丙二酸（Malonic Acid）

化學(xué)名稱：丙二酸（又稱縮蘋果酸）
英文名：Malonic Acid / Propanedioic Acid
化學(xué)式：C?H?O?
結(jié)構(gòu)式：HOOC?CH??COOH
CAS號(hào)：141-82-2

1. 基本性質(zhì)

（1）物理性質(zhì)

• 外觀：白色結(jié)晶或粉末，無(wú)臭，有酸味。

• 熔點(diǎn)：135-137°C（分解，脫羧生成乙酸和CO?）。

• 溶解性：

• 易溶于水、乙醇、丙酮。

• 微溶于乙醚、苯。

（2）化學(xué)性質(zhì)

• 酸性：二元羧酸（pKa?=2.83，pKa?=5.69），酸性強(qiáng)于乙酸。

• 脫羧反應(yīng)：加熱至140°C以上分解為乙酸和二氧化碳：

  $${\text{HOOC-CH}}_2\text{-COOH}\stackrel{\mathrm{\Delta }}{\to }{\text{CH}}_3\text{COOH}+{\text{CO}}_2$$

• 酯化反應(yīng)：與醇類反應(yīng)生成丙二酸二酯（如丙二酸二乙酯，有機(jī)合成重要中間體）。

• 取代反應(yīng)：亞甲基（?CH??）氫活潑，可發(fā)生鹵代、烷基化等反應(yīng)（如合成巴比妥酸）。

2. 主要應(yīng)用

（1）有機(jī)合成

• 丙二酸二乙酯：用于合成巴比妥類藥物（鎮(zhèn)靜劑）、維生素B?、熒光增白劑等。

• Knoevenagel縮合：與醛/酮縮合制備α,β-不飽和羧酸（如肉桂酸）。

（2）工業(yè)領(lǐng)域

• 電鍍添加劑：調(diào)節(jié)鍍液pH，提高金屬沉積均勻性。

• 聚合物改性：作為交聯(lián)劑或單體參與聚合（如聚酯樹(shù)脂）。

（3）生物化學(xué)

• 代謝研究：競(jìng)爭(zhēng)性抑制琥珀酸脫氫酶（三羧酸循環(huán)），用于研究細(xì)胞呼吸作用。

3. 合成方法

（1）工業(yè)制法

• 氯乙酸法：氯乙酸與氰化鈉反應(yīng)生成氰乙酸，再水解得丙二酸：

  $${\text{ClCH}}_2\text{COOH}\stackrel{\text{NaCN}}{\to }{\text{NC-CH}}_2\text{COOH}\stackrel{{\text{H}}_2{\text{O/H}}^{+}}{\to }{\text{HOOC-CH}}_2\text{COOH}$$

• 氧化法：丙二醛或丙炔酸氧化制得。

（2）實(shí)驗(yàn)室制備

• 水解丙二酸二乙酯：

  $${\text{CH}}_2(\text{COOEt}{)}_2\stackrel{{\text{NaOH, H}}_2\text{O}}{\to }{\text{CH}}_2(\text{COONa}{)}_2\stackrel{{\text{H}}^{+}}{\to }{\text{CH}}_2(\text{COOH}{)}_2$$