丙二酸(Propanedioic acid,Malonic acid),又称缩苹果酸,分子式为HOOCCH2COOH。白色片状
晶体,密度1.63克/立方厘米,
熔点135.6℃,
沸点140℃,到达沸点会分解。
丙二酸易溶于水、醇、醚。在真空中可升华。丙二酸在水中的
溶解度为74%。丙二酸热稳定性差,受热易分解,生成
二氧化碳和
冰醋。丙二酸分子中的
CH2较活泼,可发生多种类型的反应。
工业上制取丙二酸常用
氰基乙酸水解的方法制备。丙二酸多用于制取药物。丙二酸能损伤皮肤和黏膜,但没有
草酸那么严重。
性质
丙二酸,分子式为C3H4O4,分子结构为
羧基C原子以sp2杂化轨道成键,亚甲基C原子以sp3杂化轨道成键。
丙二酸受热即失去二氧化碳生成乙酸,利用这一性质使取代的丙二酸脱羧,即可合成各种
羧酸。
丙二酸分子中的
CH2因受两个羧基的活化,可发生多种类型的反应。
由于丙二酸本身不很稳定,它在有机合成中的应用是通过
丙二酸二乙酯进行的。
制备方法
工业上常用
水解氰基乙酸或丙二酸二乙的方法制丙二酸。
亦可从
冰醋为原料制备。乙酸与
氯反应得到
haas,再用
碳酸钠处理生成
钠盐,与
氰化钠发生
亲核取代,得到乙酸。
氢氧化钠水解,
氰基转化为羧酸根离子,然后酸化即得丙二酸。
主要用途
1、主要用于医药中间体,也用于香料、粘合剂、树脂添加剂、电镀抛光剂等 。
2、用作络合剂,也用于巴比土盐的制备等。
3、丙二酸是杀菌剂
稻瘟灵的中间体,也是
植物生长调节剂吲熟酯的中间体。
4、丙二酸及其酯主要用于香料、粘合剂、树脂添加剂、医药中间体、电镀抛光剂、爆炸控制剂、热焊接助熔添加剂等方面。在医药工业中用于生产鲁米那、
巴比妥、
维生素B1、
维生素B2、
吡哆醇、
苯基保泰松、氨基酸等。丙二酸用作铝表面处理剂,由于加热分解时只生成水和
二氧化碳,因而没有污染问题。在这一点上,与过去采用的
甲酸等酸型处理剂相比,具有很大的优点。
5、丙二酸用作化学镀的添加物质,也用作电镀抛光剂。
安全性
危害性
健康危害:本品对眼睛、皮肤、粘膜和上呼吸道有刺激作用,高浓度时有损害作用。接触后可引起
烧灼感、咳嗽、
喉炎、头痛、恶心和呕吐等。
环境危害:对环境有危害,对水体和大气可造成污染。
急性毒性:LD50:1310 mg/kg(大鼠经口);4000 mg/kg(
小鼠经口); 300 mg/kg(小鼠腹腔)
其它有害作用:该物质对环境有危害,对水体和大气可造成污染,
有机酸易在大气化学和大气物理变化中形成
酸雨。因而当PH值降到5以下时,会给动、植物造成严重危害,鱼的繁殖和发育会受到严重影响,流域土壤和水体底泥中的金属可被溶解进入水中毒害鱼类。水体酸化还会导致水生生物的组成结构发生变化,耐酸的
藻类、真菌增多,而有根植物、细菌和
脊椎动物减少,
有机化合物的分解率降低。酸化后会严重导致湖泊、河流中鱼类减少或死亡。
应急处理
隔离泄漏污染区,限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴防尘面具(
全面罩),穿防毒服。用大量水冲洗,洗水稀释后放入废水系统。若大量泄漏,收集回收或运至废物处理场所处置。
急救措施
皮肤接触:脱去污染的衣着,用大量流动清水冲洗。就医。
眼睛接触:立即提起眼睑,用大量流动清水或
生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。
吸入:脱离现场至空气新鲜处。如呼吸困难,给输氧。就医。
食入:用水漱口,给饮牛奶或蛋清。就医。
消防措施
燃爆危险:本品可燃,具腐蚀性、刺激性,可致人体灼伤。
危险特性:粉体与空气可形成爆炸性
混合物,当达到一定浓度时,遇
火星会发生爆炸。受高热分解,放出刺激性烟气。
灭火方法:消防人员须佩戴防毒面具、穿全身消防服,在上风向灭火。
灭火剂:雾状水、泡沫、干粉、二氧化碳、砂土。
生物化学
丙二酸的
钙盐为
白色晶体,大量存在于
根甜菜中。丙二酸可作竞争抑制剂,在呼吸电子传递链中抑制
琥珀酸脱氢酶(
配位化合物II)。
病理学
如果丙二酸水平升高的同时伴有
甲基丙二酸水平升高,这可能表明代谢性疾病结合性丙二酸及甲基丙二酸血症(CMAMMA)。通过计算
血浆中丙二酸和甲基丙二酸的比例,CMAMMA可以与典型的甲基丙二酸尿症相区别。
有机合成
丙二酸一般从
冰醋制取。乙酸与
氯反应得到
haas,再用
碳酸钠处理生成
钠盐,与
氰化钠发生
亲核取代,得到
氰基乙酸。
氢氧化钠水解,
氰基转化为羧酸根离子,然后酸化即得丙二酸。
有机反应
丙二酸与
尿素缩合生成
巴比妥酸,用于生产巴比妥酸盐药物。Knoevenagel
羟醛缩合中的试剂,如与
丙酮缩合生成丙二酸环亚异丙酯。丙二酸酯,如
丙二酸二乙酯、
丙二酸二甲酯,是−CH2COOH合成子。参见丙二酸酯合成。由丙二酸合成的
丙二酸环(亚)异丙酯是有机合成上非常有用的试剂。加热时丙二酸会分解成
冰醋跟
二氧化碳,是为脱羧反应。
参考资料
丙二酸.淄博名聚化工有限公司.2024-10-05