Адипиновая кислота

Адипи́новая кислота́ (гександио́вая кислота) ${\displaystyle {\ce {HOOC(CH2)4COOH}}}$ — двухосновная предельная карбоновая кислота. Обладает всеми химическими свойствами, характерными для карбоновых кислот.

Адипиновая кислота
Общие
Систематическое наименование	гександиовая кислота
Традиционные названия	адипиновая кислота, 1,4-бутандикарбоновая кислота
Хим. формула	C6H10O4
Рац. формула	HO2C(CH2)4CO2H
Физические свойства
Состояние	кристаллическое
Молярная масса	146,14 г/моль
Плотность	1,36 г/см³
Динамическая вязкость	4,54 МПа·с (160 °C)
Термические свойства
Температура
• плавления	153 °C
• кипения	265 (при 100 мм рт. ст.) °C
• разложения	210-240 °C
Энтальпия
• сгорания	−2800 кДж/моль
• плавления	16,7 кДж/моль
• кипения	18,7[уточнить]
Химические свойства
Константа диссоциации кислоты ${\displaystyle pK_{a}}$	K1 3,7⋅10−5; K2 0,53⋅10−5
Растворимость
• в воде	1,44 г/100 г (15 °C); 5,12 г/100 г (40 °C); 34,1 г/100 г (70 °C)
Структура
Дипольный момент	13,47⋅10−30 Кл·м
Классификация
Рег. номер CAS	124-04-9
PubChem	196
Рег. номер EINECS	204-673-3
SMILES	C(CCC(=O)O)CC(=O)O
InChI	InChI=1S/C6H10O4/c7-5(8)3-1-2-4-6(9)10/h1-4H2,(H,7,8)(H,9,10) WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N
Кодекс Алиментариус	E355
RTECS	AU8400000
ChEBI	30832
ChemSpider	191
Безопасность
NFPA 704	1 2 0
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

Образует соли, большинство из которых растворимо в воде.

Легко этерифицируется в моно- и диэфиры. С гликолями образует полиэфиры. Соли и эфиры адипиновой кислоты называются адипинаты.

При взаимодействии с NH₃ и аминами даёт аммонийные соли, при дегидратации превращающиеся в адипамиды. С диаминами образует полиамиды, с NH₃ в присутствии катализатора при 500—600 °C — адиподинитрил.

Получение

Промышленное получение

В промышленности адипиновую кислоту получают главным образом двухстадийным окислением циклогексана. На первой стадии (жидкофазное окисление воздухом при 142—145 °C и 0,7 МПа) получают смесь циклогексанона и циклогексанола:

${\displaystyle {\ce {2C6H12->[{\ce {3/2O2,\ t,\ p,\ kat:\ Co(C17H35COO)2}}][{\ce {-H_{2}O}}]C6H11OH\ +C6H10O,}}}$

которая разделяется ректификацией.

Циклогексанон используют для производства капролактама.

Циклогексанол окисляют 40—60 %-ной ${\displaystyle {\ce {HNO3}}}$ при 55 °C (катализатор — метаванадат аммония ${\displaystyle {\ce {NH4VO3}}}$); выход адипиновой кислоты при этом способе производства составляет ~95 %:

${\displaystyle {\ce {C6H11OH\ +2O2->[{\ce {HNO3,\ kat:\ NH4VO3}}][{\ce {-H_{2}O}}]HOOC(CH2)4COOH}}}$.

Перспективным способом производства адипиновой кислоты является гидрокарбонилирование бутадиена.

Лабораторные методики синтеза

Адипиновую кислоту с неплохим выходом можно получить, окисляя циклогексанол или циклогексанон оксидом хрома (VI), дихроматом калия или дихроматом натрия в присутствии серной кислоты:

${\displaystyle {\ce {3C6H11OH + 8 CrO3 + 12 H2SO4 ->}}}$

${\displaystyle {\ce {-> 3 HOOC-(CH2)4-COOH + 4 Cr2(SO4)3 + 15 H2O,}}}$

${\displaystyle {\ce {3 C6H11OH + 4 K2Cr2O7 + 16 H2SO4 ->}}}$

${\displaystyle {\ce {-> 3 HOOC-(CH2)4-COOH + 4 Cr2(SO4)3 + 4 K2SO4 + 19 H2O}}}$.

Органическое вещество следует приливать к окислителю по каплям, поскольку при этой реакции выделяется много тепла.

Другие возможные способы получения

Адипиновую кислоту можно получить также следующими способами:

• Окислением циклогексана 50—70 %-ной ${\displaystyle {\ce {HNO3}}}$ при 100—200 °C и давлении 0,2—1,96 МПа или тетраоксидом азота ${\displaystyle {\ce {N2O4}}}$ при 50 °C:

${\displaystyle {\ce {C6H12 + 2,5 O2 ->[t,\ {\ce {HNO3/N2O4}}] COOH(CH2)4COOH + H2O}}}$.

• Окислением циклогексанона озоном или HNO₃:

${\displaystyle {\ce {C6H10O ->[{\ce {O3/HNO3}}] COOH(CH2)4COOH}}}$.

• Из тетрагидрофурана по схеме:

• Карбонилированием тетрагидрофурана в ангидрид адипиновой кислоты, из которого взаимодействием с водой получают кислоту, в качестве катализатора используется тетракарбонил никеля:

${\displaystyle {\ce {(CH2)4O\ +2CO\ +H2O->[t,\ p,\ {\ce {Ni(CO)4}}]COOH(CH2)4COOH}}}$.

Применение

Адипиновая кислота — сырьё в производстве полигексаметиленадипинамида (~90 % всей производимой кислоты), её эфиров, полиуретанов

Используется в качестве пищевой добавки E355 для придания кислого вкуса пищевым продуктам (в частности, в производстве безалкогольных напитков).

Является основным компонентом различных средств для химического удаления накипи.

Мировое производство

Мировое производство адипиновой кислоты — свыше 2,6 млн т/год (по состоянию на 2012 год)^[1].

См. также

• Кислоты
• Пищевые добавки