顺酐选择性催化加氢制备丁二酸酐实验研究方法
第二篇：丁二酸
丁二酸简介
琥珀酸别名为丁二酸，分子量为 118．09，无色结晶体，味酸，可燃。有二种晶形，相对密度1.572(25/4℃)。溶解特性：1g溶于13 ml冷水、1 ml沸水、18.5 ml乙醇、6.3 ml甲醇、36 ml丙酮、20 ml甘油和11 ml乙醚，几乎不溶于苯、二硫化碳、四氯化碳和石油醚。 外文名Succinic Acid, Amber Acid
CAS No.110-15-6
分子式C4H6O4
分子量118.09
熔点(℃)185
沸点(℃)235(分解)
琥珀酸为无色结晶；相对密度1.572(25/4℃),熔点188℃，在235℃时分解；在减压下蒸馏可升华；能溶于水，微溶于乙醇、乙醚和丙酮中。
工业上，琥珀酸常由丁烯二酸催化还原制得，琥珀酸也可由丁二腈水解制备。在实验室中，琥珀酸可用两分子丙二酸二乙酯的钠盐与碘反应，继而水解脱羧制得。
琥珀酸的重要用途是制备五元杂环化合物，例如，琥珀酸受热迅速失水，形成琥珀酸酐，它是呋喃环系化合物。琥珀酸酐是制造药物、染料和醇酸树脂的重要原料。琥珀酸酐与氨共热，即生成丁二酰亚胺。丁二酰亚胺的亚胺基上的氢可被溴取代，生成N－溴代丁二酰亚胺,它是有机合成的溴化试剂和温和的氧化剂。琥珀酸在医药上有抗痉挛、祛痰和利尿作用。琥珀酸二乙酯是有机合成的重要中间体。琥珀酸二丁酯、二辛酯是塑料的增塑剂。琥珀酸二烯丙酯与1,3－丁二烯共聚,可以制造人造橡胶。
化学标签
中文别名: 琥珀酸; 亚乙基二羧酸; 1,2-乙烷二甲酸; 乙二甲酸
英文别名:Succinic acid; Butane diacid; Butanedioic acid; 1,2-ethanedicarboxylic acid; Amber acid; Asuccin, Bernsteinsaure; Bernsteinsaure (german); Dihydrofumaric acid; Ethylene dicarboxylic acid; Ethylenesuccinic acid; Katasuccin; Kyselinajantarova; Wormwood acid; Ethane-1,2-dicarboxylic acid; Butandisαure(Hochtemperaturform,α-Form); ACS EINECS号 203-740-4[1]
主要成分：含量: ≥99.0%；硫酸盐≤0.02%；重金属≤0.002%；铁≤ 0.002%；灰分≤ 0.1%。 外观与性状：无色或白色、无嗅而具有酸味的固体。
相对密度(水=1)： 1.57(15℃)
溶解性：溶于水，微溶于乙醇、乙醚、丙酮、甘油。
下游: N-氯代丁二酰亚胺、丁二酸二乙酯、恶丙嗪
安全术语:S26:;S37/39:;
风险术语:R36/37/38
危险品运输编号:UN 3265 8/PG 3
危险特性：遇明火、高热可燃。受高热分解，放出刺激性烟气。粉体与空气可形成爆炸性混合物，当达到一定的浓度时，遇火星会发生爆炸。[1]
燃烧(分解)产物：一氧化碳、二氧化碳
3主要用途
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。用途: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. 市场：当前，工业级琥珀酸的销售量超过 1.5万t，大体上是通过石化法，从丁烷通过顺式丁烯二酐生产。只有食品市场的琥珀酸是发酵法生产的。新的发酵工艺能使琥珀酸的琥珀酸 销售价格降为2.20美元/kg(年产5000t);当年产量为7.5万t时，其销售价格将低于0.55美元/kg，这种价格可使琥珀酸打开新的商品化化学制品市场。美国能源部现已投入700万美元用于琥珀酸发酵法生产工业化的研究，琥珀酸存在四种主要的市场：最大的市场是作为表面活性剂、清洁剂添加剂和起泡剂；第二个市场是作为离子鳌合剂，用于在电镀行业防止金属的溶蚀和点蚀；第三个市场是在食品行业中作为酸化剂、PH改良剂、风味物质和抗菌剂；第四个市场是和健康有关的产品，包括医药、抗生素、氨基酸和维生素的生产。琥珀酸的这四个市场总量每年超过四亿美元。
1.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IgE抗体形成
2.琥珀酸对中眼镜蛇毒的小鼠有明显的保护作用
4化学性质
可与碱反应。也可以发生酯化和还原等反应。受热脱水生成琥珀酸酐。可发生亲核取代反应，羟基被卤原子、胺基化合物、酰基等取代
5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。
6成分来源
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Pothoschinensis（Raf．）Merr.，豆科植
物夜关门Lesspedezacaneata G. Don，桔梗科植物半边莲Lo-beliachinen-sis Lour.全草，兰科植物草珊瑚（肿节风）Sarcardraglabra（Thumb．）Nakai全草，檀香料植物百蕊草ThesiumchinenseTurcz. 全草。豆科苜蓿叶;伞形科当归根;天南星科藤桔;桔梗科半边莲;兰科;檀香科及草莓.葡萄等.
7制备方法
工业制法较多，主要有以下几种：
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，丙烯酸和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。
8毒性防护
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。 环境危害：对环境有危害，对水体和大气可造成污染。
燃爆危险：本品可燃，具刺激性。
危险特性：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。
9风险术语
R37刺激呼吸系统。
R38刺激皮肤。
R36/37/38刺激眼睛、呼吸系统和皮肤。[2]
10事故处理
应急处理处置方法
一、泄漏应急处理
切断火源戴好防毒面具，穿一般消防防护服。用大量水冲洗，经稀释的洗液放入废水系统。如大量泄漏，收集回收或无害处理后废弃。
二、防护措施
琥珀酸
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。
三、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。
11储运方法
1.运输注意事项：起运时包装要完整，装载应稳妥。运输过程中要确保容器不泄漏、不倒塌、不坠落、不损坏。严禁与氧化剂、还原剂、碱类、食用化学品等混装混运。运输途中应防曝晒、雨淋，防高温。车辆运输完毕应进行彻底清扫；
2.储存注意事项：储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。应与氧化剂、还原剂、碱类分开存放，切忌混储。配备相应品种和数量的消防器材。储区应备有合适的材料收容泄漏物。