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马来酸酐

  • WinID:02WV
  • 中文名称:马来酸酐
  • 英文名称:Maleic anhydride
  • 别名名称:顺丁烯二酸酐 顺酐 2,5-呋喃二酮 (Z)-丁烯二酸酐 基钾黄药 失水苹果酸酐
  • 更多别名:(Z)-Butenedioic anhydrides 2,5-Furandione Toxilic anhydride
  • 分 子 式:C4H2O3
  • 分 子 量:98.06

编号系统

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CAS号:108-31-6

MDL号:MFCD00005518

EINECS号:203-571-6

RTECS号:ON3675000

BRN号:106909

PubChem号:24897084

物性数据

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1.      性状:白色斜方针状结晶,有强烈的刺激性气味。

2.      密度(g/mL,60℃):1.484

3.      相对蒸汽密度(g/mL,空气=1):3.38

4.      熔点(ºC):52.8

5.      沸点(ºC,常压):202,63.4ºC(0.67kpa)

6.      沸点(ºC,1.33 kPa):78.7

7.      相对密度(20℃,4℃):1.31460

8.      闪点(ºC):103.3

9.      相对密度(25℃,4℃):1.2593100

10.   自燃点或引燃温度(ºC): 447

11.   蒸气压(mmHg, 20ºC):0.02

12.   气相标准燃烧热(焓)(kJ·mol-1):-1461.5

13.   燃烧热(KJ/mol):1390

14.   晶相相标准燃烧热(焓)(kJ·mol-1):-1390.0

15.   晶相标准声称热(焓)( kJ·mol-1):-469.8

16.   晶相标准热熔(J·mol-1·K-1):119

17.   爆炸上限(%,V/V):7.1

18.   爆炸下限(%,V/V):1.4

19.   溶解性:溶于水、丙酮、苯、氯仿等多数有机溶剂。

20.   凝固点(ºC):52.8

21.   气相标准声称热(焓)( kJ·mol-1) :-398.3

22.   气相标准熵(J·mol-1·K-1) :300.8

23.   气相标准生成自由能( kJ·mol-1):-350.50

24.    折射率(n20D):1.515

毒理学数据

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1、急性毒性:大鼠经口LD50:400mg/kg

                              兔经皮LD50:2620mg/kg

2、刺激数据:皮肤-兔子 500 毫克/24小时 轻度; 眼睛-兔子 1%/2分 重度。

3、能刺激皮肤及黏膜。当人体接触高温液体时,其刺激性更为严重,能造成皮肤灼烧至伤,结膜、角膜红肿,严重时导致视力减退甚至失明。对大鼠经口LD50为400mg/kg。小鼠经口LC50为60~465mg/kg。在空气中最高允许浓度0.25mg/L

生态学数据

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其他毒害作用:空气中嗅觉阈浓度: 0.325-0.425ppm

分子结构数据

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1、   摩尔折射率:19.91

2、   摩尔体积(cm3/mol):66.0

3、   等张比容(90.2K):178.8

4、   表面张力(dyne/cm):53.7

5、   介电常数:

6、   偶极距(10-24cm3):

7、   极化率:7.89

计算化学数据

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1.疏水参数计算参考值(XlogP):-0.1

2.氢键供体数量:0

3.氢键受体数量:3

4.可旋转化学键数量:0

5.互变异构体数量:无

6.拓扑分子极性表面积43.4

7.重原子数量:7

8.表面电荷:0

9.复杂度:129

10.同位素原子数量:0

11.确定原子立构中心数量:0

12.不确定原子立构中心数量:0

13.确定化学键立构中心数量:0

14.不确定化学键立构中心数量:0

15.共价键单元数量:1

性质与稳定性

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1.避免接触潮湿空气。避免与强氧化剂、强还原剂、强酸、强碱、碱金属、水接触。

斜方晶系无色针状或片状结晶体。溶于水生成顺丁烯二酸。溶于乙醇并生成酯。

溶于乙醇、乙醚等多种有机溶剂,难溶于石油醚和四氯化碳。与热水作用生成顺丁烯二酸。易于烯类单体进行共聚反应;也可进行均聚。与二元醇反应生成线型不饱和聚酯,与三氧化硫反应生成磺化顺丁烯二酸酐。可燃。有毒,溅及皮肤时要用大量清水冲洗。生产设备要密闭,操作人员要穿戴好防护用具。

2.本品有毒。其毒性比顺酸大,能刺激皮肤及黏膜。当人体接触高温液体时,其刺激性更为严重,能造成皮肤灼烧至伤,结膜、角膜红肿,严重时导致视力减退甚至失明。对大鼠经服LD50为
400mg/kg。小鼠经口LD5060~465mg/kg。在空气中最高容许浓度0.25*10-6。当溅及皮肤时要用大量清水冲洗。生产设备要密闭,操作人员要穿戴好防护用具。

3. 存在于烟气中。

4. 强烈的刺激性,引起烧伤,吸入可引起肺水肿。
 

贮存方法

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1.储存于阴凉、干燥、通风良好的库房。远离火种、热源。保持容器密封。应与氧化剂、还原剂、酸类、食用化学品分开存放,切忌混储。配备相应品种和数量的消防器材。储区应备有合适的材料收容泄漏物。
避免日光暴晒,防止受潮。贮存期3个月。
2.用内衬塑料袋,外套编织袋包装,净重25kg、50kg;也可用内衬塑料袋,外装铁桶或木桶包装,净重50kg。防止雨淋和日晒。贮存期为3个月。

合成方法

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1.顺酐的主要生产方法有苯氧化法、丁烯氧化法和正丁烷氧化法,但仍以苯氧化法为主。1.苯氧化法苯在V-Mo-P系催化剂作用下,在固定床中发生氧化反应,生成顺丁烯二酸酐,反应温度为365℃(反应床层也可用沸腾床,但消耗高)。然后用水吸收生成顺丁烯二酸,再经共沸脱水和精馏,刮片得到成品。2.丁烷(或丁烯)氧化法丁烷(或丁烯)在V-Mo催化剂作用下,经空气或氧气氧化生成顺酐,反应温度350-400℃。然后再经水吸收,脱水和精制得到成品。
(1)苯氧化法    反应器在V、MO、Ti、P系催化剂存在下空气氧化成顺丁烯二酸酐,用水吸收为顺丁烯二酸水溶液,然后用二甲苯进行共沸蒸馏脱水得顺酐,最后减压精馏得成品。
1、氧化   氧化反应器为直径1500mm、总高17500mm的沸腾床,装入微球形钒-钼催化剂2000kg。开车前先以热空气将沸腾床内催化剂层升温到350℃活化数小时。随后将冷空气以每小时150kg的流量喷入催化剂层,控制反应温度约为360℃,反应气体经沸腾床顶部分离去催化剂后输到吸收系统。氧化率约45%。
2、水吸收  反应气体经过喷水文氏管骤冷,再进入直径1400mm、高7000mm的水循球喷淋吸收塔,反应气体中的顺丁烯二酸酐蒸气被水吸收,成为含量约30%的顺丁烯二酸溶液。
3、共沸脱水、精馏    在共沸脱水塔的塔釜内先加混合二甲苯3000kg加热至温高于136℃,釜内二甲苯沸腾,此时将30%的顺丁烯二酸溶液自塔中部送入,每小时流量约为350kg,酸溶液中的水与二甲苯形成共沸物自顶部蒸出,顺丁烯二酸失水成酐后溶于二甲苯中,下流至塔釜内。待送入酸液总量达6000kg时,釜内二甲苯中的顺丁烯二酸酐含量约为30%,此溶液输至减压精馏釜,先在釜温100℃、塔顶温110℃、真空度93.3kpa的条件下业精馏得顺丁烯二酸酐。水吸收至精馏的收率为90%
    部收率40%。该法每吨顺酐消耗苯2000kg、二甲苯140kg。

(2)苯氧化法-联合法   预热的苯和空气的混合物被送入列管式固定床反应器内和催化剂接触进行反应,反应生成气经过两个气体冷却器冷至150℃左右,再进入部分冷凝器被水冷却至比顺丁烯二酸酐熔点稍高的温度(60℃),约有50%-60%的顺丁烯二酸酐冷凝为液态,剩余的40%-50%顺丁烯二酸酐用稀顺丁烯二酸液吸收成40%顺丁烯二酸溶液。经薄膜蒸发器脱水成100%顺丁烯二酸溶液,再进入脱水器脱水成粗酐,最后经连续真空精馏塔精制得顺丁烯二酸酐成品。
 
(3)C4烯烃法    该法是以混合C4馏分中的有效成分正丁烯、丁二烯等为原料,和空气(或氧气)在V2O5-P2O5系催化剂作用下经气相氧化反应生成顺酐,其中正丁烯在反应过程中先脱氢生成丁二烯,再氧化生成顺酐。工艺过程为:C4馏分与空气混合后进入流化床氧化反应器,与反应器中催化剂接触生成顺酐。反应热由通水的冷却盘管除去并产生高压蒸汽。温度为400-500℃,反应之后气体中的顺酐经吸收塔得马来酸溶液,而后进行浓缩脱水,最后经简单蒸馏即得产品。

(4)正丁烷氧化法    正丁烷氧化工艺是以正丁烷为原料,在V2O5-P2O5系催化剂作用下发生气相氧化反应生成顺酐。副反应除生成一氧化碳、二氧化碳和水外,还生成醛、酮、酸等化合物。根据水同公开发表的工艺技术,也分固定床法和流化床法。
固定床法(如Halcon/SD法)的工艺过程如下:空气经过滤器过滤后,压缩到所需的反应压力;丁烷在汽化器中汽化,经过热后与压缩空气混合,一起送入反应器,用循环熔盐除去反应热。反应气经冷却与软水进行热交换,冷却至高于顺酐熔点,约有50%的顺酐凝析出来,并进入精酐贮槽,再泵送入精制工序进行精制。分离器顶部出来的尾气通入洗涤,未冷凝的顺酐全部转化为顺丁烯二酸,经贮槽再送入脱水塔脱水,最后送入精制塔精制得到产品顺酐。
(5)苯酐副产品法    由邻二甲苯生产苯酐时,可以副产得到一定数量的顺酐产品,其产量约为苯酐产量的5%。在苯酐生产中,反应尾气经洗涤塔除去有机物后排放到大气中,洗涤液为顺酐和少量的苯甲酸、苯二甲酸等杂质,经浓缩精制和加热脱水后得到顺酐产品。
 4.使苹果酸脱水即成马来酸酐,然后用三氯甲烷重结晶进行精制:

用途

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1.主要用于生产不饱和聚酯树脂、醇酸树脂、农药马拉硫磷、高效低毒农药4049、长效碘胺的原料。也是涂料、马来松香、聚马来酐、顺酐-苯乙烯共聚物。也是生产油墨助剂、造纸助剂、增塑剂和酒石酸、富马酸、四氢呋喃等的有机化工原料。用作环氧树脂的固化,在有机合成中可用于制造丁二酸、丁二酸酐等。在医药工业中用作制造长效磺胺等药物。食品工业中用于制造酸味剂苹果酸及酒石酸等。
本品用作环氧树脂的固化剂。本品是重要的基本有机原料之一,主要用于制不饱和聚酯树脂、醇酸树脂、尼龙-4等,也是生产纸张处理剂、胶黏剂、油墨、油漆、杀菌剂、除草剂、杀虫剂、植物生长调节剂的主要原料。
2.测定具有共轭双键有机化合物的试剂。也用于合成树脂、涂料、农药、医药、食品、及润滑油添加剂等。
3.用于有机合成,合成纤维中间体。用作分析试剂,如测定具有共轭双键有机化合物的试剂。
4.用作环氧树脂的固化剂,参考用量19~27质量份,因反应性和挥发性大,不宜单独使用,多与他酸酐或增韧剂(如均苯四酸二酐)混熔使用。固化条件160~200℃/(2~4h)。也可用于与EVA和PE共混物接枝,制备热熔胶新型聚合物,提高黏合力。还可用作生产丙烯酸酯乳液的改性单体及与SBS接枝。在有机合成中可用于制造丁二酸、丁二酸酐、γ-丁内酯、四氢呋喃、丁二酰亚胺、丁二酰氯、不饱和聚酯树脂、顺丁烯二酸二丁酯(增塑剂)等产品。农药工业中用于制造马拉硫磷、马来酰肼及杀菌剂、除草剂等。在医药工业中用于制造长效磺胺、氨茶碱等药物。食品工业中用于制造酸味剂苹果酸及酒石酸等。还用作造纸施胶剂、润滑油降凝剂、水质稳定剂、油墨添加剂、织物柔软整理剂及用于制造表面活性剂等。

安全信息

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危险运输编码:UN 2215 8/PG 3

危险品标志: 易燃腐蚀

安全标识:S22 S26 S45 S36/S37/S39

危险标识:R22 R34 R42/43

表征图谱

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  1. 马来酸酐质谱(MS)
    马来酸酐质谱(MS)
  2. 马来酸酐核磁图(13CNMR)
    马来酸酐核磁图(<sup>13</sup>CNMR)
  3. 马来酸酐核磁图(1HNMR)
    马来酸酐核磁图(<sup>1</sup>HNMR)
  4. 马来酸酐红外图谱(IR1)
    马来酸酐红外图谱(IR1)
  5. 马来酸酐红外图谱(IR2)
    马来酸酐红外图谱(IR2)
  6. 马来酸酐Raman光谱
    马来酸酐Raman光谱