琥珀酸文献综述材料.doc

第一章、绪论 一、琥珀酸简介: 早在1550年，．Agricold首先用蒸馏琥珀的方法得到丁二酸，并由此得名琥珀酸[1]，它是一种常见的天然有机酸，广泛存在于人体、动物、植物和微生物中,并广泛地用于医药、农药、染料、香料、油漆、食品、塑料和照相材料工业，是合成30多种重要商业产品关键化合物，具有很高的商业价值。随着国民经济的迅速发展．琥珀酸的使用量和需求量正在日益增大，目前，琥珀酸大体是由化学法生产的，但直接生产出来的琥珀酸纯度未达标，市场要求的琥珀酸纯度一般大于95％，而除了采用顺酐加氢法制琥珀酸时产品中的琥珀酸纯度会大于90％ 以外，其它方法生产琥珀酸产物中琥珀酸的含量通常都很低，尤其是生物发酵法和石蜡氧化法生产的产品，含有许多种副产物，产物中琥珀酸的浓度不会大于30％ ，因此提纯琥珀酸至关重要。在这一背景下，研究一种更有效的琥珀酸提纯技术便是非常有必要的。 图1 琥珀酸为基础的化学制品 1.1.1物理性质 琥珀酸(Succinic Acid，Butanedioic Acid)，分子式C4H6O4，分子量1l8．09， 。 图2 琥珀酸结构式 琥珀酸性状为无色三斜晶体或单斜晶体，熔点460—461K，溶于水、乙醇、乙醚等溶剂中，几乎不溶于苯、二硫化碳、四氯化碳和乙醚。琥珀酸无臭，低毒，可燃。比重1．572，熔点180℃---187℃，沸点235℃(分解)。 表1 丁二酸在水中的溶解度 温度（℃） 0 10 20 25 30 40 50 60 70 80 溶解度（W/W%） 2.80 4.51 6.80 8.06 10.58 16.21 24.42 35.83 51.07 7.07. 1.1.2化学性质 琥珀酸具有二元酸大多数的典型反应，由于琥珀酸分子含有两个活泼的亚甲基，因此又具有许多别的重要反应特性，如卤化、脱水、酯化、磺化、酰化、氧化、还原等。琥珀酸具有优良的性质，所以可合成多种复杂有机物的中间体和制造药物，广泛用于合成塑料、橡胶、医药、食品、涂料等工业中。丁二酸是二元羧酸，134．8℃时两个羧基脱水生成丁二酸酐，水中可解离为质子和丁二酸根阴离子。 琥珀酸及琥珀酸盐可以参与很多化学反应，其主要反应如下 ①氧化作用：与H2O2反应，氧化为过氧丁二酸。KMnO4作用下生成草酸等化合物。 ②还原作用：在还原剂作用下还原为l，4．丁二醇和四氢呋喃。 ③可与SO3反应生成2，3—二磺酸基丁二酸。 ④酯化反应：与醇反应脱水可得一系列单酯和双酯。 ⑤卤代反应：与PCl3、PCl5反应生成丁二酰氯。 ⑥与氨类化合物反应，生成丁二酰亚胺。 图3 琥珀酸与氨化合物反应 ⑦与氯化铁溶液反应：氯化铁溶液与琥珀酸盐在中性溶液中作用时，即有碱式琥珀酸铁的淡棕色沉淀形成；同时有若干游离的琥珀酸生成，致溶液呈酸性反应。 3C2H4(CO2Na)2+2FeCl3+2H2O2→C2H4(CO2)2Fe(OH)+6NaCl+C2H4(CO2H)2 1.2、琥珀酸的市场及其用途 琥珀酸是一种二羧酸，是三羧酸循环的中间产物，同时也是厌氧代谢的发酵产物之一，很多微生物生产琥珀酸盐做为它们能量代谢的主要终产物。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。它是一种重要的二元羧酸平台化合物，是制造新一代生物可降解材料PBS聚酯的主要原料，利用可再生的非粮生物质资源及C()2厌氧发酵制备琥珀酸，可显著减少对石油等化石资源的依赖并减少温室气体排放，已经成为各国的研究热点，琥珀酸存在四种主要的市场： 在食品加工中 ，丁二酸是一种理想的酸味剂，丁二酸的钠盐可改善酱油、豆酱、液体调味及炼制品的质量，用于咸菜、火腿、香肠、鱼加工产品、肉罐头等的风味改良剂，还用于奶粉、奶片、饼干的强化剂，促进生长发育。 在医药卫生中，丁二酸钠具有医治昏迷的疗效，丁二酸的铵盐可做镇静剂，丁二酸及其酸酐用于制造磺胺药、维生索A、B6、止血药和可的松衍生物，丁二酸对巴比妥酸盐中毒具有解毒作用，丁二酸乙酯红酶素又名利菌沙，是人们常用的口服抗菌药 在农业方面，丁二酸是一种植物生长激素，它能控制植物生长、调节养分、增加抗旱、抗病、抗冻能力。施用于农作物一般能增产10％ 一20％ ，还用来处理大麦黑穗病，用作除草剂的添加剂。 丁二酸衍生物是一种良好的表面活性剂，是去垢剂、肥皂和破乳剂的组份；丁二酸可生产脱毛剂、牙膏、清洗剂、高教去皱美容酯。丁二酸还用于染料、润滑剂、添加剂、弹性体中。 1.3`、琥珀酸的制备 目前世界生产琥珀酸主要采用合成法，其起始原料为顺丁烯二酸酐（下称顺酐）。顺酐加氢后即成为琥珀酸粗品（工业级），再经精制可得到药品或食品级琥珀酸。据统计，顺酐中用于合成琥珀酸及琥珀酸酯的仅占产量的2.4％，实际上国内