丙酸

丙酸
丙酸分子模型图
  丙酸又称初油酸,分子式:C3H6O2;CH3CH2COOH。是三个碳的羧酸,纯的丙酸为无色液体,有与乙酸相似的刺激气味。能与水、乙醇乙醚、氯仿等混溶。有腐蚀性。主要用作酯化剂、硝酸纤维素的溶剂、增塑剂、化学试剂和配制食品原料等。丙酸(易制爆),本品根据《危险化学品安全管理条例》受公安部门管制。

基本资料

  国标编号 81613
  CAS号:79-09-4  中文名称:丙酸  英文名称:Propionic acid  别名:初油酸  分子式:C3H6O2;CH3CH2COOH
  分子量:74.08  稳定性:稳定  危险标记:20(酸性腐蚀品)  主要用途:用作酯化剂、硝酸纤维素的溶剂、增塑剂、化学试剂和配制食品原料等

物性数据

珍
     丙酸
  性状:无色液体,有与乙酸相似的刺激气味
  沸点(℃,101.3kPa):141  熔点(℃):-20.7  相对密度(g/mL, 20/4℃):0.9934
  相对密度(g/mL,25/47℃):0.9880
  相对蒸汽密度(g/mL,空气=1):2.56
  折射率(n20℃):1.3865  折射率(n25℃):1.3843  黏度(mPa·s,15℃):1.175  黏度(mPa·s,30℃):0.958
  闪点(℃):57.8
  蒸汽压:1.33kPa/39.7℃  蒸发热(KJ/mol,25℃):54.93  蒸发热(KJ/mol,b.p.):32.31  熔化热(KJ/mol):7.54  生成热(KJ/mol,25℃,液体):-511.29  燃烧热(KJ/mol,25℃,液体):-1526.9  比热容(KJ/(kg·K),20℃,定压):2.08
  临界温度(℃):339.5
  临界压力(MPa):4.67
  热导率(W/(m·K),20℃):28.8854  热导率(W/(m·K),60℃):23.4337  热导率(W/(m·K),100℃):19.0204
  体膨胀系数(K-1,20℃):1.10×10-3  体膨胀系数(K-1,55℃):1.14×10-3  体膨胀系数(K-1,100℃):1.62×10-3
  爆炸下限(%,V/V):2.1  爆炸上限(%,V/V):12  溶解性:能与水、乙醇乙醚、氯仿等混溶。在盐的水溶液中部分溶解  燃点(℃):485  临界密度(g·cm-3):0.318
  临界体积(cm3·mol-1):233
  临界压缩因子:0.219
  偏心因子:0.2536
  溶度参数(J·cm-3)0.5:19.459  van der Waals面积(cm2·mol-1):6.530×109  van der Waals体积(cm3·mol-1):43.420
  气相标准燃烧热(焓)(kJ·mol-1):-1584.5  气相标准声称热(焓)( kJ·mol-1) :-453.5  液相标准燃烧热(焓)(kJ·mol-1):-1527.3
  液相标准声称热(焓)( kJ·mol-1):-510.7
  液相标准热熔(J·mol-1·K-1):158.4

分子结构数据

  摩尔折射率:17.51  摩尔体积(m3/mol):72.6  等张比容(90.2K):173.3  表面张力(dyne/cm):32.3  极化率(10-24cm3):6.94

性质与稳定性

  1、化学性质:具有一般羧酸的化学性质,能形成酰氯、酸酐、酯、酰胺、腈等化合物。α-氢原子在三氯化磷催化下容易被卤素取代,生成α-卤代丙酸。
  2、丙酸是可燃液体,低毒,对黏膜有刺激作用,有杀菌作用。当皮肤上沾染丙酸时要用大量清水冲洗。小鼠经口LD50为3.5~4.3g/kg,空气中最大容许浓度为150mg/m3

合成方法

  微生物,如Propionibacterium acidipropionici、Pshermanii可以利用多种可发酵糖来生产丙酸。工业上可先将多种生物质用酸或酶水解成葡萄糖或木糖等单糖,然后引入反应器进行发酵。发酵完成后加入石灰乳,沉淀,过滤后加入硫酸钠进行复分解反应,再经过滤和浓缩,加入硫酸转化后再进行分馏而得。发酵反应器可以采用固定化原生质体塔式反应器,细胞通过如下形式固定:用浸入法使预先灭菌的填充环表面覆盖一层经过灭菌的含20%明胶和1.5%虫胶的溶液,干后用2.5%的戊二醛水溶液喷淋,使填充环表面的高分子发生交联,以增加强度。再用无菌水冲洗,然后以乙二醇灭菌,排放乙二醇后用灭菌氮气吹干净。此后向充满此填充环的反应器中加入丙酸菌培养液,使其在填充环表面形成一层固定细胞膜,然后即可连续加料进行发酵。
  精制方法:用无水硫酸钠干燥后蒸馏,收集139~141℃馏分。馏出物加少量固体高锰酸钾再蒸馏。也可以将其转变为乙酯后分馏。再将丙酸乙酯水解的方法精制。
  1、低碳烃直接氧化法 以低碳烃为原料氧化生产乙酸时能联产甲酸和丙酸,分离后即可得到丙酸。请参见乙酸。
  2、雷珀(Reppe)法 乙烯在羰基镍催化作用下与一氧化碳和水反应一步合成丙酸。反应条件是250~320℃和10~30MPa。
    3、丙醛氧化法 丙醛在丙酸锰催化剂存在下,与空气或氧气反应生成丙酸。
           4、丙腈水解法 由丙腈在浓硫酸催化作用下水解制得,其反应式如下:
         5、丙烯酸法 由丙烯酸加氢还原制得,其反应式如下:
            6、乙醇羰基化法 乙醇一氧化碳在催化剂存在下反应制得,其反应式如下:
          

应用领域

丙酸甲酯
   丙酸甲酯
  丙酸是重要的精细化学品,也是其他许多精细化学品的中间体。主要用作食品和饲料添加剂,其次用于家药珍重草剂及医药、香料等。在谷物和饲料添加剂方面,丙酸的应用效果显著,消费量增长很快。
  (1)食品添加剂。丙酸钙和丙酸钠能防止由于微生物作用而引起的食物腐败变质,延长食品保存时间,行之有效用于面包和糕点的保存。
  (2)谷物保存剂。丙酸用于谷物的防霉烂和防结块获得成功,为谷物的长期贮藏保鲜提供了新方法。
  (3)饮料保藏剂。试验证明,丙酸、丙酸钠、丙酸钙都是较好的饲料保藏剂,多用于保藏猪、牛、羊和家禽用饲料,其中以丙酸钙效果最好。
  丙酸盐类中的丙酸锌和丙酸镉是生产对苯二甲酸酯的聚酯用催化剂、丙酸酯类品种很多,具有各自的用途,可作溶剂、香料、医药中间体、化妆品添加剂、树脂改性剂、香烟过滤嘴增塑剂、气油抗爆剂、抗菌剂等等。
  丙酸衍生物的中间体2-氯丙酸、乳酸、2,2-二氯丙酸、2-溴丙酸、3-氯丙酸、丙腈、丙酰氯,分别用于许多药物、农药除草剂、食品强化剂、香料等产品的生产。
  我国丙酸消费结构为:60%用于谷物和饲料保存剂、食品保鲜剂,20%用于除草剂敌稗和禾乐灵等的原料,20%用于生产香料和香精等。

健康危害

  侵入途径:吸入、食入、经皮吸收。
  健康危害:吸入本品对呼吸道有强烈刺激性,可发生肺水肿。蒸气对眼有强烈刺激性,液体可致严重眼损害。皮肤接触可致灼伤。大量口服出现恶心、呕吐和腹痛。

毒理学资料及环境行为

  毒性:属低毒类。
  急性毒性:LD503500mg/kg(大鼠经口);500mg/kg(兔经皮)
  刺激性:家兔经眼:990ug,重度刺激。家兔经皮开放性刺激试验:495mg重度刺激。
  危险特性:其蒸气与空气形成爆炸性混合物,遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与氧化剂能发生强烈反应。
  燃烧(分解)产物:一氧化碳二氧化碳

应急处理、处置方法

  一、泄漏应急处理
  疏散泄漏污染区人员至安全区,禁止无关人员进入污染区,建议应急处理人员戴自给式呼吸器,穿化学防护服。不要直接接触泄漏物,在确保安全情况下堵漏。用沙土或其它不燃性吸附剂混合吸收,然后收集运至废物处理场所处置。也可以用大量水冲洗,经稀释的洗水放入废水系统。如大量泄漏,利用围堤收容,然后收集、转移、回收或无害处理后废弃。
  废弃物处置方法:建议用焚烧法处置。废料加入易燃溶剂经混合后再焚烧。
  二、防护措施
  呼吸系统防护:空气中浓度超标时,应该佩带防毒面具。紧急事态抢救或逃生时,佩带自给式呼吸器。
  眼睛防护:戴化学安全防护眼镜。
  防护服:穿工作服(防腐材料制作)。
  手防护:戴橡皮手套。
  其它:工作后,淋浴更衣。注意个人清洁卫生。
  三、急救措施
  皮肤接触:脱去污染的衣着,立即用水冲洗至少15分钟。若有灼伤,就医治疗。
  眼睛接触:立即提起眼睑,用流动清水或生理盐水冲洗至少15分钟。就医。
  吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。必要时进行人工呼吸。就医。
  食入:误服者给饮大量温水,催吐,就医。
  灭火方法:雾状水、二氧化碳、砂土、抗溶性泡沫。

贮存方法

  1、玻璃瓶密封包装。阴凉、干燥处存放。
  2、99.5%以上的丙酸需用合金或贮罐包装。稀丙酸不能使用铝贮罐,可用合金钢或塑料衬里的普通钢贮罐包装。