Применение пропионовая кислота: Получение пропионовой кислоты и использования в производстве

Пропионовая кислота | это… Что такое Пропионовая кислота?

Пропио́новая кислота́ (пропановая кислота, метилуксусная кислота, консервант E280) — бесцветная едкая жидкость с резким запахом. Пропионовая кислота (с греческого «protos» — первый, «pion» — жир;) названа так, потому что она является наименьшей H(CH2)nCOOH кислотой, проявляющей свойства жирных кислот. Химическая формула С2Н5-СООН.

Содержание

  • 1 Физические и химические свойства
  • 2 История
  • 3 Получение
  • 4 Производные
  • 5 Применение
  • 6 Безопасность
  • 7 Литература

Физические и химические свойства

Температура самовоспламенения 440 °C.

Смешивается с водой и органическими растворителями.

По химическим свойствам — типичный представитель насыщеных карбоновых кислот; образует эфиры, амиды, галогенангидриды и т. д.

История

Пропионовая кислота впервые была описана в 1844 году Йоханом Готлибом (Johann Gottlieb), который нашёл ее среди продуктов разложения сахара. В течение следующих нескольких лет, другие химики получали пропионовую кислоту различными способами, не осознавая, что они получали одно и то же вещество. В 1847 году, французский химик Жан-Батист Дюма (Jean-Baptiste Dumas) установил, что полученные кислоты были одним и тем же веществом, которое он назвал пропионовой кислотой.

Получение

В природе пропионовая кислота найдена в нефти, образуется при брожении углеводов. В промышленности её получают карбонилированием этилена по реакции Реппе; каталитическим окислением пропионового альдегида в присутствии кобальта или ионов марганца; как побочный продукт при парофазном окислении углеводородов C4—C10. Большое количество пропионовой кислоты раньше получали как побочный продукт при производстве уксусной кислоты, но современные способы получения уксусной кислоты сделали этот метод второстепенным источником пропионовой кислоты.

Пропионовую кислоту также получают биологически при метаболическом разложении жирных кислот, содержащих нечётное число атомов углерода, и при разложении некоторых аминокислот. Бактерии рода Propionibacterium производят пропионовую кислоту, как конечный продукт своего анаэробного метаболизма. Эти бактерии часто встречаются в желудке жвачных животных, и, отчасти, из-за их деятельности швейцарский сыр имеет свой аромат.

Производные

Пропионаты — соли и эфиры пропионовой кислоты. Щёлочные и щёлочноземельные соли пропионовой кислоты хорошо растворимы в воде и не растворимы в органических растворителях. Эфиры пропионовой кислоты плохо растворимы в воде, смешиваются с органическими растворителями.

Применение

Пропионовая кислота и ее производные применяют в производстве гербицидов (пропанол, дихлорпрол), лекарственных средств (ибупрофен, феноболин и др.), душистых веществ (бензил-, фенил-, геранил-, линалоил- пропионаты), пластмасс (например, поливинилпропионата), растворителей (пропил-, бутил-, пентилпропионата и др.), винилпластификаторов и ПАВ (гликолевые эфиры).

Пропионовая кислота препятствует росту плесени и некоторых бактерий. Поэтому большая часть производимой пропионовой кислоты используется как консервант в продуктах, потребляемых человеком, и в продуктах для животных. В продуктах для животных применяется непосредственно пропионовая кислота, либо её аммониевая соль (пропионат аммония). В продуктах, потребляемых людьми, особенно в хлебе и в других хлебобулочных изделиях, пропионовая кислота используется как натриевая (пропионат натрия) или кальциевая (пропионат кальция) соли.

Безопасность

Основная опасность пропионовой кислоты — это химические ожоги, которые могут произойти при контакте с концентрированной кислотой. В исследованиях на лабораторных животных, единственным неблагоприятным эффектом, связанным с долговременным употреблением небольшого количества пропионовой кислоты, было образование язв в пищеводе и желудке из-за разъедающих свойств вещества. При исследованиях не было обнаружено, что пропионовая кислота токсична, мутагенна, канцерогенна и негативно влияет на репродуктивные органы. В организме пропионовая кислота быстро окисляется, метаболизирует и выводится из организма как углекислый газ в цикле Кребса, не накапливаясь в организме.

Литература

  • Н. С. Зефиров, Н. Н. Кулов и др. Химическая энциклопедия. Том 4. — Москва: Научное издательство «Большая российская энциклопедия», 1995. — с.107—108. — ISBN 5-85270-092-4

Области применения пропионовой кислоты и ее производных

Пропіонова кислота, відома як харчова добавка Е280, відноситься до насичених жирних кислот. Її формула С3Н6О2. Це безбарвна в’язка рідина зі специфічним запахом. Вона характеризується універсальним застосуванням. Основні сфери використання пропіонової кислоти — це кулінарія і фармацевтика. Також речовина затребувано у виробництві пластмас і гербіцидів.

 

Властивості, якими володіє пропіонова кислота

 

Ця речовина має схожі властивості з карбоновими кислотами, так як ставиться до їх класу:

  • повністю розчиняється у водному середовищі;
  • змішується з будь-якими органічними розчинниками;
  • бере участь у хімічних реакціях, у процесі яких утворюються різні ефіри;
  • можливо самозаймання при температурі 440°С;
  • завдає опіки при попаданні на шкіру.

 

Походження і видобуток пропіонової кислоти

 

У природі пропіонова кислота присутня в нафті, вона формується при вуглецевому бродінні. Дана речовина отримують промисловим і біологічним способом. Так, ця кислота є продуктом розпаду жирних кислот з непарною кількістю вуглецевих атомів і з’являється при розпаді амінокарбонових кислот. Також пропіонат є побічним продуктом при виробництві етановой кислоти. Раніше такий спосіб виробництва пропіонової кислоти був популярним. Зараз його витіснили більш прогресивні методи.

Ще пропіонова кислота виробляється особливими бактеріями, які присутні в шлунках людини і жуйних тварин. Ці бактерії запускають бродіння вуглеводів, молочної кислоти, лактози і деяких типів спиртів. Це забезпечує пропіонату антибактеріальний і протигрибковий ефект, що дозволяє застосовувати його в якості консерванту.

 

Використання пропіонової кислоти та її похідних

 

Як згадувалося вище, пропіонова кислота застосовується в різних галузях:

  • у харчовій промисловості вона і її солі (пропинаты натрію, калію і кальцію) використовуються як консерванти для продовження терміну придатності продуктів. У кормах для тварин застосовується безпосередньо пропіонова кислота або її амонієва сіль. У продуктах харчування використовуються тільки похідні проионовой кислоти натрієва і кальцієва солі. Найбільш часто ці консерванти зустрічається в хлібі і сирах;
  • в сельском хозяйстве это вещество применяется для продления срока хранения зерновых. Доза рассчитывается индивидуально и зависит от уровня влажности зерна. Стоит отметить, что эта кислота не влияет на свойства зерна, но придает ему легкий специфичный запах, который выветривается со временем;
  • в химической промышленности она является одним из компонентов производства пластмасс, виниловых пластификаторов и растворителей, является основой для изготовления гербицидов;
  • в фармацевтической промышленности с ее применением изготавливают лекарственные средства;
  • используется в косметологии, входит в составы духов, освежителей, дезодорантов.

Основной опасностью пропионовой кислоты являются ожоги, которые появляются при ее попадании на кожу. Также следует избегать ее попадания в организм. Поскольку, несмотря на то, что вона быстро выводится, может спровоцировать серьезные заболевания желудка.

Глобальный анализ возможностей и отраслевой прогноз, 2019-2026

Доход рынка пропионовой кислоты в 2018 году составил 1,2 миллиарда долларов США, и ожидается, что к 2026 году он принесет 1,6 миллиарда долларов США. Прогнозируется, что рынок будет расти в среднем на 3,5% в период с 2019 по 2019 год. 2026. Пропионовая кислота представляет собой органическую кислоту, полученную в результате реакции этилена и монооксида углерода.

Химическая формула пропановой кислоты: Ch4Ch3COOH или C3H6O2 с температурой кипения 141,15°C. Эта кислота считается безопасной для использования в качестве обычной пищевой добавки и универсального консерванта в кормах для животных и продуктах питания человека. Он обладает противогрибковыми и антимикробными свойствами, поэтому действует как средство защиты растений. Кроме того, он используется в качестве промежуточного продукта для производства различных химических веществ, таких как пропионат ацетата целлюлозы. Более того, он широко используется в гербицидах и консервантах, так как подавляет рост бактерий и плесени.

Такие факторы, как увеличение применения пропионовой кислоты в пищевой промышленности и производстве напитков, а также увеличение спроса на безопасные корма для животных, способствуют росту мирового рынка пропионовой кислоты. Однако экологические проблемы, связанные с использованием пестицидов, усиление побочных эффектов из-за прямого воздействия, отсутствие производственных мощностей сдерживают рост рынка. Напротив, ожидается, что использование пропионовой кислоты в качестве антибиотиков и сложных эфиров пропионата в качестве растворителей откроет в ближайшем будущем прибыльные возможности роста для расширения рынка.

Мировой рынок пропионовой кислоты сегментирован в зависимости от области применения, отрасли конечного использования и региона. В зависимости от применения рынок подразделяется на гербициды, резиновые изделия, пластификаторы, пищевые консерванты и другие. В зависимости от отрасли конечного использования рынок подразделяется на фармацевтику, средства личной гигиены, продукты питания и напитки, сельское хозяйство и другие. По регионам рынок анализируется в Северной Америке, Европе, Азиатско-Тихоокеанском регионе и регионе LAMEA.

Ключевыми игроками на мировом рынке пропионовой кислоты являются BASF SE, Dow Inc., Eastman Chemical Company, Perstorp Holding AB, Hawkins, Inc., Corbion N.V., Otto Chemie Pvt. Ltd., Merck KGaA, Oman Oil Company SAOC и Celanese Corporation. Эти игроки применяют различные стратегии, такие как приобретения, партнерство, сотрудничество, совместные предприятия, соглашения, расширение и запуск новых продуктов, чтобы создать прочную потребительскую базу на рынке. Например, в мае 2019 г., BASF SE открыла второй завод по производству пропионовой кислоты в Нанкине, Китай. Ожидается, что
поможет BASF SE удовлетворить рыночный спрос на пропионовую кислоту.

ОСНОВНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА ДЛЯ ЗАИНТЕРЕСОВАННЫХ СТОРОН

  • Анализ пяти сил Портера помогает анализировать потенциал покупателей и поставщиков и конкурентный сценарий отрасли для построения стратегии.
  • В нем описываются текущие тенденции рынка пропионовой кислоты и будущий сценарий рынка с 2018 по 2026 год, чтобы понять преобладающие возможности и потенциальные инвестиционные карманы.
  • Основные страны региона были нанесены на карту в соответствии с их индивидуальным вкладом в доход при анализе рынка пропионовой кислоты на региональном и страновом уровне.
  • В исследовании освещаются ключевые факторы, ограничения и возможности рынка пропионовой кислоты, а также их подробный анализ воздействия.
  • Профили ключевых игроков вместе с их ключевыми стратегическими разработками включены в отчет.

ОСНОВНЫЕ СЕГМЕНТЫ РЫНКА

By Application

  • Herbicides
  • Rubber Products
  • Plasticizers
  • Food Preservatives
  • Others

By End use Industry

  • Pharmaceuticals
  • Personal care
  • Food & Beverage
  • Agriculture
  • Другие

По регионам

  • Северная Америка
  • США
  • Канада
  • Mexico
  • Europe
  • Germany
  • France
  • Spain
  • UK
  • Rest of Europe
  • Asia-Pacific
  • China
  • Japan
  • South Korea
  • India
  • Rest of Asia-Pacific
  • LAMEA
  • Бразилия
  • Саудовская Аравия
  • Южная Африка
  • Остальная часть LAMEA

Содержание