衣康酸

衣康酸

衣康酸學名為甲叉琥珀酸,亞甲基丁二酸,是不飽和二元有機酸。它含不飽和雙鍵,具有活潑的化學性質,可進行自身間的聚合,也能與其他單體如丙烯腈等聚合,溶于水,乙醇等其它溶劑;能進行各種加成反應,酯化反應和聚合反應,是化學合成工業的重要原料,也是化工生產的重要原料。衣康酸(itaconic acid),CH2=C(COOH)CH2COOH,由絲狀菌特別是生長在梅汁表面的分解烏頭酸曲酶(Aspergill-us itaconicus)大量生成,是通過順烏頭酸脫羧而形成。

  • 中文名稱
    衣康酸
  • 學    名
    甲叉琥珀酸,亞甲基丁二酸
  • 特    性
    溶于水
  • 分子式
    C5H6O4

簡介

1 聚合物增加少量天然物質可製成高效除臭劑,可與氨、胺類鹼性惡臭物及硫化氫等酸性惡臭物反應,還可以製成具有除臭功能的紙張、塑膠膜等系列產品。

衣康酸晶體衣康酸晶體

2、衣康酸與苯乙烯及丁二烯共聚可製成S.B.R乳膠,可用于紙張塗膜,使紙張強韌及印刷圖案鮮艷;用于金屬、混凝土塗料,易于著色且不受自然條件影響;用于油漆增加劑可提高油漆品質;用于地毯上漿可使合成纖維地毯經久耐用。

3、衣康酸與丙烯酸或甲基丙烯酸或其酯類聚合製成樹脂,可用于表面塗層及乳化漆。作為皮革塗層可增加皮革的可塑性;用作汽車、電器、冷庫塗料具有粘著力強、色澤美觀且抗惡劣氣候等優點;用作電泳塗料具有優良的附著力;加入多價金屬氧化物可製成擠壓性能好、粘結力強、生理適應性好的牙科粘合劑;增加氯烷基二甲基苄基氯化銨可製成水溶性塗料,用于食品包裝材料,可減少包裝物表面細菌污染。

4、衣康酸製成酯類可用于油漆、弱酸性離子交換樹脂、潤滑油增加劑、粘結劑和增塑劑、粉壓塑膠以及密封膠。

5、衣康酸用于其它衍生物可用作醫葯、化妝品試劑、潤滑劑、增稠劑、除草劑以及改善絲毛織我性能。

6、衣康酸是生產檸康酸、中康酸、衣康酸酐等的原料。

衣康酸其分子內部含有兩個活潑的羧基和一個雙鍵,雙鍵和羧基呈共軛關系,使得衣康酸的性質非常活潑,除可自身聚合外,也可以和不同數目的其他單體聚合,形成聚合高分子,因此廣泛套用于化學合成行業。

供需狀況

由于衣康酸生產技術由少數幾個國家壟斷,因此國際市場缺口較大。根據湖南、四川、江蘇、陝西等省的進出口公司介紹,日本、澳大利亞、紐西蘭、美國、西班牙都急需進口衣康酸,國際市場缺口大約7萬噸,中國化工信息中心等單位對衣康酸市場進行統計和預測我國近兩年總需求量將達到2.2萬噸左右,我國當前衣康酸生產規模為1.4萬噸左右,因此該產品在國際、國內市場十分看好。目前,國內市場丁苯乳膠行業用量達到2000噸左右,化纖行業為1500噸左右,離子交換樹脂行業1000噸,另外,衣康酸在水處理技術、高強度玻璃鋼及農葯中間體、除垢劑等領域中也具有廣泛中用途。僅蘭州化纖總廠每年就進口衣康酸500噸左右,上海巴斯夫公司每年需要衣康酸800噸左右。衣康酸國際市場需求量仍以每年12%的速度成長。據有關外貿部門介紹,1999年底,已有多家美國公司來內地洽談進口衣康酸產品,每個公司的年需求量均在千噸以上,僅日本的扶桑公司去年從國內收購銷往日本的衣康酸就達3000噸,省內兩家以玉米淀粉為原料的衣康酸生產廠家1999年銷售呈供不應求的情勢,產品銷往日本、美國、韓國、印度及我國的台灣等國家和地區,其中,青島琅琊台酒業集團年產1000噸衣康酸項目于1999年8月正式投產,當年年底即簽訂銷售契約1800噸。隨著衣康酸產品的開發成功及衣康酸所具有的獨特徵能日益被人們所認識,其套用範圍正迅速擴大,因而衣康酸的潛在市場是不容忽視的,具有廣闊的發展前景。由于長期依賴進口,許多與其相關的化工產品質量受到影響,另外浙江國光生化股份有限公司年產10000噸,如:丙烯酸最好的交聯劑是衣康酸,由于國內無此產品,因此大部分廠家隻好以二乙烯苯代替衣康酸,致使離子交換樹脂質量無法提高。又如晴綸合成中衣康酸作為第三單體對晴綸產品的質量、光澤、染色都起著非常重要的作用,並且在國際上衣康酸晴綸被稱為"標準晴綸"。在國外採油行業,衣康酸作為一種高熔點的中間體,已廣泛套用于深井採油的分解液中,我國目前在這方面的研究已取得了突破性進展,隨著我國近海已探明貯量的大型深井油田的開採工作逐步展開,衣康酸將在該領域具有更廣泛的套用前景。據權威人士預測,隨著世界上許多化纖廠的擴建和興建,晴綸產量將大幅度增加。另外,衣康酸在水處理技術、高強度玻璃鋼及農葯中間體、除垢劑及醫葯等領域中也具有廣泛的用途。隨著衣康酸產品的開發成功及衣康酸所具有的獨特徵能日益被人們所認識,其套用範圍正迅速擴大,因而衣康酸的潛在市場是不容忽視的,具有廣闊的發展前景。

生產技術

目前,國際上隻有美國、日本和俄羅斯生產衣康酸,美國Pfizer公司產量較大,壟斷國際市場。日本1971年開始引進美國專利進行消化吸收,自行生產衣康酸,僅有磐田化學公司獨家生產。另外日本的黑金化成株式會社和美國的Pfizer公司幾乎壟斷了衣康酸酯類的生產。產品質量上,美國、日本精製衣康酸標準要求衣康酸含量為≥99%。

目前,衣康酸的生產方法有合成法和發酵法,合成法又分為檸檬酸台成法和順酐合成法。檸檬酸合成法由于成本高工業上不宜採用;順酐合成法具有生產成本低,選擇性高等優點,但尚未實現工業化;而發酵法原料易得,工藝技術成熟,是目前國內外工業生產一致採用的方法。

(1)檸檬酸合成法:將濃檸檬酸水溶液在減壓下(3O一40 mmHg)加熱到280-300℃ ,即可分解為衣康酸酐和檸康酸,再從中分離提取衣康酸。該方法由于生產成本較高,套用受到限製。

(2)順酐台成法:順酐與酵發生酯化反應,形成的酯與HX進行加成反應後與甲醛進行亞甲基化反應,再經水解即得衣康酸。該方法反應條件溫和,均相催化活性高,選擇性強,已達到工業化套用水準,而且原料豐富易得,生產成本較低,三廢少,可望成為衣康酸生產新方法。

(3)發酵法:以糖類作發酵原料,加入氮源和無機鹽,以吐曲酶為菌種,在適宜溫度下發酵,因生產工藝簡單,成本較低,目前國內外大多數廠家都用此法生產。發酵法的關鍵是發酵原料的選擇、菌種的選擇和培育以及產物的分離(包括板框過濾、離子交換,濃縮、結晶、離心、烘幹)。

目前國內外正開展用石化產品合成衣康酸的研究,並已取得一定成就。中科院大連化物所和大連理工大學合作,經過3年研究,確定了一條以石化產品為原料合成衣康酸的新工藝。該技術以順丁烯二酸酐為主要原料,經過酯化、加成、亞甲基化、水解等四步反應得到衣康酸

也可以用順丁烯二酸二酯為起始原料,省掉酯化反應。如以衣康酸雙酯作為產品出售套用,還可省掉水解這一些。這樣,該台成路線就簡化為加成、亞甲基化兩個關鍵反應,而且這兩個反應還可合為一步。該路線有如下優點:① 原料豐富。我國現有順酐生產廠2O多家,年生產能力4萬t左右,天津中河、遼寧盤錦、錦西等新增順酐裝置投產後,生產能力將達到8萬t左右順酐市場供大于求,原料充足。② 衣康酸選擇性顯著提高。至今,文獻報導的以石油化工產品為原料的諸多技術路線有一個共同的缺點,就是選擇性低,僅為3o%左右,在與發酵法競爭中處于劣勢,難以工業化。為此,大連化物所及大連理工大學提出的新的合成路線的關鍵是提高衣康酸的選擇性。他們採用以下幾項技術措施:(a)變順酐與甲醛直接反應為兩步反應,引入含活潑氫的加成試劑I-IX,先與順酐二酯加成,然後再與甲醛進行亞甲基化反應。HX為含雜原子的化合物,並可轉為副產品。(b)變多相催化為高選擇性的均相催化。(c)變氣一固相反應液相反應(d)變300~500℃ 高溫加壓反應為常溫常壓反應,由于反應條件溫和,避免了高溫下副反應的發生。

大連化物所及大連理工大學的小試初步結果顯示,採取以上措施,衣康酸選擇性比專利文獻報導的提高一倍以上,能成為具有一定競爭能力的新的衣康酸台成路線,但目前尚未工業化。近年來,有關科研院所都在進一步開發研究衣康酸生產新工藝,並取得了進展。

我國衣康酸的研究起步較早,但進展緩慢。近年來,取得了突破性進展,雲南、四川等地相繼進行了試生產。山東省食品發酵工業研究設計院採用以玉米淀粉為原料,深層發酵生產衣康酸的工藝,通過幾年的努力,經過小試、中試及工業性生產試驗證明,選育出的衣康酸高產突變株土曲酶(A.terreus) HA6080性能穩定,產酸率、轉化率高,分別達到6.0~7.0%和60%以上,且產雜酸少,耐高糖、抗污染能力強,發酵速度快,周期短,生產條件溫和,易于控製,操作簡單,生產成本低,適合于工業化生產要求。該項目獲得1999年山東省科技進步一等獎,2000年國家科技進步二等獎。

工業化開發的衣康酸產品經中國上海高分子材料測試中心及日本、韓國等國外客戶檢測,在面板及內在質量上均優于國內同類產品,主要技術指標高于美國、日本標準,產品質量受到國內外使用者的高度評價,在美國、澳大利亞、印度、日本及台灣等國家和地區的使用者中取得了良好的信譽。

基本信息

中文名稱:衣康酸

中文別名:亞甲基丁二酸;亞甲基琥珀酸;甲叉丁二酸;2-亞甲基丁二酸;分解烏頭酸

英文名稱:Itaconic Acid

英文別名:Methylenesuccinic acid; Methylenebutanedioic acid; 2-methylidenebutanedioate

CAS號:97-65-4

EINECS號:202-599-6

分子式:C5H6O4

分子量:130.084

物化性質

面板:白色晶體或粉末。有特殊氣味,在真空下能升華。

溶解性:溶于水、乙醇和丙酮,微溶于氯仿、苯和乙醚。不易揮發,過熱能分解。

含 量%≥ 99.8

衣康酸

熔點(初熔-終熔)℃ ≤ 165-168℃

幹燥失重%≤ 0.2

灼燒殘渣%≤ 0.01

色度(APHA)≤ 5

鐵離子(以Fe計)%≤ 0.00015

重金屬(以pb計)%≤ 0.0005

氯化物(以Cl-計)%≤ 0.0005

硫酸鹽(以SO42-)%≤ 0.0015

密度:1.573g/cm3

熔點:166-167℃

沸點:381.4°C at 760 mmHg

閃點:198.7°C

蒸汽壓:7.11E-07mmHg at 25°C

衣康酸是一種不飽和的二元有機酸。化學性質比較活潑,易聚合,也能與其他單體共聚,如丙烯睛、丁二酸、苯乙烯。也能與其他單體共聚。

用途:用作聚丙烯腈纖維的共聚單體,亦可用于製備增塑劑、潤滑油增加劑等。

溶解度

衣康酸在水中的溶解度

溫度(℃)

溶解量(g/1)

溫度(℃)

溶解量(g/1)

10

59

50

292

20

83

60

459

25

95

70

726

28

120



衣康酸在有機溶劑中的溶解度

溶劑

溶解度(g/1)

溶劑

溶解度(g/1)

乙酸

58

乙二醇

252

丙酮

87

甲醇

358

<0.1

丁酮

37

1-丁醇

68

3,3-二甲基丁酮

11

乙酸正丁酯

16

1-丙醇

107

氯仿

<0.1

2-丙醇

125

環已烷

<0.1

丙二醇

72

二氧六環

141

四氫呋喃

236

乙醇

198



乙醚

14



包裝

1、袋裝:每袋凈重25公斤,內塑膠外編織紙復合袋。

2、根據使用者要求特殊包裝可提供500公斤,1000公斤大包裝。

存儲運輸

防潮、防曬、防雨淋、不得露天堆放,不得與有毒、有異味、有色粉末或腐蝕性物質混裝、混運。 避免與皮膚、眼睛接觸。如不慎帶入口中、眼中,請用水清洗。

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