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在烃中及气态下,抚顺望花甲酸以通过以氢键结合的二聚体形态出现。在气态下,氢键导致抚顺望花甲酸气体与理想气体状态方程之间存在较大的偏差。液态和固态的抚顺望花甲酸由连续不断的通过氢键结合的抚顺望花甲酸分子组成。由于抚顺望花甲酸的结构特殊,它的一个氢原子和羧基直接相连。也可看做是一个羟基甲醛。
化学性质
抚顺望花甲酸的酸性
抚顺望花甲酸是脂肪酸中 在羧基上连有氢原子的酸,氢原子斥电子力量远小于烃基,使羧基碳原子的电子密度比其他羧酸低,又因共轭效应、羧基氧原子上的电子更偏向碳,所以抚顺望花甲酸的酸性,强于同系列中的其他羧酸。抚顺望花甲酸具有与大多数其他羧酸相同的性质,在通常情况下抚顺望花甲酸不会生成酰氯或者酸酐。抚顺望花甲酸在水溶液中是一元弱酸,酸度系数(pKa)=3.75(at 20℃),1%抚顺望花甲酸溶液pH值为2.2。
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抚顺望花甲酸甲酯水解法工艺过程为:(1)甲醇与CO羰基化合成抚顺望花甲酸甲酯;(2)抚顺望花甲酸甲酯水解生成抚顺望花甲酸和甲醇,甲醇循环使用。依工艺的不同特点,该法又可分为Kemira-Leonard工艺、
Bethlechem Stell工艺、BASF工艺和USSR工艺。这四种水解工艺各有所长,以Kemira-Leonard工艺投资更省,工艺过程更为经济合理。
在新技术路线开发方面,其主要研发路线有:
(1)抚顺望花甲酸前体-抚顺望花甲酸甲酯制备技术,此领域有甲醇催化脱氢法、甲醇氧化脱氢法、CO2与甲醇加氢缩合法、合成气直接合成法等,其中,甲醇羰基化制抚顺望花甲酸甲酯工艺和甲醇催化脱氢制抚顺望花甲酸甲酯工艺近年来国内外研究较多,有一定工业化应用前景。
(2)甲醛一步法直接氧化催化生成抚顺望花甲酸。BIC开发的这项技术采用V-Ti-O催化剂,温度范围约为100~140℃,抚顺望花甲酸初始选择性可达到约96%~98%,催化剂产出率达到70g抚顺望花甲酸/L·h,
该法已进行了实验室实验和中试。
(3)CO2直接加氢制取抚顺望花甲酸。这项技术从90年代中期开始,采用钌系催化剂,在20.5MPa、50℃和三乙胺 存在下合成抚顺望花甲酸。从环保角度来看,这一路线具有一定开发意义,但离工业化还有
较长的距离,仍然处于基础探索阶段。
抚顺望花甲酸酸性所体现的性质:
与碱反应
抚顺望花甲酸具有酸的性质,因此可以和碱发生中和反应,生成抚顺望花甲酸盐和水。
抚顺望花甲酸与氨水反应:HCOOH+NH3·H2O = =HCOONH4+H2O
抚顺望花甲酸与氢氧化钠:HCOOH+NaOH = HCOONa+H2O
抚顺望花甲酸与氢氧化铜:2HCOOH+Cu(OH)2 = Cu(HCOO)2+2H2O
抚顺望花甲酸与氢氧化钙:2HCOOH+Ca(OH)2 = Ca(HCOO)2+2H2O
与盐反应
抚顺望花甲酸也可以与部分盐发生反应。
抚顺望花甲酸与碳酸钠:2HCOOH+Na2CO3 = 2HCOONa+H2O+CO2↑
抚顺望花甲酸与碳酸钙:2HCOOH+CaCO3 = Ca(HCOO)2+H2O+CO2↑
与金属反应
由于弱酸的性质,对于许多金属,抚顺望花甲酸是有腐蚀性的,例如镁和锌,反应生成氢气和金属抚顺望花甲酸盐。
抚顺望花甲酸与钠反应:2HCOOH+2Na = 2HCOONa+H2↑
抚顺望花甲酸与锌反应:2HCOOH+Zn = Zn(COOH)2+H2↑
抚顺望花甲酸与镁反应:2HCOOH+Mg = Mg(COOH)2+H2↑