Адипиновая кислота

Адипиновая кислота

Адипиновая кислота
Адипиновая кислота

12.06.2014

Изучая состав продукта, описанный на его упаковке, в числе ингредиентов мы можем встретить и адипиновую кислоту. Что это за вещество и представляет ли оно угрозу для здоровья?

Адипиновая кислота является одним из регуляторов кислотности, позволяет продуктам дольше сохранять товарные качества, предохраняет от окисления, порчи.

Иногда её используют не только для продления срока годности продукта, но и придания ему кислого вкуса.

Широкое применение адипиновая кислота имеет в сфере производства безалкогольных напитков, жевательных резинок, сухих смесей для выпекания кексов, нередко она входит в состав начинок для пирожных и в состав желе.

Что представляет собою адипиновая кислота

Адипиновая кислота является одним из представителей карбоновых кислот. Другое название этого вещества – гександиовая кислота. Она представляет собою мелкие бесцветные кристаллы, кислые на вкус. В природе это вещество в небольшом количестве содержится в красной свёкле.

Для промышленных нужд адипиновую кислоту чаще всего получают путём двухэтапного каталитического окисления циклогексана. Кроме того, вещество нередко получают как результат взаимодействия циклогексана с азотной кислотой или озоном. Адипиновая кислота легко образует соли, обладающие высокой степенью растворения в воде.

Класс опасности адипиновой кислоты, согласно ГОСТу от 12.01.2005 г., – третий. Она считается малотоксичным веществом. Адипиновая кислота, кроме того, и горючее вещество. Она воспламеняется при 320 градусах, а при температуре около 410 градусов способна к самовоспламенению. Пыль кислоты взрывоопасна.

Применение адипиновой кислоты в пищевой промышленности

В качестве пищевой добавки адипиновую кислоту разрешено использовать в странах Евросоюза. Однако ввиду того, что действие этого вещества на человеческий организм полностью не изучено, некоторые страны наложили запрет на его применение в пищевой промышленности. В России эта пищевая добавка в числе запрещённых не числится, однако область её применения строго ограничена.

В Российской Федерации разрешено использовать адипиновую кислоту:

  • при производстве сухих ароматизированных десертов – в количестве не более 1 г на килограмм продукта;
  • в начинках и отделочных полуфабрикатах для выпечки – не более 2 г на килограмм продукта;
  • в желеобразных десертах – не более 6 г на килограмм;
  • в сухих смесях для приготовления напитков – не более 10 г на 1 килограмм сухой смеси.

Установлена относительно безопасная норма потребления адипиновой кислоты. Она не должна превышать 5 мг на 1 кг массы тела в сутки. Предельно допустимое содержание вещества в воде – 2 мг на 1 литр.

В воздухе, в расчёте на 1 кубический метр, может содержаться не более 4 мг этого вещества.

При большей концентрации кислота способна раздражать слизистые оболочки верхних дыхательных путей и глаз (при условии содержания в воздухе в виде аэрозолей или пыли).

После потребления кислоты с продуктами питания или напитками адипаты большей частью выводятся с мочой. Меньшая часть расщепляется в организме и выделяется с выдыхаемым воздухом.

Изучение воздействия этой кислоты на человеческий организм продолжается. Однако уже сейчас есть основания для убеждения в том, что потребление подобного вещества в больших количествах, чем 5 мг на 1 кг массы тела, может нанести серьёзный ущерб здоровью.

Применение адипиновой кислоты в других областях

В качестве пищевой добавки используется ничтожно малая доля производимой в мире адипиновой кислоты, а всего на планете ежегодно производится около 3 миллионов тонн этого вещества.

Большая часть кислоты, около 90%, применяется для производства синтетических полиамидных волокон (например, знаменитого нейлона) и полиуретанов. Полиамидные волокна отличаются высокой прочностью, гигроскопичностью, устойчивостью к истиранию. Их используют для производства тканей.

Полиуретаны недороги и обладают при этом прочностью и устойчивостью к воздействию агрессивных сред, благодаря чему часто используются как заменители металла, резины, каучука или пластика. Помимо широкого применения в приборо- и машиностроении, полиуретаны применяют для изготовления медицинских протезов.

Адипиновую кислоту используют при производстве диэфиров и красителей, инсектицидов, некоторых видов смазок. Кроме того, адипиновая кислота применяется при производстве пластмасс в качестве пластификатора. Это вещество широко используется в бумажно-картонном производстве, а также является необходимым компонентом многих чистящих средств.

Поскольку класс опасности адипиновой кислоты– третий (это означает малую токсичность и опасность для организма человека), то данное вещество включают как основной компонент в большинство средств для удаления накипи с различных бытовых приборов и кухонного оборудования.

Источник: https://selderey.net/pravilnoe-pitanie/adipinovaja-kislota.html

Синтез и свойства адипиновой кислоты

Адипиновая кислота

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Самарский государственный технический университет

Кафедра: «Органическая химия»

“СИНТЕЗ АДИПИНОВОЙ КИСЛОТЫ”

Курсовая работа

Выполнил:

Руководитель:

Самара, 2007 г.

1. Введение

1.1. Свойства адипиновой кислоты

1.2. Применение адипиновой кислоты

1.3. Синтез адипиновой кислоты

2. Литературный обзор. Методы получения дикарбоновых и поликарбоновых кислот

2.1. Карбоксилирование и алкоксикарбонилирование

2.2. Реакции конденсации

2.3. Реакции Михаэля

2.4. Окислительные методы

3. Методика эксперимента

4. Выводы

Список литературы

1.1. Свойства адипиновой кислоты

Адипиновая кислота (1,4-бутандикарбоновая кислота) НООС(СН2)4СООН, молекулярная масса 146,14; бесцветные кристаллы; т. пл. 153°С, т. кип. 265°С/100 мм рт. ст.; легко возгоняется; d418 =1,344; т. разложения 210-240°С; () = 4,54 (160°С), 2,64 (193 °С); ; , , . Растворимость в воде (г на 100 г): 1,44 (15°С), 5,12 (40°С), 34,1 (70°С). Растворимость в этаноле, в эфире – ограниченно.

Адипиновая кислота обладает всеми химическими свойствами, характерными для карбоновых кислот. Образует соли, большинство из которых растворимы в воде. Легко этерифицируется в моно- и диэфиры. С гликолями образует полиэфиры.

Соли и эфиры адипиновой кислоты называются адипинатами. При взаимодействии с NH3 и аминами адипиновая кислота дает аммонийные соли, которые при дегидратации превращаются в адипамиды.

С диаминами адипиновая кислота образует полиамиды, с NH3 в присутствии катализатора при 300-400 °С – адиподинитрил.

При нагревании адипиновой кислоты с уксусным ангидридом образуется линейный полиангидрид НО[—СО(СН2)4СОО—]nН, при перегонке которого при 210°С получается нестойкий циклический ангидрид (формула I), переходящий при 100°С опять в полимер. Выше 225 °С адипиновая кислота циклизуется в циклопентанон (II), который легче получается пиролизом адипината кальция.

В промышленности адипиновую кислоту получают главным образом двухстадийным окислением циклогексана.

На первой стадии (жидкофазное окисление воздухом при 142-145°С и 0,7 МПа) получают смесь циклогексанона и циклогексанола, разделяемую ректификацией. Циклогексанон используют для производства капролактама.

Циклогексанол окисляют 40-60%-ной HNO3 при 55°С (катализатор NH4VO3); выход адипиновой кислоты 95%.

Адипиновую кислоту можно получить также:

а) окислением циклогексана 50-70%-ной HNO3 при 100-200°С и 0,2-1,96 МПа или N2O4 при 50°С;

б) окислением циклогексена озоном или HNO3;

в) из ТГФ по схеме:

г) карбонилированием ТГФ в ангидрид адипиновой кислоты, из которого действием Н2О получают кислоту.

1.2. Применение адипиновой кислоты

Основная область применения адипиновой кислоты – производство полиамидных смол и полиамидных волокон, а эти рынки давно сформировались и испытывают жесткую конкуренцию со стороны полиэфира и полипропилена [1].

Увеличивается использование адипиновой кислоты в производстве полиуретанов. Сейчас темпы роста производства и потребления полиуретанов превышают темпы роста производства и потребления полиамидов, особенно полиамидных волокон.

К примеру, спрос наадипиновую кислоту со стороны западноевропейских продуцентов полиуретана постоянно повышается, и сегодня темпы его роста составляют примерно 12-15 % в год. Тем не менее, спрос на полиамид (нейлон) для производства пластмасс тоже возрастает, особенно в азиатском регионе.

Объясняется это тем, что для производства полиуретанов в странах АТР чаще используют простые полиэфиры, в синтезе которых не принимает участия адипиновая кислота, поэтому до 85 % адипиновой кислоты здесь используется в производстве полиамидов.

Эта особенность оказывает волновой эффект на спрос адипиновой кислоты в регионе, поэтому среднегодовые темпы прироста мирового спроса на этот продукт прогнозируются на уровне 3-3,5%.

В России собственное производство адипиновой кислоты пока отсутствует, хотя имеются весьма благоприятные для этого условия: развита сырьевая база (циклогексанол, циклогексанон, азотная кислота), имеются крупные потребители конечной продукции (пластификаторов, мономеров). Перспективная потребность в адипиновой кислоте для России оценивается величиной в несколько десятков тысяч тонн в год. В Российской Федерации адипиновая кислота используется для производства пластификаторов, полиамидов, фармацевтических препаратов, полиуретанов.

Итак, адипиновая кислота – стратегически и экономически важное сырье в производстве полигексаметиленадипинамида (~ 90% производимой кислоты), ее эфиров, полиуретанов; пищевая добавка (придает кислый вкус, в частности в производстве безалкогольных напитков).

То есть продукты на основе адипиновой кислоты находят широкое применение в производство полиамидов, пластификаторов, полиэфиров, полиэфирных смол для ПУ, ППУ, в промышленной переработке стекла, в радиоэлектронной и электротехнической промышленности, в производстве дезинфицирующих средств, в пищевой и химико-фармацевтической промышленности, в получении лаков и эмалей, растворителей, самоотверждающихся составов.

1.3. Синтез адипиновой кислоты

В 5-литровую круглодонную колбу, снабженную механической мешалкой, термометром и делительной воронкой емк. В 1л, помещают 2100г (16,6мол) 50%-ной азотной кислоты (удельный вес 1,32; в вытяжном шкафу). Кислоту нагревают почти до кипения и добавляют 1г ванадата аммония.

Пускают в ход мешалку и медленно через делительную воронку добавляют 500г (5мол) циклогексанола. Сперва добавляют 40-50 капель циклогексанола и реакционную смесь размешивают до начала реакции (4-5 мин), что становится заметным по выделению окислов азота (прим. 3).

Затем реакционную колбу помещают в баню со льдом, содержимое колбы охлаждают до тех пор, пока температура смеси не достигнет 55-600С. После этого как можно скорее прибавляют циклогексанол, поддерживая температуру в пределах, указанных выше.

К концу окисления (после того, как прибавлено 475г циклогексанола) ледяную баню удаляют; иногда колбу приходится даже нагревать для того, чтобы поддерживать необходимую температуру и чтобы избежать циклизации адипиновой кислоты.

Перемешивание продолжают еще час после прибавления всего количества циклогексанола. Затем смесь охлаждают до 0, адипиновую кислоту фильтруют с отсасыванием, промывают 500мл ледяной воды и сушат на воздухе в течение ночи. Выход белых кристаллов с т.пл. 146-1490 составляет 395-410г. Выпариванием маточных растворов можно получить еще 30-40г продукта с т.пл. 141-1440С (примечание 4).

Общий выход сырой адипиновой кислоты: 415-440г, или 58-60% теоретич. (прим. 6). Полученный продукт для большинства целей достаточно чист; однако более чистый продукт может быть получен перекристаллизацией сырой адипиновой кислоты из 700мл концентрированной азотной кислоты уд. веса 1,42. потери при очистке составляют около 5%.

Перекристаллизованная адипиновая кислота плавится при 151-1520 (примечания 6 и 7).

Примечания.

1. Имеется предположение не применять катализатора, если температуру реакционной смеси, после начала реакции, поддерживать при 85-900 (Хартман, частное сообщение).

2. Применялся технический циклогексанол, практически не содержащий фенола. Более 90% продукта кипело в пределах 158-1630.

3. Весьма важно, чтобы окисление началось до того, как будет прибавлено значительное количество циклогексанола, в противном случае реакция может стать бурной. Необходимо ваести реакцию в хорошо действующем вытяжном шкафу.

4. Азотнокислые маточные растворы содержат значительные количества адипиновой кислоты в смеси с глутаровой и янтарной кислотами. Оказалось, что разделение этих кислот кристаллизацией практически нецелесообразно.

Однако, если азотную кислоту удалить выпариванием, а оставшуюся смесь кислот этерифицировать этиловым спиртом,то можно получить смесь этиловых эфиров янтарной (т. кип. 121-1260/20мм), глутаровой (т. кип. 133-1380/20мм) и адипиновой т. кип. (142-1470/20мм) кислоты.

Эти сложные эфиры можно успешно разделить перегонкой.

5. Следующая видоизмененная пропись может дать лучший выход.

В 3-хлитровую колбу, снабженную мешалкой, обратным холодильником и капелоьной воронкой, укрепленными в асбестовых пробках, пропитанных жидким стеклом, помещают 1900мл 50%-ной азотной кислоты (1262мл азотной кислоты уд. веса 1,42, разбавленной до 1900мл) и 1г ванадата аммония.

Колбу помещают на водяную баню, нагретую до 50-600, и очень медленно, при работающей мешалке, прибавляют 357г (3,5мол.) технического циклогексанола таким образом, чтобы температура бани поддерживалась при 50-600. Эта операция продолжается 6-8ч.

Реакцию завершают нагреванием водяной бани до кипения, пока не прекратится выделение окислов азота (около 1 часа). Горячую реакционную смесь сливают с помощью сифона и дают ей охладиться. Выход сырой адипиновой кислоты: 372г (72% теоретич.).

Источник: http://MirZnanii.com/a/324892/sintez-i-svoystva-adipinovoy-kisloty

Адипиновая кислота

Адипиновая кислота
Адипиновая кислота

Ежегодно вырабатывается около 3 миллионов тонн адипиновой кислоты. Около 10% применяется в пищевой промышленности в Канаде, странах ЕС, в США и во многих странах СНГ.

Продукты богатые адипиновой кислотой:

Напитки безалкогольные Соки из концентратов Фруктовое желе промышленного производства Торты
Карамель Пирожные Печенье Желейные конфеты Жвачки Майонез

Адипиновая кислота, или как еще ее называют, гександиовая, – пищевая добавка Е 355, выполняющая роль стабилизатора (регулятора кислотности), подкислителя и разрыхлителя.

Адипиновая кислота имеет вид бесцветных кристаллов, обладающих кислым вкусом. Производится она химическим способом при взаимодействии циклогексана с азотной кислотой или азотом.

В настоящее время ведется детальное изучение всех свойств адипиновой кислоты. Установлено, что данное вещество – малотоксичное. На основании этого кислоту относят к третьему классу безопасности. Согласно Государственному Стандарту (от 12.01. 2005) адипиновая кислота обладает минимальным вредоносным воздействием на человека.

Известно, что адипиновая кислота положительно влияет на вкусовые качества готовой продукции. Оказывает влияние на физико-химические свойства теста, улучшает внешний вид готового изделия, его структуру.

Используется в пищевой промышленности:

  • для улучшения вкусовых качеств и физико-химических показателей готовой продукции;
  • для более длительного хранения продуктов, для защиты их от порчи, является антиоксидантом.

Кроме пищевой промышленности, адипиновая кислота применяется и в легкой промышленности. Ее используют для производства различных искусственных волокон, например, полиуретановых.

Производители нередко используют ее в бытовой химии. Эфиры адипиновой кислоты входят в состав косметики для ухода за кожей. Также адипиновая кислота применяется в качестве компонента для средств, предназначенных для удаления накипи и отложений в бытовом оборудовании.

Суточная потребность человека в адипиновой кислоте:

Адипиновая кислота в организме не вырабатывается, при этом она также не является необходимой составляющей для его функционирования. Предельно допустимая ежедневная дозировка кислоты – 5 мг на 1 кг веса. Максимально разрешенная дозировка кислоты в воде и напитках составляет не более 2 мг на 1 литр.

Потребность в адипиновой кислоте возрастает:

Адипиновая кислота не является для организма жизненно необходимым веществом. Применяется лишь для улучшения пищевых качеств и срока годности готовой продукции.

Потребность в адипиновой кислоте снижается:

  • в детском возрасте;
  • противопоказана при беременности и кормлении грудью;
  • в адаптационный период после перенесенной болезни.

Усвоение адипиновой кислоты

На сегодня влияние вещества на организм полностью не изучено. Считается, что употреблять в ограниченном количестве эту пищевую добавку можно.

Кислота полностью не усваивается организмом: небольшая часть этого вещества в нем расщепляется. Адипиновая кислота выводится из организма с мочой и с выдыхаемым воздухом.

Полезных свойств для организма человека пока не обнаружено. Адипиновая кислота оказывает положительное влияние только на сохранение продуктов питания, их вкусовые характеристики.

Факторы, влияющие на содержание адипиновой кислоты в организме

Адипиновая кислота попадает в наш организм вместе с продуктами питания, а также при использовании некоторых средств бытовой химии. На содержание кислоты также влияет сфера деятельности. Высокая концентрация вещества, попадая в дыхательные пути, способна раздражать слизистые оболочки.

Большое количество адипиновой кислоты может попасть в организм при производстве полиуретановых волокон.

Чтобы избежать негативных последствий для здоровья рекомендуется соблюдать на предприятии все необходимые меры предосторожности, придерживаться санитарных норм. Предельно допустимое значение содержания вещества в воздухе – 4 мг на 1 м3.

кислоты в организме можно узнать только, сдав соответствующие анализы. Однако одним из признаков избытка адипиновой кислоты может являться беспричинные (например, аллергические) раздражения слизистых оболочек глаз и дыхательной системы.

Признаков нехватки адипиновой кислоты не обнаружено.

Взаимодействие адипиновой кислоты с другими элементами:

Адипиновая кислота легко вступает в реакцию с другими микроэлементами. Например, вещество отлично растворяется и кристаллизуется в воде, различных спиртах.

При определенных условиях и объемах вещество взаимодействует с уксусной кислотой, углеводородом. В результате получаются эфиры, которые находят свое применение в различных отраслях жизни человека. Например, одно из таких эфирных веществ используют специально для усиления кислого вкуса в продуктах.

Адипиновая кислота в косметологии

Адипиновая кислота относится к антиоксидантам. задача её использования – снижение кислотности, защита содержащих её косметических товаров от порчи и окисления. Полученные эфиры адипиновой кислоты (диизопропиладипинат) нередко входят в состав кремов, предназначенных для нормализации состояния кожи.

Источник: https://edaplus.info/food-components/adipic-acid.html

Мое Здоровье
Добавить комментарий