丙烯酸
基本信息
- 中文名
丙烯酸
- 危险品运输号
UN 2218 8/PG 23
- 闪点
54℃
- 外观
无色液体、有刺激性气味
- 密度
1.051 g/cm³
研究简史
1843年，首先发现丙烯醛氧化生成丙烯酸。1931年，美国罗姆－哈斯公司开发成功氰乙醇水解制丙烯酸工艺,长时间是工业上唯一的生产方法。 1939年,德国人W.J.雷佩发明了乙炔羰化法制丙烯酸，1954年在美国建立了工业装置。与此同时还成功地开发了丙烯腈水解制丙烯酸工艺。自 1969年美国联合碳化物公司建成以丙烯氧化法制丙烯酸工业装置后，各国相继采用此法进行生产。近几年来，丙烯氧化法在催化剂和工艺方面进 行了许多改进，已成为生产丙烯酸的主要方法。4
理化性质
物理性质
名称 | 数据 |
|---|---|
相对蒸气密度（空气=1） | 2.45 |
饱和蒸气压（kPa） | 1.33（39.9℃） |
燃烧热（kJ/mol） | -1366.9 |
临界压力（MPa） | 5.66 |
辛醇/水分配系数 | 0.36 |
化学性质
1、易燃，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与氧化剂能发生强烈反应。若遇高热，可发生聚合反应，放出大量热量而引起容器破裂和爆炸事故。遇热、光、水分、过氧化物及铁质易自聚而引起爆炸。6
2、具有双键及羧基官能团的联合反应、可以发生加成反应、官能团反应以及酯交换反应、长制备多环和杂环化合物、易被氢还原为丙酸、遇碱能分解成甲酸和乙酸。
3、酸性较强。有腐蚀性。化学性质活泼。易聚合而成透明白色粉末 。还原时生成丙酸。与盐酸加成时生成2-氯丙酸。丙烯酸可发生羧酸的特征反应，与醇反应也可得到相应的酯类。丙烯酸及其酯类自身或与其他单体混合后，会发生聚合反应生成均聚物或共聚物。通常可与丙烯酸共聚的单体包括酰胺类、丙烯腈、含乙烯基 类、苯乙烯和丁二烯等。这类聚合物可用于生产各式塑料、涂层、粘合剂、弹性体、地板擦光剂及涂料。4
4、本品有较强的腐蚀性,中等毒性。其水溶液或高浓度蒸气会刺激皮肤和黏膜。大鼠口服LD50为590mg/kg。注意不得与丙烯酸溶液或蒸汽接触,操作时要佩戴好工作服和工作帽、防护眼镜和胶皮手套。生产设备应密闭。工作和贮存场所要具有良好的通风条件。
分子结构数据
名称 | 数据 |
|---|---|
摩尔折射率 | 17.23 |
摩尔体积（cm3/mol） | 67.7 |
等张比容（90.2K） | 162.3 |
表面张力（dyne/cm） | 32.8 |
极化率（10-24cm3） | 6.837 |
计算化学数据
名称 | 数据 |
|---|---|
疏水参数计算参考值（XlogP） | 0.3 |
氢键供体数量 | 1 |
氢键受体数量 | 2 |
可旋转化学键数量 | 1 |
拓扑分子极性表面积（TPSA） | 37.3 |
制备方法
1.丙烯腈水解法：丙烯腈先以硫酸水解生成丙烯酰胺的硫酸盐，再水解生成丙烯酸，副产硫酸氢铵。此法在美国罗姆-哈斯公司得到了很大发展。 第一步水解温度为90～100℃。向丙烯腈中加入稍稍过量的55%～85%的硫酸,1h后丙烯腈即完全转化;然后加水进行第 二次水解，并将反应温度提高到125～135℃；水解产物经减压蒸馏而得丙烯酸。此法实际上是早期氰乙醇法的发展。由于水解后生成的副产品酸性硫酸铵处理困难，原料丙烯腈的价格较贵，因而影响生产成本；
2.氰乙醇法：该法以氯乙醇和氰化钠为原料，反应生成氰乙醇，氰乙醇在硫酸存在下于175℃水解生成丙烯酸：若水解反应在甲醇中进行，则生成丙烯酸甲酯；
3. β -丙内酯法：此法原料为乙烯酮，故又称乙烯酮法，其反应如下：先将乙酸裂解为乙烯酮，然后与无水甲醛反应生成β-丙内酯；用作催化剂在140～180℃、2.5～25MPa下，丙内酯再与热 的100%磷酸接触，异构为丙烯酸。用β -丙内酯法生产丙烯酸，产品纯度高，收率亦较高，副产物和未反应物料能循环使用，并适于连续生产，但它需用乙酸为原料，特别是由于丙内酯被认为是一种致癌物质，故此法已不在工业上采用；