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癸二酸又稱辛-1,8- 二甲酸、皮脂酸,天然存在于蓖麻油中。白色葉片狀結晶,或晶體粉末。相對分子質量202.25。相對密度1.2705、 1.207(25℃)。熔點134.5℃。沸點352.3℃(分解)、 295℃(13.33×103Pa)、273℃(6.67×103Pa)、 243.5℃(2.00×103Pa)、232℃(1.33×103Pa)。折射率1.422(133℃)。難溶于冷水(20℃時0.1、 35℃時0.16)。在100℃的熱水中為2.0,易溶于甲醇、乙醇、乙醚,不溶于苯。本品為直鏈二元羧酸,與其他脂肪酸一樣,也有酰胺化、成鹽化、酯化的能力。用作尼龍6和尼龍66的原料,也可用于制造耐寒增塑劑、醇酸樹脂、香料、化妝品、表面活性劑等。由蓖麻酸為原料,加壓下與氫氧化鈉反應制得。小鼠腹腔注射LD50500mg/kg。
癸二酸的化學式HOOC(CH2)8COOH。分子量202.24。純品為白色鱗片狀結晶,工業(yè)品略帶淺黃色,熔點134.5℃,沸點294.5℃(13. 3kPa)、273℃(6650Pa),加熱至熔點慢慢升華,相對密度1.207,折光率1.422134。K1=2.6×10-5,K2=2.6×10-6。水溶液對甲基橙顯中性。易溶于醇類、酯類和酮類,溶于醚,微溶于水。1g溶于700ml水,60ml沸水。制法:蓖麻油或蓖麻油酸與氫氧化鈉共熱制得,或由臭氧化十一碳烯酸而得。用途:作增塑劑、氣相色譜減尾劑,合成樹脂和合成纖維,分離分析脂肪酸。
【主要用途】
用作增塑劑的原料,如癸二酸二辛酯(DOS)、癸二酸二丁酯(DBS)、癸二酸二甲酯(DMS)、癸二酸二乙酯(DES)等二酯類,揮發(fā)性低、耐遷移性及電特性優(yōu)良,尤其是耐寒性更好,廣泛用作尼龍樹脂、潤滑油、電線外皮、薄膜等的增塑劑;DBS無嗅、無味、耐寒,較聚氯乙烯更容易加工,被FDA認可為食品包裝材料;用作化妝品、醫(yī)藥、香料等的原料;聚乙烯改質劑;粉體涂料的交聯(lián)劑,可以獲表面非常光澤的涂膜,現(xiàn)在已取代其他交聯(lián)劑;也用作表面活性劑及增強聚酯樹脂的原料。
工業(yè)上常用蓖麻油的堿性裂解法制癸二酸。蓖麻油首先皂化,形成蓖麻油酸鈉鹽,繼而在高溫下與氫氧化鈉進行裂解反應,即形成癸二酸鈉鹽。癸二酸也可由己二酸單酯的電解偶聯(lián)和環(huán)癸烷、環(huán)癸醇的硝酸氧化法制取。
癸二酸的主要用途是制造醇酸樹脂、聚酯樹脂和聚氨酯樹脂,從它們可以制造油漆、薄膜或機械零件。癸二酸與癸二胺縮聚(見縮合聚合),可制造耐綸1010,廣泛用于軍用的織網(wǎng)和其他篩網(wǎng),可代替銅絲網(wǎng)。癸二酸與己二胺縮聚,可制得耐綸610,可制成電器零件、絕緣漆等。癸二酸與具有支鏈的醇形成的酯是人造潤滑油的主要成分。癸二酸與一元醇形成的酯是聚氯乙烯塑料的增塑劑。癸二酸也可用于香料工業(yè)。
癸二酸用途廣泛,主要用來制取癸二酸的酯類,如癸二酸二辛酯可作塑料、耐寒橡膠的增塑劑,也可用于制取聚酰胺、聚氨酯、醇酸樹脂、合成潤滑油、潤滑油添加劑。環(huán)氧樹脂固化劑聚癸二酸酐,以及香料、涂料、化妝品等。
【工業(yè)制法】
癸二酸最早是用蓖麻油加堿干餾獲得,以后發(fā)展了合成方法,目前正在開發(fā)石油正構烷烴發(fā)酵(見發(fā)酵過程)制癸二酸的新路線?,F(xiàn)工業(yè)上普遍采用的蓖麻油堿解法是在反應釜內,蓖麻油與堿液在100℃下發(fā)生皂化反應生成蓖麻油酸鈉和甘油。將蓖麻油酸鈉分離出并加入硫酸生成蓖麻油酸,再與堿進行堿解反應,反應溫度260~280℃,采用低壓或高壓。反應生成癸二酸雙鈉鹽和2-辛醇及氫。最后經(jīng)硫酸中和、脫色、結晶、干燥獲得純品,總收率在40%以上。癸二酸的另一種生產(chǎn)方法是日本旭化成工業(yè)公司開發(fā)的己二酸電解氧化法,與蓖麻油堿解法相比成本較高,故未大規(guī)模生產(chǎn)。
①以蓖麻油為原料,將其中的蓖麻醇酸分離出來,與苛性鈉在加壓及280~300℃ 下進行堿熔,加熱反應10h,可制得癸二酸的鈉鹽,同時副產(chǎn)2-辛醇。將鈉鹽溶于水,加入硫酸中和,脫色后,將溶液冷卻,析出癸二酸,用冷水洗,最后重結晶。
CH3(CH2)5CH(OH)CH2CH=CH(CH2)7COOH+
2NaOH→CH3(CH2)5CH(OH)CH3+ NaOOC(CH2)8COONa+H2
NaOOC(CH2)3COONa+H2SO4→ [1]+Na2SO4
② 以肥酸(己二酸)為原料合成。己二酸與甲醇進行酯化反應,生成己二酸二甲酯,采用離子交換膜進行電解氧化成二聚物,即癸二酸二甲酯,再與氫氧化鈉反應,生成二鈉鹽,再用鹽酸(或硫酸)中和,可制得癸二酸。