DL-蘋果酸(三斜晶系白色晶體的混合物)

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

相關類別:Food&FlavorAdditives;Aliphatics;ChiralReagents;IsotopeLabelledCompounds;羰基化合物;BuildingBlocks;C1toC5;CarbonylCompounds;CarboxylicAcids;ChemicalSynthesis;OrganicBuildingBlocks;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;Foodadditive;醫藥原料

Mol文件: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,因此當反應結束后,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℃以下后,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,然後再經處理生成遊離蘋果酸。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。

煙草:FC,22,38,50,54;BU,39。

微生物發酵

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

菌種有黃曲霉、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曲霉,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道。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

WGKGermany1

RTECS號ON7175000

海關編碼29181980

毒害物質數據6915-15-7(HazardousSubstancesData)

產品信息

上游原料馬來酸

下游產品香豆酸

用途介紹

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DL-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、熒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料。

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)。

基本鑒別

(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ⅣC)。

安全術語

S26

不慎與眼睛接觸后,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料袋的紙板圓桶包裝,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,避免日晒。

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。

存在於烤煙煙葉、白肋煙煙葉、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】

如果出現癥狀,儘可能使得患者接觸到新鮮的空氣。如果癥狀持續,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】

如果出現癥狀,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】

有報道神經心理功能異常。

【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。

安全提示

S26Incaseofcontactwitheyes,rinseimmediatelywithplentyofwaterandseekmedicaladvice.

不慎與眼睛接觸后,請立即用大量清水沖洗並徵求醫生意見。

S37/39Wearsuitableglovesandeye/faceprotection

戴適當的手套和護目鏡或面具。

風險提示

R22Harmfulifswallowed.

吞食有害。

R34Causesburns.

引起灼傷。

R42/43Maycausesensitizationbyinhalationandskincontact.

吸入及皮膚接觸可能致敏。