質量
無水ブテン二酸のモル質量は、その構成要素の原子質量を加算することによって計算されます。無水マレイン酸のモル質量は 1 モルあたり約 98.06 グラムです。この値は、化学や製造プロセスにおけるさまざまな計算に不可欠です。
無水マレイン酸の沸点
無水ブテン二酸の沸点は約 202.2 ℃ (華氏 396.0 度) です。これは、化合物を加熱したときに液体から気体に変化する温度です。沸点は、その使用に必要な条件を決定する上で重要な特性です。
無水マレイン酸 融点
ブテン二酸無水物の融点は約摂氏 52.8 度 (華氏 127.0 度) です。これは、固体化合物が液体状態に変化する温度です。融点は、ブテン二酸無水物の取り扱いと加工にとって重要なパラメーターです。
無水マレイン酸の密度 g/mL
無水ブテン二酸の密度は約 1.48 グラム/ミリリットル (g/mL) です。密度は、単位体積あたりの物質の質量を測定します。この値は、さまざまな用途における無水ブテン二酸の濃度と挙動を理解するのに役立ちます。
無水マレイン酸の分子量
無水ブテン二酸の分子量は、1 モルあたり約 98.06 グラムです。構成原子の原子量を加算することで計算されます。分子量は、反応に必要なブテン二酸無水物の量を決定し、その化学的特性を理解するために重要です。
無水マレイン酸の構造
無水ブテン二酸の構造は、炭素骨格に結合した 2 つの炭素原子と 2 つの酸素原子の間の二重結合を持つ環状分子で構成されています。この構造は無水ブテン二酸に特定の反応性と特性を与え、さまざまな化学プロセスで役立ちます。
無水マレイン酸の溶解度
ブテン二酸無水物は水にはほとんど溶けませんが、アセトン、ベンゼン、酢酸エチルなどの有機溶媒には容易に溶解します。この溶解挙動により、無水ブテン二酸をさまざまな溶液に容易に組み込むことができ、さまざまな産業用途での使用が容易になります。
| 外観 | 白色結晶 |
| 比重 | 1.48g/ml |
| 色 | 無色 |
| 匂い | 刺激臭 |
| モル質量 | 98.06g/モル |
| 密度 | 1.48g/ml |
| 融合点 | 52.8°C (127.0°F) |
| 沸点 | 202.2°C (396.0°F) |
| フラッシュドット | 138°C (280°F) |
| 水への溶解度 | 44g/L（20℃） |
| 溶解性 | 有機溶剤に可溶 |
| 蒸気圧 | 0.3mmHg（20℃） |
| 蒸気密度 | 3.39 (空気 = 1) |
| pKa | 1.2 |
| pH | ~1 (飽和溶液) |
無水マレイン酸の安全性と危険性
無水ブテン二酸には安全上のリスクがいくつかあるため、慎重に取り扱う必要があります。接触または吸入すると、皮膚、目、呼吸器系に炎症を引き起こす可能性があります。直接皮膚に触れると火傷や皮膚炎を引き起こす可能性があります。この化合物を扱うときは、手袋、ゴーグル、呼吸保護具などの適切な保護措置を使用する必要があります。気道を刺激する可能性があるため、蒸気や粉塵を吸い込まないようにすることが重要です。無水ブテン二酸は、不適合物質から離れた涼しく換気の良い場所に保管する必要があります。この化学物質に関連するリスクを最小限に抑えるには、適切な取り扱いと安全プロトコルの順守が不可欠です。
| ハザードシンボル | XI |
| セキュリティの説明 | 刺激物 |
| 国連識別番号 | UN2215 |
| HSコード | 2917.12.000 |
| 危険等級 | 8 (腐食性) |
| 梱包グループ | Ⅲ |
| 毒性 | 飲み込んだり吸入すると有害、炎症を引き起こす |
無水マレイン酸の合成方法
ブテン二酸無水物はさまざまな方法で合成できます。一般的な方法は、五酸化バナジウムや金属酸化物などの適切な触媒の存在下でベンゼンを空気または酸素と反応させることにより、ベンゼンを接触酸化することです。この反応は高温、通常は摂氏約 300 ～ 400 度で起こり、ブテン二酸無水物が生成されます。
別の方法は、ブタンまたは n-ブタンを接触酸化することです。このプロセスでは、バナジウム触媒やモリブデン触媒などの触媒を高温で使用します。これには、中間体としてのブテン二酸の形成を含むいくつかの反応段階が含まれ、これが脱水されてブテン二酸無水物が得られます。
ブテン二酸と無水酢酸との反応も別の方法です。この場合、ブテン二酸は硫酸などの触媒の存在下で無水酢酸と反応します。反応は還流条件下で起こり、最終生成物として無水ブテン二酸が生成します。
さらに、n-ブテンなどの炭化水素や、オルトキシレンやメタキシレンなどのベンゼン誘導体の接触酸化により、ブテン二酸無水物の合成が可能になります。これらの反応では、前述と同様の条件と触媒が使用されます。
適切な合成方法の選択は、原材料の入手可能性、望ましい生産規模、プロセスの経済性などの要因によって異なります。各方法には、コスト、パフォーマンス、環境への配慮の点で、独自の利点と制限があります。したがって、ブテン二酸無水物を効率的に製造するには、適切な合成方法を選択することが重要です。
無水マレイン酸の用途
無水マレイン酸は、その多用途な特性により、さまざまな産業で多くの用途が見出されます。以下に主な用途をいくつか示します。
- 無水ブテン二酸は、ポリブチレンサクシネート (PBS)、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂などのポリマーの製造において重要な役割を果たします。これらのポリマーは、コーティング、接着剤、複合材料に応用されています。
- 除草剤や殺虫剤の製造に役立ち、ジカンバやブテン二酸ヒドラジドなどの効果的な雑草防除剤の合成の中間体として機能します。
- 製薬業界では、さまざまな医薬中間体や有効成分の合成にこれを使用し、高血圧、炎症、がんの治療薬の開発に貢献しています。
- ブテン二酸無水物ポリマーは、水処理プロセスにおいてスケールおよび腐食防止剤として積極的に機能し、鉱床の蓄積を積極的に制御し、インフラを積極的に保護します。
- 紙および板紙産業向けのサイズ剤の製造に使用され、紙の耐水性、印刷適性、強度を向上させます。
- 繊維産業では、染料、染料固定剤、仕上げ剤などの繊維助剤の製造にこれを使用し、色堅牢度や生地の性能を向上させています。
- ブテン二酸無水物誘導体は食品添加物として機能し、さまざまな食品のゲル化剤、安定化剤、酸性化剤として機能します。
- これらは、潤滑油の性能と寿命を積極的に改善する潤滑油添加剤の製造において積極的に役割を果たし、それによって潤滑油の全体的な有効性を積極的に改善します。
幅広い用途は、さまざまな分野における無水ブテン二酸の重要性を浮き彫りにし、工業プロセスや製品開発において価値のある化合物となっています。
質問:
Q: 無水マレイン酸と e-2 4-ヘキサジエン-1-オールの生成物は何ですか?
A: この生成物はディールス・アルダー付加物、具体的にはシス-N-エチル-3-メチル-4-フェニルコハク酸イミドです。
Q: ディールス・アルダー反応における無水マレイン酸の役割は何ですか?
A: 無水ブテン二酸はジエノフィルとして作用し、ジエンと反応して環状付加物を形成します。
Q: 無水マレイン酸は水生生物に害を及ぼしますか?
A: はい、無水ブテン二酸は、その毒性と悪影響の可能性により、水生生物に有害である可能性があります。
Q: アントラセンと無水マレイン酸を使用する場合、生成物のモル質量はどれくらいですか?
A: アントラセンと無水ブテン二酸から形成される生成物のモル質量は、特定の反応と得られる付加物によって異なります。
Q: 無水マレイン酸は芳香族ですか?
A: はい、ブテン二酸無水物は環状共役系が存在するため芳香族であると考えられています。
Q: 使用しないときは、無水マレイン酸ボトルをしっかりと閉める必要があるのはなぜですか?
A: 無水ブテン二酸は非常に反応性が高く、湿気や空気により容易に副作用が起こる可能性があります。ボトルをしっかりと閉めておくと、不要な反応が避けられ、品質が維持されます。
Q: 無水マレイン酸は極性がありますか?
A: はい、ブテン二酸無水物は、その構造内にカルボニル基などの極性官能基が存在するため、極性があります。
Q: 無水マレイン酸はジエノフィルですか?
A: はい、無水ブテン二酸はディールス・アルダー反応においてジエノフィルとして作用し、ジエンを受け入れて環状付加物を形成します。
Q: どのジエンが無水マレイン酸と最も早く反応すると思いますか?
A: 電子供与性置換基を含むものなど、電子密度が増加したジエンは、ブテン二酸無水物とより迅速に反応するはずです。
Q: 無水マレイン酸にはエステルが何個ありますか?
A: 無水ブテン二酸にはエステルは含まれません。これはブテン二酸無水物であり、エステル官能基を含んでいます。