Мурашина кислота

Шаблон:Речовина Мураши́на кислота́ (систематична назва метанова кислота, Шаблон:Lang-en), H-COOH — безбарвна рідина з різким запахом, кипить при 101 °С. Розчиняється у воді в будь-яких пропорціях. Викликає опіки на шкірі. Міститься у виділеннях залоз мурашок, а також у деяких рослинах (у листі кропиви).

Мурашину кислоту широко використовують у хімічній промисловості як відновник при синтезі органічних речовин, а також для добування щавлевої (оксалатної кислоти) в харчовій промисловості — як консервуючий і дезинфікуючий засіб, у медицині — як засіб розтирання при ревматизмі. Також використовують в органічному синтезі, текстильній промисловості, виробництві фарб, гуми.

Отримання

Гідроліз солей

Один із промислових методів добування метанової кислоти полягає у взаємодії її солей із сульфатною кислотою:

$\mathrm{2}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{\to }\mathrm{2}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{+}\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}$

Солі мурашиної кислоти можуть бути отримані як пробічні продукти синтезу поліолів, наприклад, пентаеритритолу, або реакцією монооксиду вуглецю з основою:

$\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}+\mathrm{C}\mathrm{O}⟶\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}\mathrm{N}\mathrm{a}$

Реакцію основи з монооксидом вуглецю проводять за підвищеної температури та тиску.

Гідроліз метилформіату

Також важливим методом є карбонілювання метанолу з подальшим гідролізом отриманого естеру:

$\mathrm{H}\mathrm{O}\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3+\mathrm{C}\mathrm{O}\stackrel{\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\mathrm{O}{\phantom{A}}^{-}}{\to }\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3$

$\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}⟶\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}\mathrm{H}+\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\mathrm{O}\mathrm{H}$

Перша реакція відбувається у присутності основи, за температури 80 °C і тиску 4,5 МПа.

Гідрогенування діоксиду вуглецю

Ще одним способом отримання мурашиної кислоти є реакція діоксиду вуглецю з воднем у присутності третинних амінів:

$\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2+\mathrm{N}\mathrm{R}{\phantom{A}}_3⟶\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}{\phantom{A}}^{-}[\mathrm{H}\mathrm{N}\mathrm{R}{\phantom{A}}_3]{\phantom{A}}^{+}$

Реакцією проводять зазвичай у суміші спирту та третинного аміну за температури 50–70 °C та тиску 10–12 МПа. Потрібен каталізатор, наприклад, рутеній. Потім комплекс з аміном розкладають за температури 150–185 °C.

$\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}{\phantom{A}}^{-}[\mathrm{H}\mathrm{N}\mathrm{R}{\phantom{A}}_3]{\phantom{A}}^{+}⟶\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}\mathrm{H}+\mathrm{N}\mathrm{R}{\phantom{A}}_3$

Хімічні властивості

Реакції карбонових кислот

Мурашина кислота є найсильнішою карбоновою кислотою, що не містить замісників.

При реакції зі спиртами утворюються естери, при чому додатковий кислотний каталізатор не потрібен, оскільки мурашина кислота сама є досить сильною кислотою, аби каталізувати реакцію естерифікації:

$\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}\mathrm{H}+\mathrm{R}\mathrm{O}\mathrm{H}\stackrel{-\rightharpoonup }{\leftharpoondown -}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}\mathrm{R}+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

При реакції з амінами утворюються аміди:

$\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}\mathrm{H}+\mathrm{H}\mathrm{N}\mathrm{R}{\phantom{A}}_2⟶\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{N}\mathrm{R}{\phantom{A}}_2+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

Приєднує алкени й алкіни, утворюючи естери:

$\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}\mathrm{H}+\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_2=\mathrm{C}\mathrm{H}-\mathrm{R}⟶\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}-\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_2-\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_2-\mathrm{R}$

$\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}\mathrm{H}+\mathrm{H}\mathrm{C}\equiv \mathrm{C}-\mathrm{R}⟶\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}-\mathrm{C}\mathrm{H}=\mathrm{C}\mathrm{H}-\mathrm{R}$

Реакції альдегідів

У молекулі мурашиної кислоти міститься альдегідна група -СОН. Тому вона, як і альдегіди, окиснюється перманганатом калію, оксидом срібла(I) у розчині аміаку (тобто дає реакцію «срібного дзеркала»).

Може також відновлювати органічні сполуки. При реакції з кетонами й аміаком утворюються аміни (реакція Лейкарта).

Розклад

Може розкладатися або на монооксид вуглецю і воду, або на діоксид вуглецю і водень. Перша реакція каталізується мінеральними кислотами, інгібується водою. Друга реакція каталізується металами.

$\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}\mathrm{H}⟶\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}+\mathrm{C}\mathrm{O}$

$\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}\mathrm{O}\mathrm{H}⟶\mathrm{H}{\phantom{A}}_2+\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$

Див. також

• Форміат натрію
• Пермурашина кислота

Посилання

• КИСЛОТА МУРАШИНА Шаблон:Webarchive // Фармацевтична енциклопедія