丁二酸（Succinic Acid），也被称为琥珀酸，是一种重要的有机化合物，具有广泛的应用领域。以下是对丁二酸的详细介绍：

一、基本信息

化学式：C4H6O4

相对分子质量：118.09 g/mol

物理状态：常温下为无色晶体或白色粉末

熔点：一般为185-187°C

沸点：235°C（分解）

密度：1.68 g/cm3

溶解性：在水中溶解度较高，在乙醇、乙醚等有机溶剂中也有一定溶解性

 

二、化学性质

酸性：丁二酸是一种饱和的二元羧酸，具有两个羧基（-COOH），因此具有酸性，可以与碱反应生成相应的盐类。

酯化反应：丁二酸可以与醇类反应生成酯类，如丁二酸酯，这在有机合成中具有重要价值。

氧化反应：在适当条件下，丁二酸可以被氧化剂氧化为丁二酸二酐。

还原反应：丁二酸还可以进行还原反应，生成丁醇或丁烯。

聚合反应：丁二酸可以与其他化合物通过聚合反应生成聚合物，如聚丁二酸酯，这种聚合物在塑料、纤维和涂料等领域有广泛应用。

 

三、应用领域

化学工业：

丁二酸广泛用于合成多种化学产品，如增塑剂、树脂和涂料。特别是环保型增塑剂，如丁二酸酯，可以替代传统的邻苯二甲酸酯类增塑剂，减少环境污染。

丁二酸是生产1,4-丁二醇（BDO）的前体，BDO可进一步用于合成聚氨酯、弹性体和工程塑料。

生物医药：

丁二酸在医药领域有重要应用，可以作为药物中间体，用于合成抗菌药物、抗炎药物和其他活性药物分子。

丁二酸的生物相容性好，可以作为药物载体，提高药物的稳定性和生物利用度。

其药物作用包括调节免疫力、抗氧化、抗炎等，可以用于治疗多种疾病。

食品工业：

丁二酸在食品工业中可以用作酸度调节剂、抗氧化剂和酵母营养剂，改善食品的口感和保质期。

农业：

丁二酸是生产植物生长调节剂和微生物肥料的重要原料，有助于提高农作物的产量和抗病性。

环保材料：

随着环保意识的增强，生物基丁二酸的应用越来越广泛。它可以用作可降解塑料的原料，如聚丁二酸丁二醇酯（PBS），这种材料具有良好的生物降解性和机械性能，广泛应用于包装、农业薄膜和一次性用品。

 

四、生产方法

传统方法：主要通过化石燃料路线，即由丁烯或丁烷通过催化氧化或烯烃水合反应制得。这种方法产率高、工艺成熟，但存在资源不可持续性和环境污染问题。

生物发酵法：近年来成为丁二酸生产的重要方向。利用微生物（如大肠杆菌、芽孢杆菌等）在特定条件下发酵糖类（如葡萄糖、淀粉等），通过代谢途径生成丁二酸。该方法具有原料可再生、过程绿色环保等优点，但也面临发酵效率低、分离纯化成本高等挑战。目前，通过基因工程和发酵工艺优化，生物发酵法已取得显著进展，部分企业已实现规模化生产。

催化加氢法：通过催化剂作用下，将马来酸酐或富马酸进行加氢反应生成丁二酸。

 

五、安全性

丁二酸毒性较小，对眼睛、皮肤、粘膜有一定的刺激作用，对全身不产生毒害作用。大剂量口服可引起呕吐和腹泻。

在工业上使用时，未见职业性损害的报道。但处理或接触丁二酸蒸汽时要注意穿戴好防护用品，以免引起咳嗽和刺激皮肤。

对环境有危害，对水体和大气可造成污染。且本品可燃，具刺激性，遇明火、高热可燃。粉体与空气可形成爆炸性混合物，当达到一定浓度时，遇火星会发生爆炸。