二元酸是指在水溶液中能进行电离,而产生两个水合氢离子H3O+的酸类,例如硫酸H2SO4等。[1][2][3]二元酸在有机化学中主要指含有二个羧基—COOH的羧酸。[1][4]此外,所有的二元酸都是结晶化合物。[5]
二元酸可分无机二元酸、有机二元酸,其中无机二元酸包括含氧酸和无氧酸、硫酸、氢硫酸等;有机二元酸包括乙二酸等。[1]在合成醇酸树脂中,常用的二元酸有邻苯二甲酸酐(即苯酐)、间苯二甲酸等原料。[6][7][8]
长链二元酸作为基础原料可生产许多高附加值的高新技术产品,包括高级尼龙热熔胶、高级尼龙工程塑料、高级香料等。[9]此外,截至2022年2月24日,国内外对发酵法生产二元酸的研究已有40多年的历史,有不同的技术路线和方法,但只有中国、日本、美国和德国开展长链二元酸发酵的产业化。[10]
判定
无机无氧二元酸的判定
氢离子()的个数为2。如氢硫酸(溶液)、氢碲酸(溶液)等都是。
无机含氧二元酸的判定
一般可直接看酸分子结构中羟基个数,光看氢原子的个数是不准确的,如是二元酸而不是三元酸(另外1个氢原子并不在羟基上)。不过准确地说,必须是能在水中电离的羟基才算,比如碲酸虽然有6个羟基,但实际上是二元酸而不是六元酸,原因是第3级电离常数小于水,故碲酸最多只能有2个羟基在水中电离。
有机二元酸的判定
对于有机羧酸,直接看羧基()的个数即可,分子中有几个羧基,就是几元羧酸。如乙二酸、谷氨酸、天门冬氨酸等都含有2个羧基,因此都是二元羧酸。
如果有机物含有羟基,还需看羟基个数(但与无机含氧酸一样,必须是能在水中电离的羟基才算)。其实羧基也含有羟基,且能电离,因此这一点同样适用于羧酸。这里要特别注意,如果连接羟基的C(碳)原子另外3个共价键全部以单键形式连接在其它原子上时,这个羟基称为醇羟基,是不能电离的。比如:酚酞的2个羟基由于连在苯环上(苯环的C原子互相之间并不是单键)因此都可以电离,所以酚酞是二元酸;而乙二醇的2个羟基都是醇羟基(连接羟基的C原子另外三个共价键都是单键),因此乙二醇不属于二元酸(它并不属于酸类)。乙醇酸()的2个羟基只有1个能电离(羧基的一部分),另一个是不能电离的醇羟基,因此它是一元酸而不是二元酸。
硫酸
硫酸是一种强酸。易溶于水,能以任意比与水混溶。质量分数以上的浓硫酸,pH值约为负2,酸性很强,同时还具有强氧化性、吸水性和脱水性。硫酸是基本化学工业中重要产品之一。它不仅作为许多化工产品的原料,而且还广泛地应用于其他的国民经济部门。
硒酸
偏硅酸
有软化血管的作用,对心脏病、高血压有一定疗效。
氢硫酸
二元无氧酸,是硫化氢气体的水溶液,易挥发,其酸性比碳酸稍弱,除具有酸性以外,还具有强还原性,不能在空气中长期保存,否则会生成硫和水而出现黄白色浑浊物。氢硫酸主要用于制取各种无机硫化物,或者合成小分子的含硫有机物。
乙二酸
碳酸
分子式,结构式,也有2个羧基(共用一个碳氧双键),因此它具备二元羧酸的一些性质,被戏称为甲二酸。但由于它不稳定,且在水中不能大量存在(溶于水中的二氧化碳只有一小部分可以转变为碳酸),因此它的酸性比一般的二元羧酸要弱了不少。
谷氨酸
参考资料 10
- 二元酸 — 北京西林布克网络科技有限公司
- 【科普】酸 — 揭阳大南海石化工业区管理委员会
- 二元酸 — 中国大百科全书
- “垄断”中国95%的长链二元酸,凯赛生物何以成为全球合成生物学龙头?| 巨头解码 — 上海台伦信息科技有限责任公司
- 第十二章 羧酸及其衍生物 — 中国科学技术大学
- 醇酸树脂的类型及其应用 — 橡塑助剂网
- 干货 | 醇酸树脂的生产 — 方鑫树脂
- 2023年中国醇酸树脂行业市场全景分析:行业趋向环保、高性能方向发展,新材料技术领域市场前景巨大[图] — 智研咨询
- 有机酸与微生物工业 — 中国科学院微生物研究所
- https://cjb.ijournals.cn/html/cjbcn/2022/12/gc22124420.htm
