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C 3 H 4 O 4 , 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。
丙二酸为无色片状 晶体 ,能溶于水、醇和醚。
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
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。