结构

己二酸中,羧基呈sp杂化,三条杂化轨道处于同一平面,键角大约为120,其中一条杂化轨道与羧基上的氧成

理化性质
物理性质
己二酸为白色结晶型无臭固体,结构简式为 HOOCCH2CH2CH2CH2COOH,密度1.36g/cm,摩尔质量为146.14g/mol,熔点151-154 °C,沸点265 °C,闪点196°C,微溶于水,溶于乙醇、乙醚、丙酮等。
化学性质
己二酸性质稳定,低毒,酸性很弱,属于可燃物,其粉尘可能与空气形成爆炸性混合物。己二酸能够发生酯化反应、氨化反应,并能与二元胺或二元醇缩聚成高分子聚合物等。
酯化
己二酸与醇类物质作用时,生成单酯和双酯。

氨化
己二酸与氨作用,先生成己二酸单酰胺,后面相应地生成

缩合
己二酸与己二醇作用时得到下列线性聚合物。

己二酸与己二胺作用得到线型聚酰胺。

环化(脱羧)
在225°C下己二酸慢慢分解为环戊酮,300°C下己二酸定量转换为环戊酮。

卤代
己二酸与亚硫酰氯作用时,会生成己二酸酰氯;后者与氯或溴作用可生成2-氯或2-溴及2,5-二卤代衍生物。碘代衍生物一般不能直接生成,一般通过溴代酯与碘化钠的置换反应得到。
生产工艺
KA油
用脂肪酸钴或锰盐作催化剂,于120~140℃和18~24大气压下通入空气,先将环己烷氧化生成KA油,再用60%左右的硝酸,在铜盐和钒盐催化剂存在下进一步氧化生成己二酸。

KA油法工艺技术成熟,应用广泛,碳资源利用率较高,主要副产物有丁二酸和戊二酸,产品易分离,纯度高,但是该工艺过程复杂,反应条件苟刻,能量消耗较高,合成KA油单程转化率较低,严重制约了该工艺的发展。
环己烯法
在催化剂作用下,苯发生部分加氢反应生成环己稀,苯的转化率和环己稀的选择性分别达到40%和80%以上。在沸石分子筛催化作用下,环己稀水合生成环己醇,环己稀的转化率和环己醇的选择性分别为10%和99%以上。最后,环己醇经硝酸氧化生成己二酸。

与传统的KA油法相比,环己烯法的优势在于提高了产品收率,反应过程具有较高的工艺安全性,并且降低了氢气的消耗量。
苯酚法
苯酚法是先将苯酚氢化生成环己醇,再经硝酸氧化,先生成环己酮,最后得到己二酸。

此法优势在于技术成熟、产品纯度高、设备耗材少。
丁二烯烃法
为扩大原料来源,可用丁二烯为原料,与氯进行1,4加成,得到1,4-二氯-2-丁烯,然后与氰化钠反应,得到二氰化物,水解、加氢,得到己二酸。

生物法
利用大肠杆菌可以将D-葡萄糖转化成顺、顺-粘康酸,然后再加氢生成己二酸。在此基础上,又提出用从好氧脱硝菌株中分离出来的一种基因簇对酶进行编码,从而得到环己醇转化成己二酸的合成酶,该合成酶在合适的生长条件下将环己醇选择性转化成己二酸。
D-葡萄糖可以在酶的催化下转变为儿茶酚,儿茶酚进一步转化为顺,顺己二烯二酸(实验室条件下可以用AB2834为催化剂合成DHS;DHS脱水产生原儿茶酸。原儿茶酸去碳酸基生成儿茶酚,儿茶酚在儿茶酚过氧化酶的催化作用下转化为顺,顺己二烯二酸),顺,顺己二烯二酸再经氢化制备己二酸。

采用酶催化法,可以避免使用对环境有危害的化学品,不产生大气污染物,而且反应条件温和。
用途
己二酸的主要用途是和己二胺缩聚生产聚酰胺类合成纤维尼龙-66。等物质量的己二酸和己二胺先合成尼龙-66盐,之后在氮气下于200-250°C进行缩聚,进而生成尼龙-66。

己二酸也用于生产各种酯类,其中大部分作为增塑剂,一小部分用作高级润滑油。己二酸的高级酯可作聚氯乙烯及其共聚物、天然和合成橡胶、聚苯乙烯和纤维素衍生物的增塑剂,这类己二酸酯与聚合物有良好相容性与耐低温性能。大量己二酸酯用于食品包装,薄膜和绝缘用的聚氯乙烯;己二酸合成的许多酯是非常重要的合成润滑剂;己二酸还用于生产许多线型聚酯,已二酸聚酯最重要的用途是生产聚氨基甲酸酯弹性体。
己二酸还用于各种食品和饮料的酸化剂(其作用超过柠檬酸和酒石酸等其他酸化剂),皮革工业中的鞣剂,清洁剂生产中的pH调节剂,饮用水消毒药丸中的造粒剂,烟气硫化中的添加剂,洗碗机片剂的涂层以及化学品中的添加剂等。
安全事宜
安全标志
图示 | 
|
图意 | 刺激 |
GHS分类
GHS | 危险说明 | 危险等级 |
H319 | 引起严重的眼睛刺激 | 严重的眼睛损伤/眼睛刺激 |
毒理学资料
大鼠经口 LD50 5.05 g/kg。
ADI(Acceptable Daily Intake 每日允许摄入量)为 0~0.005 g/kg(游离酸根)。
FDA(Food and Drug Administration 食品药品监督管理局)将其认定为一般公认安全物质。
燃爆危险
己二酸是一种可燃烧的物质,当该物质以粉末或颗粒状与空气混合可能发生粉尘爆炸。若该物质发生火灾可用水喷灭或者使用二氧化碳和泡沫灭火器灭火。
环境危害
己二酸对水体和大气会造成污染,对鱼类和藻类有轻微至中度毒性。
急救措施
吸入己二酸会导致人咳嗽、呼吸困难、咽喉疼痛,此时需将人移至新鲜空气处,就医。
食入己二酸及时漱口,然后就医。
皮肤接触己二酸会使皮肤发红,此时需脱掉被污染的衣服,用大量水清洗。
眼睛接触己二酸会使人眼睛发红,此时用大量水清洗,就医。
贮存运输
己二酸性质稳定,低毒,不潮解,应贮存于阴凉、通风、干燥、清洁的仓库内。运输时应防雨防尘,装卸时不准抛掷和使用铁器,以免破损。
注释
[a]环己醇和环己酮的混合物
[b]环己烷法
[c]是一种不含莽草酸脱氢酶的大肠杆菌变种(E.coli)
[d]3-脱氢莽草酸
[e]聚己二酰己二铵
[f]己二酸己二胺盐
[g]半数致死量
[h]每日允许摄入量
[i]食品药品监督管理局