Итаконовая кислота (C5H6O4) — соединение, используемое в различных отраслях промышленности. Он производится из возобновляемых ресурсов и находит применение в полимерах, клеях и фармацевтических препаратах благодаря своим уникальным химическим свойствам.
| Название ИЮПАК | Метилиденбутандиовая кислота |
| Молекулярная формула | C5H6O4 |
| Количество CAS | 97-65-4 |
| Синонимы | Метиленянтарная кислота; МСА; МИДА |
| ИнЧИ | InChI=1S/C5H6O4/c6-3(7)1-2-4(8)5(9)10/h1-2H2,(H,6.7)(H,8.9)(H,10) |
Свойства итаконовой кислоты
Формула итаконовой кислоты
Химическая формула итаконовой кислоты: C5H6O4. Он состоит из пяти атомов углерода, шести атомов водорода и четырех атомов кислорода. Эта формула представляет расположение и типы атомов, присутствующих в каждой молекуле итаконовой кислоты.
итаконовая кислота Молярная масса
Молярную массу метиленянтарной кислоты рассчитывают путем сложения атомных масс всех входящих в ее состав атомов. Это около 130,10 граммов на моль. Это значение полезно при различных расчетах с участием метиленянтарной кислоты, например при определении количества вещества в заданном количестве.
Температура кипения итаконовой кислоты
Точка кипения метиленянтарной кислоты — это температура, при которой она переходит из жидкого состояния в газообразное при стандартном атмосферном давлении. Итаконовая кислота имеет температуру кипения около 185 градусов по Цельсию. Это свойство важно в промышленных процессах, требующих превращения метиленянтарной кислоты из жидкости в газ.
Итаконовая кислота Точка плавления
Точка плавления метиленянтарной кислоты — это температура, при которой она переходит из твердого состояния в жидкое. Итаконовая кислота имеет температуру плавления около 168 градусов по Цельсию. Эта особенность имеет решающее значение в тех случаях, когда метиленянтарную кислоту необходимо нагревать до определенной температуры для различных целей.
Плотность итаконовой кислоты, г/мл
Плотность метиленянтарной кислоты является мерой ее массы в единице объема. Итаконовая кислота имеет плотность примерно 1,62 грамма на миллилитр. Это свойство важно для определения количества метиленянтарной кислоты, присутствующей в заданном объеме, что облегчает рецептуру и производственные процессы.
Итаконовая кислота Молекулярный вес
Молекулярная масса метиленянтарной кислоты представляет собой сумму атомных масс всех атомов молекулы. Итаконовая кислота имеет молекулярную массу примерно 130,10 грамм на моль. Это значение используется в различных расчетах с участием метиленянтарной кислоты, таких как определение стехиометрии и молекулярных свойств.
Структура итаконовой кислоты
Структура метиленянтарной кислоты состоит из карбоновой группы и двойной связи между двумя атомами углерода. Имеет линейную молекулярную структуру и относится к классу ненасыщенных дикарбоновых кислот. Расположение атомов в структуре определяет химические и физические свойства метиленянтарной кислоты.
Растворимость итаконовой кислоты
Метиленянтарная кислота имеет ограниченную растворимость в воде, ее растворимость составляет примерно 11 граммов на литр при комнатной температуре. Он более растворим в органических растворителях, таких как этанол и ацетон. Растворимость метиленянтарной кислоты влияет на ее применение, поскольку влияет на простоту ее приготовления и растворения в различных средах.
| Появление | Белый кристаллический порошок |
| Удельный вес | 1,62 г/мл |
| Цвет | От бесцветного до бледно-желтого |
| Запах | Без запаха |
| Молярная масса | 130,10 г/моль |
| Плотность | 1,62 г/мл |
| Точка плавления | 168°С |
| Точка кипения | 185°С |
| Мигающая точка | Непригодный |
| Растворимость в воде | 11 г/л |
| Растворимость | Растворим в органических растворителях |
| Давление газа | Нет в наличии |
| Плотность пара | Нет в наличии |
| пКа | 3,57 |
| рН | 1,0-2,0 |
Безопасность и опасность итаконовой кислоты
Метиленянтарная кислота представляет собой некоторые риски для безопасности, которые необходимо учитывать. Прямой контакт с метиленянтарной кислотой может вызвать раздражение кожи и глаз. Поэтому при работе с веществом рекомендуется носить перчатки и защитные очки. Проглатывание или вдыхание метиленянтарной кислоты также может быть вредным и вызывать дискомфорт в дыхательных путях и желудочно-кишечном тракте. Итаконовую кислоту следует хранить в сухом, прохладном месте, вдали от несовместимых материалов. В случае выброса или случайного воздействия необходимо обеспечить достаточную вентиляцию и незамедлительно очистить загрязненные участки. Крайне важно следовать надлежащим протоколам безопасности и рекомендациям по обращению, чтобы свести к минимуму риски, связанные с метиленянтарной кислотой.
| Символы опасности | Си (раздражает) |
| Описание безопасности | Избегайте контакта с глазами, кожей и одеждой. Наденьте перчатки и защитные очки. Используйте в хорошо вентилируемых помещениях. |
| Идентификационные номера ООН | Непригодный |
| код ТН ВЭД | 2917.19.9000 |
| Класс опасности | Неклассифицированный |
| Группа упаковки | Неклассифицированный |
| Токсичность | Умеренно токсичный |
Методы синтеза итаконовой кислоты
Существует несколько синтетических методов получения метиленянтарной кислоты. Обычно используемый метод — процесс ферментации. Все начинается с культивирования микроорганизмов, таких как Aspergillus terreus или Escherichia coli, которые обладают способностью продуцировать метиленянтарную кислоту. Эти микроорганизмы выращивают в подходящей среде, содержащей источники углерода, такие как глюкоза или крахмал. Во время ферментации микроорганизмы метаболическими путями превращают источники углерода в метиленянтарную кислоту.
Другой метод включает каталитическое окисление лимонной кислоты. В этом процессе лимонная кислота подвергается окислению с использованием подходящего катализатора, такого как соли марганца или кобальта, в контролируемых условиях. Реакция окисления приводит к образованию в качестве одного из продуктов метиленянтарной кислоты.
Кроме того, метиленянтарную кислоту можно синтезировать из малеинового ангидрида. Малеиновый ангидрид подвергается реакции гидролиза в присутствии воды или подходящего кислотного катализатора с образованием метиленянтарной кислоты. Этот метод часто используется в промышленных условиях из-за доступности и относительно низкой стоимости малеинового ангидрида.
Эти методы синтеза предлагают различные подходы к получению метиленянтарной кислоты, обеспечивая гибкость производства в зависимости от конкретных требований и масштаба. Каждый метод имеет свои преимущества и соображения с точки зрения выхода, чистоты и воздействия на окружающую среду, которые являются важными факторами, которые следует учитывать при выборе подходящего пути синтеза.
Применение итаконовой кислоты
Метиленянтарная кислота находит применение в различных отраслях промышленности благодаря своим уникальным химическим свойствам. Вот некоторые ключевые области применения метиленянтарной кислоты:
- Полимеры: Итаконовая кислота используется в качестве мономера при производстве полимеров, таких как полиметиленянтарная кислота и поли(метилитаконат). Эти полимеры находят применение при очистке воды, бурении нефтяных скважин, а также в качестве диспергаторов и загустителей в различных промышленных процессах.
- Клеи: Итаконовая кислота используется в качестве сомономера при производстве клеевых составов. Улучшает клеящие свойства и усиливает прочность соединения в таких областях, как клей для древесины, ламинат и текстильные покрытия.
- Фармацевтика: Производные итаконовой кислоты используются в фармацевтических препаратах. Они действуют как промежуточные продукты в синтезе активных фармацевтических ингредиентов (API) и проявляют биологически активные свойства, что делает их полезными при разработке лекарств.
- Средства личной гигиены: Итаконовая кислота и ее производные используются в составе средств личной гигиены, таких как лаки для волос, гели и кремы. Они обеспечивают улучшенную текстуру, пленкообразующие свойства и реологический контроль в косметических рецептурах.
- Покрытия и краски: Метиленянтарная кислота добавляется в покрытия и краски для улучшения их характеристик. Он улучшает адгезию, долговечность и водостойкость, что делает его пригодным для применения в автомобильных покрытиях, архитектурных красках и защитных покрытиях.
- Текстиль: Метиленянтарная кислота используется в процессах отделки тканей для придания таких свойств, как устойчивость к морщинам, огнестойкость и поглощение красителей. Он улучшает характеристики текстильных материалов и обеспечивает желаемые функциональные свойства.
- Сельское хозяйство: Метиленянтарная кислота используется в сельском хозяйстве в качестве биоразлагаемого и экологически чистого ингредиента в регуляторах роста растений и улучшителях почвы. Это помогает улучшить урожайность сельскохозяйственных культур, устойчивость к болезням и усвоение питательных веществ.
Разнообразный спектр применения демонстрирует универсальность и полезность метиленянтарной кислоты в различных отраслях промышленности, способствуя развитию материалов, фармацевтики и сельскохозяйственной практики.
Вопросы:
Вопрос: Каков механизм радикальной полимеризации итаконовой кислоты?
Ответ: Метиленянтарная кислота подвергается свободнорадикальной полимеризации, при которой двойная связь в ее структуре действует как реактивный центр для инициирования и роста полимерных цепей.
Вопрос: Каково значение m/z итаконовой кислоты?
A: Значение m/z (отношение массы к заряду) метиленянтарной кислоты составляет 130,1 г/моль, что соответствует ее молекулярной массе.
Вопрос: Насколько тяжела итаконовая кислота?
Ответ: Вес метиленянтарной кислоты составляет примерно 130,1 грамма на моль.
Вопрос: Какие полимеры можно получить из итаконовой кислоты путем поликонденсации и метатезисной полимеризации с раскрытием цикла?
Ответ: Метиленянтарная кислота позволяет производить возобновляемые полимеры путем поликонденсации и метатезисной полимеризации с раскрытием цикла. Эти процессы приводят к синтезу биоразлагаемых и устойчивых полимерных материалов.