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己二酸亦稱“肥酸”。化學式HOOC(CH2)4COOH。分子量146.14。 存在于甜菜汁中。白色結晶或結晶性粉末,無臭,味酸,酸味柔和。熔點152℃,沸點330.5℃,自燃溫度420℃, 能升華,不吸濕,相當穩定。極易溶于沸水,易溶于甲醇、乙醇,溶于丙酮,略溶于水、環己烷,微溶于乙醚,不溶于苯、石油醚。水溶液呈酸性,pH=2.7(飽和溶液);pH=3.2(0.1%水溶液)。離解常數K1=3.90×10-5、K2=5.29 ×10-6。有羧酸的化學性質,如可以酯化,其特征反應是加熱脫羧生成環戊酮。工業上由苯酚、環己烷或四氫呋喃為原料制得。己二酸是合成纖維尼龍66(聚己二酰己二胺)的重要原料。也可用于制造增塑劑、合成潤滑劑及食品添加劑。
己二酸具有二元酸的一般通性,可以酯化,形成單酯或二酯;在加壓及催化劑存在下,可以還原為己二醇;與氨或胺反應,可以氨解, 生成己二酰胺;在脫水劑存在下,酰胺脫水,可生成己二腈;加熱至210℃時,可以脫水,形成不穩定的己二酸酐,但冷卻至100℃時又恢復為線型聚酐;加熱至300℃以上時,己二酸脫羧,生成環戊酮。
與亞硫酰氯作用,可生成己二酸酰氯;與己二胺反應,可以生成尼龍66鹽(己二酰己二酸鹽);與 二元醇反應可生成聚酯,進一步與雙異氰酸酯反應,可制造橡膠;本品的二乙酯與草酸二乙酯在醇鈉的存在下反應,可以生成2,3-二氧環己烷-1,4-二羧二乙酯。
酸度調節劑、酸化劑、復合膨松劑、中和劑、香料。己二酸主要用于制造尼龍66。也用于制造增塑劑、潤滑脂、聚氨酯泡沫塑料。少量用作食品的增酸劑及代替酒石酸用于發酵粉。也可用于制造殺蟲劑和粘合劑。
己二酸為重要的精細化工、有機合成及高分子材料的原料;與多支鏈的醇反應生成的酯,是優良的潤滑油,例如己二酸的二辛酯、 二癸酯、2-乙基己酯、2-乙基丁酯和2-丁基辛酯;此外,本品還是制造尼龍(與二元胺縮聚可制得聚酰胺)、聚氨酯泡沫塑料、增塑劑、殺蟲劑、粘合劑等的原料;用作有機合成中二元腈、 二元胺的先導物;合成醫藥、合成香料的原料。因本品水溶液是常用酸味劑中酸度最低者,在很大的濃度范圍內,pH值變化很小,所以廣泛用作食品的緩沖劑、中和劑、酸味劑、pH調節劑、增香劑,用作緩沖劑時,可有效地使酸度保持在2.5~3.0范圍內,是我國GB2760-1996規定允許使用的食用酸度調節劑;此外,還可有效地抑制大多數水果的褐變;用于含明膠的粉末食品、蛋清及乳制品時,可改變打擦起泡性能;改進干酪和干酪涂抹食品的熔化特性;促進人 造果醬、仿制果凍的膠凝作用;乳化食用香精、水果香味硬糖;在酸化熱裝罐頭食品中用作酸味劑,使酸味柔和,使風味持久;與植酸配合,可防止油脂劣化,并起多價螯合作用,改善油脂質量;用于飲料、配酒、干酪加工、冷飲、泡菜;用于烘烤食品時,可代替酒石酸;因吸濕性低,可用于固體粉末果汁。
環己醇用濃硝酸氧化,環己酮以空氣催化氧化而制備。在燒杯中放置0.032摩爾50%硝酸 和0.1克釩酸銨并加熱到約90℃。在攪拌下,首先加數滴環已醇,等反應開始后,再于60℃下加入剩余的環已醇(總量0.01摩爾)。約半小時后冷卻到0℃,過濾,殘余物用冰水洗滌,干燥。粗品的收率為58-60%。精制時依次用濃硝酸和水重結晶,溶點151-152℃。
二步法:在鈷催化劑(或硼酸及硼酸酐)存在下,用空氣氧化環己烷,得到環己酮和環己醇的混合物,不經分離,在銅釩催化劑存在下,在亞硝酸的作用下被氧化,生成鄰亞硝基環己酮,再由硝酸(60%)氧化,生成2-硝基-2-亞硝基環己酮,水解,開環,生成6-肟基-6-硝基己酸,分解后,可得粗制,分離后,再進 行脫色及重結晶精制。此法為串聯二級反應器。 每噸產品消耗環己烷1200kg、硝酸1600kg、收率95%左右,一步法已研制成功。
一步法:以環己烷為原料,以乙酸為溶劑,環己酮為引發劑,乙酸鈷為催化劑,在壓力為2.0~2.5MPa、溫度為90~95℃下,用空氣氧化環己烷,未反應的環己烷及催化劑分離回收,產物冷卻結晶,分離后,得到粗制己二酸,粗制己二酸經活性炭脫色、重結晶可制得精制品。此法每噸產品消耗環己烷1233kg、乙酸453kg、環己酮120kg、乙酸鈷5.73kg、活性炭26kg。
本品低毒,大鼠經口LD50=273mg/kg;小鼠經口LD50=1900mg/kg。GB 9685—2008中規定塑料(PE、PP、PS、AS、ABS、PA、PET、PC、PVC、PVDC、UP)、 涂料和紙中按生產需要適量使用。
用于果凍粉為0.15g/kg。實際使用參考:用于含明膠的粉末食品、蛋糕蛋清及乳制品,可改善攪打起泡性能。用于人造果醬、果凍,可促進其膠凝作用。
本品在比較大的濃度范圍內pH變化較小,有較好的pH調節緩沖性能,能有效地將酸度保持在pH2.5~3.0范圍內。本品酸味柔和而持久,尤其適用于不宜立即釋放酸味的產品。