- Szerkezet
- Elnevezéstan
- Tulajdonságok
- Fizikai állapot
- Molekuláris tömeg
- Olvadáspont
- Forráspont
- Flashpoint
- Fajsúly
- Törésmutató
- Oldhatóság
- pH
- Disszociációs állandók
- Kémiai tulajdonságok
- Ipari jelentőségű kémiai reakciók
- beszerzése
- Alkalmazások
- Az élelmiszeriparban
- A boriparban
- Más kémiai vegyületek előállításánál
- Különböző alkalmazásokban
- Irodalom
A borostyánkősav egy szilárd szerves vegyület, melynek kémiai képlete C 4 H 6 O 4. Ez egy dikarbonsav, vagyis két karboxilcsoportot tartalmaz –COOH, egy a molekula mindkét végén, amelynek vázában 4 szénatom van. Butándisav néven is ismert. Azt mondják, hogy egy alfa-, omega-dikarbonsav vagy C4-dikarbonsav.
Széles körben elterjedt növényekben, gombákban és állatokban. Szukcinát anionja nélkülözhetetlen alkotóeleme a Krebs-ciklusnak, amely kémiai reakciók sorozatából áll, amelyek a sejtek légzése során zajlanak.
Borostyánkősav Szerző: Marilú Stea.
A borostyánkősav az élelmiszerekben, a gyümölcsökben, például a szőlőben és a sárgabarackban, a zöldségekben, mint például a brokkoli és a répa, a sajtokban és a húsokban található természetes savak egyike.
Sárga vagy szukcino borostyánban is található, ahonnan a neve származik. Ennek előállítása történhet ezen vagy más gyanták desztillálásával. Ipari szempontból a maleinsav hidrogénezésével nyerik.
A bor erjedése során borostyánkősavat állítanak elő. Ezenkívül a különféle élelmiszerek magasra értékelt természetes aromája. Nyersanyagként különféle vegyi vegyületek előállítására is felhasználják, amelyek számos ipari területen alkalmazhatók, többek között az orvostudományban és a kozmetikumokban.
Szerkezet
A borostyánkősavnak 4 szénatomja van, lineárisan, de cikcakkban kapcsolódva. Olyan, mint egy bután-molekula, amelyben a metilcsoportok -CH 3 oxidáljuk alkotnak karboxilcsoportok -COOH.
Borostyánkősav szerkezete. D.328 09:20, 2006. május 17. (UTC). Forrás: Wikipedia Commons.
Elnevezéstan
- borostyánkősav
- Butándisav
- 1,4-butándisav
- 1,2-etándikarbonsav
- Borostyánsav
- Amber szelleme
Tulajdonságok
Fizikai állapot
Színtelen vagy fehéres kristályos szilárd, triklinikus kristályok vagy monoklinikus prizmák
Molekuláris tömeg
118,09 g / mol
Olvadáspont
188,0 ° C
Forráspont
235 ºC
Flashpoint
160 ºC (nyitott pohár módszer).
Fajsúly
1,572 25 ° C / 4 ° C-on
Törésmutató
1450
Oldhatóság
Vízben: 83,2 g / L 25 ° C-on.
Oldható etanolban CH 3 CH 2 OH, etil-éter (CH 3 CH 2) 2 O, aceton CH 3 COCH 3 és metanol CH 3 OH. Toluolban és benzolban nem oldódik.
pH
A 0,1 mól / l 0,1 mólos vizes oldat pH-ja 2,7.
Disszociációs állandók
K 1 = 6,4 x 10-5
K 2 = 0,23 x 10 -5
Kémiai tulajdonságok
A dikarbonsavak általában ugyanolyan kémiai viselkedést mutatnak, mint a monokarbonsavak. A dikarbonsav savas jellege azonban nagyobb, mint a monokarbonsavé
Ami a ionizációs annak hidrogének, az ionizáció a második karboxilcsoport kevésbé fordul elő könnyen, mint az első, amint az látható a disszociációs állandói borostyánkősav, ahol K 1 nagyobb, mint K 2.
Oldódik vizes NaOH-oldattal és vizes nátrium-hidrogénkarbonát 3.
A borostyánkősav nem higroszkópos.
Melegítve nagyon könnyen felszabadít egy vízmolekulát, és borostyánkősavanhidridet képez.
Ipari jelentőségű kémiai reakciók
Redukciós reakcióval (az oxidációval ellentétesen) a borostyánkősavat 1,4-butándiollá alakítják.
1,4-butándiol. saját készítésű Ben Mills. Forrás: Wikipedia Commons.
Az 1,4-butándiol dehidrogénezésével (a hidrogén eltávolításával) y-butirolaktont kapunk.
Amikor az 1,4-butándiolt ciklizáljuk (egy ciklusos molekula képződik), tetrahidrofuránt kapunk.
Borostyánkősav aminálással (amin hozzáadásával) pirrolidoneket kapunk.
Diolokkal végzett polimerizációja lehetővé teszi poliészterek előállítását, diaminokkal poliamidok előállítását. Mindkettő széles körben alkalmazott polimer.
beszerzése
A természetes forrásokban jelen lévő mennyiség nagyon kicsi, így iparilag más, általában ásványolajból származó vegyületekből történő szintézissel állítják elő.
Előállítható maleinsav vagy maleinsavanhidrid katalitikus hidrogénezésével.
A borostyánkősav előállításának egyik módja. Szerző: Marilú Stea.
Szintén fumársavból vagy acetilénből és formaldehidből kiindulva.
Mindezek azonban a környezetet szennyező petrolkémiai folyamatok, amelyek az olaj árától függenek. Ezen okok miatt már hosszú ideje kidolgozták az anaerob erjesztésen alapuló egyéb termelési módszereket, amelyek olcsóbbak és kevésbé szennyezőek.
Ezek az eljárások a CO 2, ami előnyös csökkentésére ez a gáz és az üvegházhatás generál.
Termelése fermentálódhat, például Anaerobiospirillum succiniproducens és Actinobacillus succinogenes-ekkel, amelyek nagy koncentrációban termelik szénforrásokból, például glükózból, laktózból, xilózból, arabinózból, cellobiózból és más cukrokból. Szénforrásként CO 2 -ot is használnak.
Vannak olyan kutatók, akik előmozdítják a biofinomítók koncepciójának kidolgozását, amely lehetővé tenné a megújuló erőforrások teljes potenciáljának kiaknázását. Ilyen a papír, kukorica szár, algák biomassza, cukornád-bagass, cukornád-melasz, növényi szárból származó hulladék és cukorrépa-cellulóz előállításából származó szennyvíz felhasználása többek között borostyánkősav előállítására. értékes.
Cukornádcukor, amely erjesztésben felhasználható borostyánkősav előállításához. Jonathan Wilkins. Forrás: Wikipedia Commons.
Például a répapép felhasználása magában foglalja a pektin és a fenolos antioxidánsokban gazdag rész extrahálását, majd a cellulóz és a hemicellulóz hidrolízisét, hogy erjeszthető cukrokat nyerjenek. Ez utóbbi képezi a borostyánkősav előállításának alapját az anaerob fermentáció révén a bioreaktorokban.
Alkalmazások
Az élelmiszeriparban
A borostyánkősav természetesen aromát kölcsönöz az ételnek. Íznövelő hatású, ezért a feldolgozott élelmiszerekben adalékanyagként használják.
Arra utaltak, hogy hatással van az ízekre, amelyeket az élelmiszerekben lévő egyéb savak nem sokszorozhatnak, például egyes sajtokban az úgynevezett umami aromát (az umami egy japán szó a "ízletes").
Szerző: Lipefontes0. Forrás: Pixabay.
Sőt, állati takarmányokban is használják stimulálására.
A boriparban
A borostyánkősav természetes módon fordul elő a bor alkoholos erjedése során. Az ebben az eljárásban keletkező nem illékony savak közül a borostyánkősav az összes 90% -ának felel meg.
Szerző: Congerdesign. Forrás: Pixabay.
A bor körülbelül 0,5–1,5 g / l borostyánkősavat tartalmaz, amely elérheti a 3 g / l-t.
Más kémiai vegyületek előállításánál
A borostyánkősav nyersanyag nagy ipari értékű termékek, például tetrahidrofurán, 1,4-butándiol, gamma-butirolakton, adipinsav, lineáris alifás észterek, N-metil-pirrolidon és biológiailag lebontható polimerek előállításához.
Ezeknek a vegyületeknek és anyagoknak számos felhasználása van a műanyagiparban (elasztikus szálak, elasztikus fóliák), ragasztókban, ipari oldószerekben (festék és lakk eltávolítása), mikroelektronikai tisztítószerekben, az orvostudományban (érzéstelenítők, gyógyszerészeti járművek), a mezőgazdaságban, a textil- és kozmetikai iparban.
Különböző alkalmazásokban
A borostyánkősav összetevője egyes gyógyászati készítményekben. A borostyánkősavból származó szukcinimideket használják az orvostudományban görcsoldókként.
Ez a korróziógátló készítmények része, polimerek lágyítójaként szolgál, és illatszerben használják. Egy közbenső termék a felületaktív anyagok és mosószerek szintézisében is.
A borostyánkősav monomerként használható biodegradálható polimerek és műanyagok előállításához.
Mezőgazdasági képletekben használják az ültetvények növekedéséhez.
A borostyánkősavsókat használják a jármű hűtőközegében és a jégtelenítés elősegítésére, kevésbé szennyezőek, mint más vegyületek.
A szukcinát-észtereket üzemanyag-adalékanyagokként használják.
Irodalom
- Az Egyesült Államok Nemzeti Orvostudományi Könyvtára. (2019). Borostyánkősav. Helyreállítva: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Comuzzo, P. és Battistutta, F. (2019). Savasodás és pH-szabályozás a vörösborokban. A vörösbor technológiában. Helyreállítva a sciencedirect.com webhelyről.
- Alexandri, M. et al. (2019). A hagyományos cukorrépa-ipar átalakítása új biofinomítóvá: a cukorrépa-pép frakcionálása és biokonvertálása borostyánkősavvá és hozzáadott értékű társtermékekké. ACS Fenntartható Kémia és Mérnöki munka. 2019. február. Helyreállítva a pubs.acs.org webhelyről.
- Methven, L. (2012). Természetes étel- és italíz-fokozó. Természetes élelmiszer-adalékanyagokban, összetevőkben és ízekben. Helyreállítva a sciencedirect.com webhelyről.
- Featherstone, S. (2015). Konzervek készítéséhez használt összetevők. A konzervek és a kapcsolódó folyamatok teljes tanfolyamán (tizennegyedik kiadás). Helyreállítva a sciencedirect.com webhelyről.
- Qureshi, N. (2009). Jótékony biofilmek: szennyvíz és egyéb ipari alkalmazások. Az élelmiszer- és italipar biofilmeiben. Helyreállítva a sciencedirect.com webhelyről.