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在烴中及氣態(tài)下,湖南常德甲酸以通過(guò)以氫鍵結(jié)合的二聚體形態(tài)出現(xiàn)。在氣態(tài)下,氫鍵導(dǎo)致湖南常德甲酸氣體與理想氣體狀態(tài)方程之間存在較大的偏差。液態(tài)和固態(tài)的湖南常德甲酸由連續(xù)不斷的通過(guò)氫鍵結(jié)合的湖南常德甲酸分子組成。由于湖南常德甲酸的結(jié)構(gòu)特殊,它的一個(gè)氫原子和羧基直接相連。也可看做是一個(gè)羥基甲醛。
化學(xué)性質(zhì)
湖南常德甲酸的酸性
湖南常德甲酸是脂肪酸中 在羧基上連有氫原子的酸,氫原子斥電子力量遠(yuǎn)小于烴基,使羧基碳原子的電子密度比其他羧酸低,又因共軛效應(yīng)、羧基氧原子上的電子更偏向碳,所以湖南常德甲酸的酸性,強(qiáng)于同系列中的其他羧酸。湖南常德甲酸具有與大多數(shù)其他羧酸相同的性質(zhì),在通常情況下湖南常德甲酸不會(huì)生成酰氯或者酸酐。湖南常德甲酸在水溶液中是一元弱酸,酸度系數(shù)(pKa)=3.75(at 20℃),1%湖南常德甲酸溶液pH值為2.2。
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湖南常德甲酸是一種有機(jī)物,化學(xué)式為HCOOH,分子量46.03,俗名蟻酸,是簡(jiǎn)單的羧酸。為無(wú)色而有刺激性氣味的液體。湖南常德甲酸屬于弱電解質(zhì),但其水溶液中弱酸性且腐蝕性強(qiáng),能刺激皮膚起泡。通常存在于蜂類、某些蟻類和毛蟲(chóng)的分泌物中。是有機(jī)化工原料,也用作消毒劑和防腐劑。
湖南常德甲酸早期由J. -L. 蓋-呂薩克用草酸分解制得。1855~1856年,M. 貝特洛用氫氧化鈉與一氧化碳直接制得湖南常德甲酸鈉,T. 戈德-施密特 用水解的方法從湖南常德甲酸鈉制得湖南常德甲酸。此法于1896年在歐洲開(kāi)始用于工業(yè)生產(chǎn),至今小批量生產(chǎn)仍用此法。,并已有年產(chǎn)湖南常德甲酸20千噸的工廠投產(chǎn)。此外,湖南常德甲酸也可由輕質(zhì)油氧化制醋酸的副產(chǎn)物中回收獲得。
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工業(yè)制法
1、湖南常德甲酸鈉法:一氧化碳和氫氧化鈉溶液在160-200 ℃和2 MPa壓力下反應(yīng)生成湖南常德甲酸鈉,然后經(jīng)硫酸酸解、蒸餾即得成品。
2、甲醇羰基合成法(又稱湖南常德甲酸甲酯法):甲醇和一氧化碳在催化劑甲醇鈉存在下反應(yīng),生成湖南常德甲酸甲酯,然后再經(jīng)水解生成湖南常德甲酸和甲醇。甲醇可循環(huán)送入湖南常德甲酸甲酯反應(yīng)器,湖南常德甲酸再經(jīng)精餾即可得到不同規(guī)格的產(chǎn)品。
3、甲酰胺法:一氧化碳和氨在甲醇溶液中反應(yīng)生成甲酰胺,再在硫酸存在下水解得湖南常德甲酸,同時(shí)副產(chǎn)硫酸銨。原料消耗定額:甲醇31 kg/t、一氧化碳702 kg/t、氨314 kg/t、硫酸1010 kg/t。
4、以湖南常德甲酸鈉與濃硫酸作用制得工業(yè)級(jí)湖南常德甲酸,然后可用活性炭吸附后減壓蒸餾以制得純品。
5、二氧化碳法:在鈀絡(luò)合物催化下,在三乙胺水溶液中,二氧化碳與氫氣于140~160 ℃反應(yīng)而得。
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