Метанова кислота

Мураши́на кислота́ (систематична назва метанова кислота, англ. Formic acid), 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).

Мурашина кислота
Систематична назва	Метанова кислота
Ідентифікатори
Номер CAS	64-18-6
PubChem	284
Номер EINECS	200-579-1
DrugBank	DB01942
KEGG	C00058
ChEBI	30751
RTECS	LQ4900000
SMILES	C(=O)O
InChI	1/CH2O2/c2-1-3/h1H, (H,2,3)
Номер Бельштейна	1209246
Номер Гмеліна	1008
Властивості
Молекулярна формула	HCO2H
Зовнішній вигляд	безбарвна прозора рідина
Густина	1,22 г/л
Тпл	8,4 °C
Ткип	100,8 °C
Кислотність (pKa)	3,77
Структура
Геометрія	Planar
Дипольний момент	1,41 (gas)
Небезпеки
MSDS	JT Baker
R-фрази	R10 R35
S-фрази	(S1/2) S23 S26 S45
Головні небезпеки	C Xi sensitizer.
NFPA 704	2 3 1
Температура спалаху	69 °C (156 °F)
Якщо не зазначено інше, дані наведено для речовин у стандартному стані (за 25 °C, 100 кПа)
Примітки картки

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.

Фізичні властивості

Отримання

Гідроліз солей

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

${\displaystyle \mathrm {2HCOONa+H_{2}SO_{4}\ \rightarrow 2HCOOH+Na_{2}SO_{4}\!} }$

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

${\displaystyle {\ce {NaOH + CO -> HCOONa}}}$

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

Гідроліз метилформіату

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

${\displaystyle {\ce {HOCH3 + CO ->[CH_3O^-] HCOOCH3}}}$

${\displaystyle {\ce {HCOOCH3 + H2O ->HCOOH + CH3OH}}}$

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:

${\displaystyle {\ce {CO2 + H2 + NR3 -> HCOO- [HNR3]+}}}$

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.

${\displaystyle {\ce {HCOO- [HNR3]+ ->HCOOH + NR3}}}$

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:

${\displaystyle {\ce {HCOOH + ROH <=>HCOOR + H2O}}}$

При реакції з амінами утворюються аміди:

${\displaystyle {\ce {HCOOH + HNR2 -> HCONR2 + H2O}}}$

Приєднує алкени й алкіни, утворюючи естери:

${\displaystyle {\ce {HCOOH + CH2=CH-R -> HCOO-CH2-CH2-R}}}$

${\displaystyle {\ce {HCOOH + HC#C-R -> HCOO-CH=CH-R}}}$

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.

${\displaystyle {\ce {HCOOH -> H2O + CO}}}$

${\displaystyle {\ce {HCOOOH -> H2 + CO2}}}$

Застосування

Див. також

Примітки

1. Brown, H. C. et al., in Braude, E. A. and Nachod, F. C., Determination of Organic Structures by Physical Methods, Academic Press, New York, 1955.
2. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry (англ.) (вид. 1). Wiley. 15 червня 2000. doi:10.1002/14356007.a12_013.pub3. ISBN .

Посилання

• КИСЛОТА МУРАШИНА [ 15 березня 2016 у Wayback Machine.] // Фармацевтична енциклопедія