Axit maleic được phát hiện lần đầu tiên cách đây gần 200 năm. Nó được tổng hợp bằng cách chưng cất axit malic. Trong tương lai, nó được tìm thấy ứng dụng của nó trong lĩnh vực hóa học, và điều này rất đáng được nói đến một cách chi tiết. Tuy nhiên, trước tiên chúng ta sẽ nói về các thuộc tính và các tính năng khác của nó.
Tính năng chung
Công thức của axit maleic có dạng như sau: HOOC-CH=CH-COOH (hoặc H4C4O 4 ). Chất này là một hợp chất hữu cơ có hai bazơ. Theo danh pháp IUPAC, nó được gọi đúng là axit cis-butenedioic.
Các đặc điểm của chất này có thể được xác định trong danh sách sau:
Khối lượng mol là 116,07 g / mol.
Mật độ là 1,59 g / cm³.
· Nhiệt độ nóng chảy và phân hủy đạt tới 135 ° C. Flash xảy ra ở 127 ° C.
· Chỉ số hòa tan trong nước là 78,8 g / l. Quá trình này hoạt động tốt nhất ở 25 ° C.
Chất này có đồng phân trans, và nóđược gọi là axit fumaric. Các phân tử của nó ổn định hơn so với phân tử của maleic. Do đó, sự khác biệt về nhiệt độ đốt cháy, là 22,7 kJ / mol.
Và axit fumaric, không giống như axit maleic, hòa tan rất kém trong nước. Chỉ 6,3 g / l. Điều này là do thực tế là một liên kết hydro được hình thành trong các phân tử maleic.
Lấy chất
Axit maleic được tạo ra bằng cách thủy phân anhydrit C4H2O3. Nó là một hợp chất hữu cơ có độ đặc ở trạng thái tinh khiết. Chất này thường không màu hoặc màu trắng.
Anhydrit có tính chất hóa học rất đa dạng, vì nó có khả năng phản ứng cực cao và hai nhóm chức. Axit maleic được hình thành do sự tương tác của nó với nước. Nhưng nếu bạn kết hợp nó với rượu, bạn sẽ tạo ra các este không hoàn chỉnh.
Bản thân anhydrit trước đây được tổng hợp bằng quá trình oxy hóa benzen hoặc các hợp chất thơm khác. Bây giờ phương pháp này ít được sử dụng. Do sự tăng giá của benzen và tác động của chất này đối với môi trường, nó đã được thay thế bằng n-butan, một hydrocacbon thuộc nhóm ankan.
Tham gia phản ứng
Điều cần lưu ý là axit maleic thực sự có thể chuyển thành axit malic. Điều này đạt được thông qua quá trình hydrat hóa - việc bổ sung các phân tử nước vào các ion / hạt của chất chính. Axit malic được biết đến như một chất phụ gia thực phẩm dưới tên gọi E296. Nó có nguồn gốc tự nhiên, vì vậy nó được sử dụng trongbánh kẹo và trong sản xuất nước trái cây. Nó cũng có thể áp dụng trong y học.
Ngoài ra, hợp chất maleic có thể được chuyển đổi thành axit succinic, được sử dụng để kích thích sự phát triển của cây trồng và tăng năng suất. Nó được thu nhận lần đầu tiên vào thế kỷ 17 bằng cách chưng cất hổ phách. Và bây giờ chất này được tổng hợp bằng cách hydro hóa axit maleic. Đó là, bằng cách thêm hydro vào nó. Và thông qua quá trình khử nước (tách nước khỏi các phân tử), anhydrit maleic có thể thu được từ nó.
Về lý thuyết, tất cả các phản ứng được liệt kê có thể được sử dụng trong công nghiệp để sản xuất các chất này. Nhưng chúng không hiệu quả về mặt kinh tế, vì vậy chúng không được sử dụng.
Đơn
Rất khó để đánh giá quá cao các đặc tính của axit maleic. Bản thân nó chỉ được sử dụng để thu được hợp chất fumaric, nhưng việc sử dụng các dẫn xuất của nó rất phổ biến:
· Anhydrit được sử dụng trong sản xuất các sản phẩm polyester. Nói riêng là nhỏ. Sản phẩm cuối cùng được sử dụng tích cực trong ngành xây dựng. Đây là vật liệu sơn, đá nhân tạo, sợi thủy tinh, v.v.
· Thuốc thử được sử dụng để tạo ra nhựa alkyd, là chất làm cứng tuyệt vời cho các lớp phủ gốc dầu. Chúng cũng được sử dụng như một lớp phủ chống ăn mòn.
Anhydrit cũng được sử dụng làm chất đồng trùng hợp của axit maleic để sản xuất vải tổng hợp và sợi nhân tạo.
· Ete của chất này được sử dụng làm dung môi. Phổ biến nhất là dietyl maleat. Của anh ấyđược sử dụng bởi các phòng thí nghiệm hóa học, công nghiệp quốc phòng và công nghiệp sơn và vecni.
· Hợp chất maleic hydrazit được sử dụng làm thuốc diệt cỏ. Nó rất tốt trong việc tiêu diệt cỏ dại.
Sản xuất axit fumaric
Cũng cần nói đôi lời về anh ấy. Để thu được axit fumaric, người ta đồng phân hóa axit maleic với xúc tác. Quá trình này được thực hiện bằng cách sử dụng thiourea (thiocarbamide). Mặc dù nó thường được thay thế bằng axit vô cơ.
Vì hợp chất fumaric hòa tan kém, nên rất dễ phân lập nó khỏi chất maleic. Cả hai axit đều là đồng phân - chúng có cùng số nguyên tử và phân tử, cũng như cấu trúc tương tự. Nhưng, mặc dù vậy, chúng không thể biến thành nhau một cách tự nhiên. Để quá trình này xảy ra, cần phải phá vỡ liên kết đôi cacbon, nhưng điều này là không thuận lợi theo quan điểm năng lượng.
Vì vậy, ngành công nghiệp sử dụng phương pháp đã được đề cập trước đó - đồng phân hóa xúc tác của hợp chất maleic trong nước.
Sử dụng hợp chất fumaric
Cuối cùng thì điều này cũng đáng nói. Việc sử dụng axit fumaric lâu nhất là trong ngành công nghiệp thực phẩm. Nó được sử dụng lần đầu tiên vào năm 1946. Hợp chất này có hương vị trái cây, đó là lý do tại sao nó thường được sử dụng làm chất tạo ngọt. Chỉ định E297.
Axit fumaric cũng thường được thay thế bằng axit tartaric và citric. Nó hiệu quả về chi phí. Nếu bạn thêm citrate, sau đó để đạt được mong muốnCần 1,36 g fumarate để tạo hiệu ứng vị giác. Cần ít fumarate hơn - chỉ 0,91 g.
Ete của chất này cũng được sử dụng trong điều trị các bệnh ngoài da như bệnh vẩy nến. Đối với người lớn, định mức hàng ngày là 60-105 miligam (liều lượng chính xác tùy thuộc vào từng trường hợp cụ thể). Có thể tăng lên theo thời gian lên 1300 mg mỗi ngày.
Và muối của chất này là thành phần chủ yếu của các loại thuốc như Konfumin và Mafusol. Đầu tiên giúp cơ thể thích nghi với tình trạng thiếu oxy và điều chỉnh quá trình trao đổi chất. Và thứ hai cải thiện các đặc tính lưu biến của máu và độ nhớt của nó.
Điều thú vị là ngay cả cơ thể con người cũng có thể tổng hợp fumarate. Nó được hình thành bởi da khi nó tiếp xúc với ánh sáng mặt trời. Ngoài ra, fumarate là sản phẩm phụ của chu trình urê.
