己二酸

一种有机二元酸

己二酸

己二酸（Adipic Acid）是一种有机化合物，俗称肥酸，分子式为C6H10O4，白色晶体，酸性很弱。微溶于水，溶于乙醇、乙醚、丙酮等。[0][1]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。[2]工业上主要采用3种工艺生产己二酸，即环己烷工艺、环己烯工艺和苯酚工艺。[3]己二酸在工业上是具有重要应用价值的二元羧酸，其主要用途包括尼龙、非尼龙产品。除此之外己二酸还应用于生物医药、农药、食品酸化剂、不饱和聚酯树脂等领域。[4]己二酸中，羧基呈sp2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键，一条与烃基碳呈键，羧基碳上还剩一条p轨道，与羧基上的氧的p轨道经侧面重叠形成键。[5]

己二酸（Adipic Acid）是一种有机化合物，俗称肥酸，分子式为C6H10O4，白色晶体，酸性很弱。微溶于水，溶于乙醇、乙醚、丙酮等。[1][2]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。[3]工业上主要采用3种工艺生产己二酸，即环己烷wán工艺、环己烯工艺和苯酚工艺。[4]己二酸在工业上是具有重要应用价值的二元羧酸，其主要用途包括尼龙、非尼龙产品。除此之外己二酸还应用于生物医药、农药、食品酸化剂、不饱和聚酯zhǐ树脂等领域。[5]

结构

己二酸结构式
己二酸结构式

己二酸中，羧基呈sp2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键，一条与烃基碳呈键，羧基碳上还剩一条p轨道，与羧基上的氧的p轨道经侧面重叠形成键。[6]

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/cm3，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。[1]

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。[1][3][7]

酯化

己二酸与醇类物质作用时，生成单酯和双酯。[3]

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-己腈酸和己二腈；使用镍钴催化剂又可以将己二腈jīng还原为己二胺。[3]

缩合

己二酸与己二醇作用时得到下列线性聚合物。[3]

己二酸与己二胺作用得到线型聚酰胺。[3]

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tóng。[8]

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。[8]

KA油法

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。[9]

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。[10]

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。[10]

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。[10]

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。[11]

此法优势在于技术成熟、产品纯度高、设备耗材少。[10]

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。[12]

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。[5]

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[注3]为催化剂合成DHS[注4]；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。 [5]

实验室条件下酶催化制取己二酸
实验室条件下酶催化制取己二酸

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。[5]

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[注5]。[13]等物质量的己二酸和己二胺先合成尼龙-66盐[注6]，之后在氮气下于200-250°C进行缩聚，进而生成尼龙-66。[14]

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。[8]

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。[1][8]

安全标志[0]

图示图意刺激

GHS分类[1]

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[注7] 5.05 g/kg。[15]

ADI[注8]（Acceptable Daily Intake 每日允许摄入量）为 0~0.005 g/kg（游离酸根）。[15]

FDA[注9]（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。[15]

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。[16]

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。[1]

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。[16]

食入己二酸及时漱口，然后就医。[16]

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。[16]

眼睛接触己二酸会使人眼睛发红，此时用大量水清洗，就医。[16]

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。[17]

参考资料 17

  1. Adipic Acid — PubChem
  2. 参考 2
  4. 参考 4
  5. 参考 5
  6. 参考 6
  7. Adipic Acid — CAMEO Chemicals
  8. 参考 8
  9. 参考 9
  10. 参考 10
  11. 参考 11
  12. 参考 12
  13. 参考 13
  14. 参考 14
  15. 参考 15
  16. 参考 16
  17. 参考 17

注释

  1. 环己醇和环己酮的混合物
  2. 环己烷法
  3. 是一种不含莽草酸脱氢酶的大肠杆菌变种（E.coli）
  4. 3-脱氢莽草酸
  5. 聚己二酰己二铵
  6. 己二酸己二胺盐
  7. 半数致死量
  8. 每日允许摄入量
  9. 食品药品监督管理局
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