DL-蘋果酸

DL-蘋果酸

DL-蘋果酸是D-蘋果酸和L-蘋果酸的混合物。蘋果酸又名:2-羥基丁二酸,由於分子中有一個不對稱碳原子,有兩種立體異構體。即左旋體(L-蘋果酸)和右旋體(D-蘋果酸)。大自然中,蘋果酸以三種形式存在,即D-蘋果酸、L-蘋果酸和DL-蘋果酸。

基本介紹

  • 中文名:DL-蘋果酸
  • 英文名:DL-Malic acid
  • 別稱:DL-羥基丁二酸
  • 化學式:C4H6O5
  • 分子量:134.09
  • CAS登錄號:617-48-1;6915-15-7
  • EINECS登錄號:210-514-9
  • 熔點:130-132℃
  • 水溶性:558 g/L (20℃)
  • 閃點:203℃
基本信息,性狀,生產方法,微生物發酵製備蘋果酸工藝,安全信息,上下游產品信息,用途,質量指標,鑑別,安全術語,風險術語,貯運,編號系統,物性數據,毒理學數據,生態學數據,分子結構數據,計算化學數據,性質與穩定性,安全說明,安全術語,風險術語,

基本信息

中文名稱
DL-蘋果酸
英文名稱
DL-Malic acid
中文別名
DL-羥基丁二酸
英文別名
DL-Hydroxysuccinic acid; Malicacidpfelsure
CAS號
617-48-1;6915-15-7
EINECS號
210-514-9
分子式
C4H6O5
分子量
134.09
InChI
InChI=1/C4H6O5/c5-2(4(8)9)1-3(6)7/h2,5H,1H2,(H,6,7)(H,8,9)
熔點
130-132℃
密度
產品用途:
閃點
203℃
水融性
558 g/L (20℃)
用途
食品工業用作酸味劑、色澤保持劑、防腐劑和蛋黃等的乳化穩定劑等,也用於製藥
安全術語
S26:;S37/39:;
風險術語
R22:;R34:;R42/43:;
危險品標誌
Xi:Irritant;
上游
相關類別: Food & Flavor Additives;Aliphatics;Chiral Reagents;Isotope Labelled Compounds;羰基化合物;Building Blocks;C1 to C5;Carbonyl Compounds;Carboxylic Acids;Chemical Synthesis;Organic Building Blocks;中藥對照品;其他有機酸類;NULL;植物提取物;對照品;標準品;通用試劑;酸度調節劑類;Food additive;醫藥原料
Mol檔案: 6915-15-7.mol

性狀

蘋果酸在正常情況下穩定,濕度高時有吸濕性。三斜晶系白色晶體。熔點 130℃;相對密度 1.601;溶解性 易溶於甲醇、乙醇、丙酮和其他許多極性溶劑。

生產方法

主要有以下八種方法:
DL-蘋果酸的化學合成法 將200kg順丁烯二酸酐溶於400kg水,於不鏽鋼高壓釜中,185℃±3℃和1.0MPa下攪拌反應6~8h,在反應過程中,當溫度 120℃時,順丁烯二酸與水作用生成蘋果酸;而當溫度 130℃時,順丁烯二酸本身也異構化為反丁烯二酸。而在反應條件下,蘋果酸又與反丁烯二酸存在著一種平衡,因此當反應結束後,順丁烯二酸與蘋果酸的比例為1:17。若在反應初期,按比例加入反丁烯二酸,則收率可由63%上升到90%以上。反應物冷卻至100℃以下後,壓入蒸餾釜於60℃下減壓濃縮,再經冷卻、結晶、離心分離、乾燥而得成品。
將苯催化氧化,得到馬來酸和富馬酸,然後在高溫和加壓下進行水合反應。反應生成物主要是蘋果酸和少量反丁烯二酸,過濾分離出反丁烯二酸晶體,母液濃縮,離心分離固體,得粗蘋果酸,再經精製結晶得成品。也可以利用發酵法或萃取法製得。
將反丁烯二酸或順丁烯二酸經高溫高壓催化加水,可製得DL-蘋果酸。
萃取法 將未成熟的蘋果、葡萄、桃等的果汁煮沸,加入石灰水,生成鈣鹽沉澱,然後再經處理生成游離蘋果酸。此法目前已不採用。
發酵法 從反丁烯二酸利用生物酶發酵生產左旋蘋果酸。
DL-蘋果酸的合成 以順丁烯二酸或反丁烯二酸在高溫、加壓下水合製取。用陰、陽離子交換樹脂提純。
L- 蘋果酸的合成 利用短桿菌氨基因細胞由反丁烯二酸製取。
菸草:FC,22, 38,50, 54;BU,39。

微生物發酵製備蘋果酸工藝

蘋果酸發酵工藝有兩種: 即一步發酵法與兩步發酵法。
一步發酵法
菌種有黃麴黴、米麴黴、寄生麴黴等,均以包括葡萄糖在內的多種糖為底物產生L-蘋果酸。
兩步發酵法
由華根霉或少根根霉將葡萄糖生物合成富馬酸,再由膜醭畢赤酵母、普通變形菌、芽孢桿菌或擲孢酵母等將富馬酸轉化為L-蘋果酸。 一步發酵法較多地採用黃麴黴,它能利用葡萄糖、麥芽糖、蔗糖、果糖及澱粉等多種糖質原料產生L-蘋果酸。但培養基較複雜,發酵過程常有富馬酸等其他有機酸產生,給分離提純帶來困難,難於得到高純度的晶體,再加上產酸低,對糖轉化率低 (30%~40%),周期長(最少也需5天),故至今在國內外均未實現工業化生產。
兩步發酵法的第一步,先用根霉將糖類發酵生成富馬酸,即富馬酸發酵,這裡的糖較多的使用葡萄糖,葡萄糖可由澱粉經雙酶水解而得。
第二步是在前面所產的富馬酸中接入酵母菌或細菌進行發酵,將富馬酸轉化為L-蘋果酸,即轉化發酵。採用這種方法,蘋果酸對糖轉化率最高可達60%以上,但是畢竟發酵周期太長,前後加起來要8~9天。雖然兩步法與一步法一樣,國內外學者正在不斷地探索,取得了一些有價值的進展,但至今仍然未見工業化生產的報導。 無論是一步法還是兩步法發酵,如以澱粉為原料,在使用前都需進行水解處理,使之成為葡萄糖,而澱粉最好的水解方法是雙酶水解法。
目前,國內外L-蘋果酸工業化生產的方法,都是固定化細胞轉化法。該方法是首先大量培養富馬酸酶活力高的菌體,收集菌體後用卡拉膠等適當的載體進行固定,然後裝入柱式反應器,以富馬酸鈉鹽為底物,流經反應器,由固定化細胞中的富馬酸酶的催化作用,很容易將富馬酸轉化為L-蘋果酸,且幾乎無副產物,轉化率高達95%以上。此法與上述兩種方法相比,簡單、 經濟、高效,於是成了工業化生產的首先方法。

安全信息

危險品標誌 Xn,Xi
危險類別碼 22-37/38-41-36/37/38-42/43-34
安全說明 26-39-37/39-36-36/39
WGK Germany 1
RTECS號 ON7175000
海關編碼 29181980
毒害物質數據 6915-15-7(Hazardous Substances Data)

上下游產品信息

上游原料 馬來酸
下游產品 香豆酸

用途

食品工業用作酸味劑、色澤保持劑、防腐劑和蛋黃等的乳化穩定劑等,也用於製藥。通常認為L -蘋果酸具有重要的生理功能,但是D L-蘋果酸中一半的D 型在生理上無效。
化工行業可用作除垢劑、螢光增白劑的合成原料之一。添加到蟲膠清漆或其它清漆中,可防止漆面結皮,用該種酸生產的聚脂樹脂和醇酸樹脂是有特殊用途的塑膠。

質量指標

按日本食品添加劑標準,蘋果酸應符合下列質量指標:含量≥99.0%(質量),溶狀、水溶液澄清,熔點127~130℃,重金屬≤0.002%(質量),氯化物≤0.0035%(質量),鐵≤0.004%(質量),灼燒殘留物≤o.05%(質量)。
按美國食用化學品法典(1983)規定,蘋果酸應符合下列質量指標:含量≥99.5%(質量)。熔點130~132℃,灰分≤0.1%(質量),重金屬(以Pb計)≤0.002%(質量),砷(以As計)≤0.0003%(質量),鉛≤0.001%(質量),富馬酸≤0.5%(質量),順丁烯二酸≤0.05%(質量),水不溶≤o.1‰(質量)。

鑑別

1取本品約0.5g,加水10ml使溶解,用氨水調pH值至中性,加1%對氨基苯磺酸溶液1ml,在沸水浴中加熱5分鐘,加20%亞硝酸鈉溶液5ml,置水浴中加熱3分鐘,加4%氫氧化鈉溶液5ml,溶液應立即呈紅色。
(2)本品的紅外光吸收圖譜應與DL-蘋果酸對照品的圖譜一致(中國藥典2005年版二部附錄Ⅳ C)。

安全術語

S26
不慎與眼睛接觸後,請立即用大量清水沖洗並徵求醫生意見。
S37/39
戴適當的手套和護目鏡或面具。

風險術語

R22
吞食有害。
R34
引起灼傷。
R42/43
吸入及皮膚接觸可能致敏。

貯運

用內襯雙層食品級的聚乙烯塑膠袋的紙板圓桶包裝,有易吸濕、氧化的性能,運輸時應遮蓬,不得與有毒、異味、有色粉末混放,貯存於陰涼、乾燥的庫房中,避免日曬。

編號系統

CAS號:6915-15-7
MDL號:MFCD00064212
EINECS號:210-514-9
RTECS號:ON7175000
BRN號:1723539
PubChem號:24854408

物性數據

性狀:無色結晶或白色結晶性粉末,無臭或稍有特異臭氣,有特殊愉快的酸味。
密度(g/mL,25/4℃):1.609
相對蒸汽密度(g/mL,空氣=1):1.061
熔點(ºC):130-132
沸點(ºC,常壓):306.4
沸點(ºC,5.2kPa):不可用
折射率:不可用
閃點(ºC):203
比旋光度(º):不可用
自燃點或引燃溫度(ºC):不可用
蒸氣壓(kPa,25ºC):不可用
飽和蒸氣壓(kPa,60ºC):不可用
燃燒熱(KJ/mol):不可用
臨界溫度(ºC):不可用
臨界壓力(KPa):不可用
油水(辛醇/水)分配係數的對數值:不可用
爆炸上限(%,V/V):不可用
爆炸下限(%,V/V):不可用
溶解性:易溶於水和乙醇,難溶於乙醚和苯。易潮解,1%的水溶液pH值為2.34。

毒理學數據

急性毒性:LD50:1000mg/Kg(狗經口);5000mg/Kg(兔經口);3200mg/kg(大白鼠經口)。

生態學數據

其它有害作用:該物質對環境可能有危害,對水體應給予特別注意。

分子結構數據

摩爾折射率:25.20
摩爾體積(cm3/mol):81.6
等張比容(90.2K):248.9
表面張力(dyne/cm):86.2
極化率(10-24cm3):9.99

計算化學數據

疏水參數計算參考值(XlogP):無
氫鍵供體數量:3
氫鍵受體數量:5
可旋轉化學鍵數量:3
互變異構體數量:無
拓撲分子極性表面積94.8
重原子數量:9
表面電荷:0
複雜度:129
同位素原子數量:0
11.確定原子立構中心數量:0
不確定原子立構中心數量:1
確定化學鍵立構中心數量:0
不確定化學鍵立構中心數量:0
共價鍵單元數量:1

性質與穩定性

有旋光性。蘋果酸能進行許多二元酸、 一元醇和羥基羧酸的特徵性反應, 生成酯、 醯胺和醯氯。
安全無毒。
存在於烤菸菸葉、白肋煙菸葉、煙氣中。
天然存在於不成熟的蘋果、山楂、葡萄汁中。

安全說明

【食入】
就醫。如果個人是昏昏欲睡或無意識的,不給吃任何東西,將誤食者的頭側放下來。聯繫醫生,醫療設施,或中毒控制中心的意見是否要催吐。如果可能的話,不要留下誤食者一個人。
【吸入】
如果出現症狀,儘可能使得患者接觸到新鮮的空氣。如果症狀持續,應尋求醫療救護。如果出現呼吸困難,輸氧。保持溫暖和安靜的,立即就醫。
【皮膚】
脫去污染的衣著,用大量的水清洗接觸部位。如果刺激或疼痛仍然存在,醫生應檢查該地區。
【眼睛】
如果出現症狀,立即使得患者接觸到新鮮的空氣。與水輕輕沖洗眼睛至少15分鐘,而眼皮,立即就醫。
【個人防護】
化學護目鏡符合OSHA規定的建議,但是,OSHA法規也允許其他類型的安全眼鏡。Whre防化學品手套。為了防止反覆或長期與皮膚接觸,戴防滲透的衣服和靴子。
【暴露的影響】
有報導神經心理功能異常。
【滅火】
在壓力需佩戴自給式呼吸器設備,MSHA / NIOSH(或同等學歷),和全身防護服。在發生火災時,刺激性和劇毒氣體,可能會產生由熱分解或燃燒。使用最合適的滅火劑。
【小泄漏/泄露】
清理人員應穿防護服和呼吸器。避免排放到排水溝,下水道和河道。

安全術語

S26In case of contact with eyes, rinse immediately with plenty of water and seek medical advice.
不慎與眼睛接觸後,請立即用大量清水沖洗並徵求醫生意見。
S37/39Wear suitable gloves and eye/face protection
戴適當的手套和護目鏡或面具。

風險術語

R22Harmful if swallowed.
吞食有害。
R34Causes burns.
引起灼傷。
R42/43May cause sensitization by inhalation and skin contact.
吸入及皮膚接觸可能致敏。

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