琥珀酸

琥珀酸
                 琥珀酸
  琥珀酸,学名丁二酸。化学式:HOOCCH2CH2COOH 。因存在于琥珀内而得名。无色晶体。相对密度1.572(25℃)。熔点185℃。沸点235℃(分解)。溶于水,微溶于乙醇乙醚、无水甘油丙酮。在沸点时脱水而成酸酐。主要用于制备琥珀酸酐等五元杂环化合物。在医药上用作抗痉挛剂、祛痰剂和利尿剂。在分析化学中用作从其他金属分离的试剂。也用于制备醇酸树脂、喷漆和染料等。由顺丁烯二酸或反丁烯二酸氢化,或由酒石酸铵发酵制得 。

基本资料

  CAS号:110-15-6  中文名称:琥珀酸  英文名称:Succinic acid  别名名称:丁二酸  分子式:C4H6O4  分子量:118.09
  无色或白色单斜晶系柱状结晶体,无气味,味极酸。密度1.56g/cm3。熔点185-187℃。沸点235℃(分解)。易溶于热水,溶于水、甲醇乙醇,几乎不溶于二硫化碳四氯化碳石油醚。可燃。低毒。对皮肤有一定刺激作用。
  主要用于制备琥珀酸酐等五杂环化合物。也用于制备醇酸树脂、油漆、染料、香料、照相材料等。医药工业用于制备抗痉挛剂、松痰剂、利尿剂等药物。作为化学试剂,用作碱量法标准试剂、缓冲剂、气相色谱对比样品。

物性数据

琥珀酸
             液态琥珀酸
  性状:无色或白色单斜棱柱状结晶。无气味。味极酸
  密度(g/mL,25/4℃):1.572
  熔点(℃):188  沸点(℃,常压):235d℃(部分转变为酸酐)  常温折射率(n25):1.405190  气相标准燃烧热(焓)(kJ·mol-1):-1608.7  气相标准声称热(焓)( kJ·mol-1) :-822.6  晶相相标准燃烧热(焓)(kJ·mol-1):-1491.26  晶相标准声称热(焓)( kJ·mol-1):-940.27  晶相标准熵(J·mol-1·K-1) :167.32  晶相标准生成自由能( kJ·mol-1):-744.25  临界温度(℃):557.85
  临界压力(KPa):6.59  溶解性:1g产品溶于13ml冷水、1ml沸水、18.5ml乙醇、6.3ml甲醇、36ml丙酮、20ml甘油、113ml乙醚,易溶于热水,几乎不溶于苯、二硫化碳、四氯化碳和石油醚

生态学数据

  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、细菌脊椎动物减少,有机物的分解率降低。酸化后会严重导致湖泊、河流中鱼类减少或死亡。

用途介绍

  主要用于制备琥珀酸酐等五杂环化合物。也用于制备醇酸树脂(由琥珀酸生产的醇酸树脂具有良好的曲挠性、弹性和抗水性。)、油漆、染料(琥珀酸的二苯基酯是染料的中间体,与氨基蒽醌反应后生成蒽醌染料)、食品调味剂(琥珀酸还可作食品酸味剂用于酒、饲料、糖果等的调味)、照相材料等。
  医药工业中可用它生产磺胺药、维生素A维生素B等抗痉挛剂、松痰剂、利尿剂和止血药物。作为化学试剂,用作碱量法标准试剂、缓冲剂、气相色谱对比样品。还可用作润滑剂和表面活性剂的原料。
  用作有机合成的原料。琥珀酸已被美国 FDA 认定为GRAS(一般认为安全),这使得它可以用于多种用途。它是三羧酸循环(TCA)的中间产物,同时也是厌氧代谢的发酵产物之一琥珀酸广泛应用于医药、农药、染料、香料、油漆、食品、塑料等行业,也可以作为 C4 平台化合物,合成一些重要的化工产品如丁二醇、四氢呋喃、γ-丁内酯、n-甲基吡咯烷酮(NMD)、2-吡咯烷酮等,全世界市场需求量超过276000 t/a. 另外,琥珀酸还可用来合成可降解的生物聚合物,如聚丁烯琥珀酸酯(PBS)和聚酰胺,这使琥珀酸的市场需求量高达 27000000t/a.

制备方法

  琥珀酸天然来源是松属植物的树脂久埋于地下而成的琥珀等,此外还广泛存在于多种植物、动物的组织中。
  琥珀酸松属植物的树脂,埋藏于地下年久而成琥珀,琥珀中含本品7.8%。伞形科植物当归Angelica sinensis(Oliv.)Diels 根,天南星科植物藤桔 Pothos chinensis(Raf.)Merr.,豆科植物夜关门 Lesspedeza caneata G. Don,桔梗科植物半边莲Lo-belia chinen-sis Lour.全草,兰科植物草珊瑚(肿节风)Sarcardra glabra(Thumb.)Nakai全草,檀香料植物百蕊草 Thesium chinense Turcz. 全草。豆科苜蓿叶,及草莓葡萄等。
  工业制备方法:
  琥珀酸的工业制备方法有很多:
  1、氧化法石蜡经深度氧化生成各种羧酸的混合物,再经过水蒸气蒸馏和结晶等分离步骤后可得琥珀酸。
  2、加氢法:顺丁烯二酸酐或反丁烯二酸在催化剂作用下加氢反应,生成琥珀酸,然后经分离得到成品。催化剂为镍或贵金属,反应温度约为130- 140℃。
  3、丙烯酸羰基合成法丙烯酸一氧化碳在催化剂作用下,生成琥珀酸。尚未工业化。   
  4、电解氧化法:苯酐与硫酸和水按1:0.5:4比例,在陶瓷电解槽中电解,可得琥珀酸。电解法合成的原料为顺丁烯二酸或顺酐,阴、阳极液用稀硫酸,由阳离子膜隔开,阴、阳极一般均用铅板,通常用板框式电解槽合成。
  5、乙炔法:乙炔与一氧化碳及水在[CO(CO)4]催化剂存在下,于酸性介质中反应可得琥珀酸,反应温度80-250℃,压力2.94-49.03MPa。
  6、新兴的发酵法:与传统化学方法相比,微生物发酵法生产琥珀酸具有诸多优点:生产成本具有竞争力;利用可再生的农业资源包括二氧化碳作为原料,避免了对石化原料的依赖;减少了化学合成工艺对环境的污染。

药理作用

  1、抗菌作用:琥珀酸在2mg/ml浓度时对金黄色葡萄球菌、卡他球菌以及伤寒、绿脓、变形、痢疾杆菌有抑制作用。
  2、中枢抑制作用:大鼠、小鼠、豚鼠、兔、猫和狗腹腔注射琥珀酸能保护动物对抗高压氧、电休克和听源性惊厥。抗惊厥作用与提高脑内GABA含量有关。热板法有镇痛作用,与戊巴比妥有协同作用,还有镇静和降低体温的作用。
  3、抗溃疡作用:L大鼠幽门结扎产生胃溃疡,腹腔注射或口服50mg/kg,由于抑制胃液分泌和扩张胃肌而呈抗溃疡作用。
  4、对免疫功能的影响:琥珀酸溶于生理盐水内,加入NaHCO3调pH至6.4,浓度为11.8%,大鼠与家兔每日腹腔注射1mM(118mg)/kg, 2.5mM(295mg)/kg,5mM(590mg)/kg,连注7d,每日1次,用药后第4天大鼠白细胞数增加(P<0.025),但吞噬率提高不明显。家兔白细胞数在剂量较大时亦明显增加,同时吞噬率亦提高(P<0.01)。在特异性皮肤反应实验中腹腔注射琥珀酸5mg/kg,48h内连用4次,或每日注射1次,连用两周,对家兔可见琥珀酸能抑制被动及主动皮肤过敏反应,并能减少动物血清1gE抗体形成。
  5、解毒作用:琥珀酸对毒眼镜蛇中的小鼠有明显的保护作用,保护率与原方相近。

安全防护

  琥珀酸毒性较小,对眼睛、皮肤、粘膜有一定的刺激作用,对全身不产生毒害作用。大剂量口服可引起呕吐和腹泻。大鼠口服LD50为8530mg/kg。在工业上使用时,未见职业性损害的报道。处理或接触琥珀酸蒸汽时要注意穿戴好防护用品,以免引起咳嗽和刺激皮肤。 同时琥珀酸还会对环境有危害,对水体和大气可造成污染。琥珀酸遇明火、高热可燃。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。
  防护措施
  呼吸系统防护:一般不需要特殊防护,高浓度接触时可佩带供气式呼吸器。
  眼睛防护:必要时戴化学安全防护眼镜。
  身体防护:穿防酸碱工作服。
  手防护:戴橡皮胶手套。
  其它:工作现场禁止吸烟。注意个人清洁卫生。
  急救措施
  皮肤接触:脱去污染的衣着,用流动清水冲洗。
  眼睛接触:立即翻开上下眼睑,用流动清水冲洗15分钟。就医。
  吸入:脱离现场至空气新鲜处。就医。
  食入:误服者用水漱口,饮足量温水,催吐。就医。
  灭火方法:雾状水、泡沫、二氧化碳、干粉、砂土。