Малеиновый ангидрид

Малеи́новый ангидри́д (2,5-фурандион) — органическое соединение с формулой ${\displaystyle {\ce {C4H2O3}}}$. В чистом состоянии — бесцветное или белое твёрдое вещество.

Малеиновый ангидрид
Общие
Хим. формула	C4H2O3
Физические свойства
Молярная масса	98,06 г/моль
Плотность	1,48 г/см³
Динамическая вязкость	1,6 мПа·с[1]
Энергия ионизации	9,9 ± 0 эВ[2] и 10,8 эВ[3]
Термические свойства
Температура
• плавления	52,8 °C
• кипения	202 °C
• вспышки	218 ℉[2] и 103 °C[1]
Пределы взрываемости	1,4 об.%[2][1][…]
Давление пара	26,664 Па[2], 1,33 гПа[1], 1 кПа[4], 10 кПа[4] и 100 кПа[4]
Классификация
Рег. номер CAS	108-31-6
PubChem	7923
Рег. номер EINECS	203-571-6
SMILES	O=C1C=CC(=O)O1
InChI	InChI=1S/C4H2O3/c5-3-1-2-4(6)7-3/h1-2H FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N
RTECS	ON3675000
ChEBI	474859
ChemSpider	7635
Безопасность
NFPA 704	1 3 1
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

Является прекурсором широкого спектра веществ органического синтеза. Мировое производство превышает 2 млн тонн в год.^[5]

Синтез

Традиционный способ производства — окисление бензола или других ароматических соединений с применением в качестве катализатора пентоксида ванадия и триоксида молибдена.

Но к 2006 году лишь на немногих производствах сохранился этот способ. Из-за роста цен на бензол, а также из экологических соображений, значительное количество малеинового ангидрида теперь получают каталитическим окислением н-бутана:

${\displaystyle {\ce {2 CH3-CH2-CH2-CH3 + 7 O2 -> 2 C4H2O3 + 8H2O}}}$.

Производство

К середине 2010-х годов крупнейшие производители Китай (около 750 тыс. тонн в год), США (330 тыс. тонн в год), Япония (121 тыс. тонн в год), Германия (110 тыс. тонн в год), Италия и Саудовская Аравия (по 100 тыс. тонн в год).^[6]

Химические свойства

Химические свойства малеинового ангидрида чрезвычайно разнообразны из-за его высокой реакционной способности при наличии двух функциональных групп:

• При взаимодействии с водой образуется малеиновая кислота, цис-${\displaystyle {\ce {HO2CCH=CHCO2H}}}$. При взаимодействии со спиртами образуются неполные эфиры, например цис-${\displaystyle {\ce {HO2CCH=CHCO2CH3}}}$.
• Малеиновый ангидрид — очень активный диенофил в реакциях Дильса — Альдера.
• Малеиновый ангидрид реагирует с абиетиновой кислотой и её эфирами.
• Малеиновый ангидрид также используется для производства тетрагидрофурана реакцией димеризации^[7]:

Токсичность, охрана труда

Малеиновый ангидрид — токсичное вещество, может попадать в организм при вдыхании и через кожу. Мгновенно-опасная концентрация 10 мг/м^3[8].

ПДК 2,5-Фурандиона 1 мг/м³ (максимально разовая)^[9]. По данным^[10] малеиновый ангидрид при концентрации 2—3 мг/м³ имеет «незначительный запах и слабое раздражающее действие». Использование широко распространённых фильтрующих СИЗОД при «замене фильтров при появлении запаха под маской» (как рекомендуется в РФ поставщиками) приведёт к запоздалой замене противогазных фильтров, по крайней мере, у части работников. Следует использовать значительно более эффективные изменение технологии и средства коллективной защиты.

Примечания

1. GESTIS database
2. http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0376.html
3. David R. Lide, Jr. Basic laboratory and industrial chemicals (англ.): A CRC quick reference handbook — CRC Press, 1993. — ISBN 978-0-8493-4498-5
4. CRC Handbook of Chemistry and Physics (англ.) / W. M. Haynes — 97 — Boca Raton: 2016. — P. 6—114. — ISBN 978-1-4987-5428-6
5. МАЛЕИНОВЫЙ АНГИДРИД: области применения и прогноз спроса  (неопр.). Дата обращения: 19 июля 2020. Архивировано 19 июля 2020 года.
6. Обзор рынка Малеинового ангидрида  (неопр.). Дата обращения: 7 февраля 2022. Архивировано 7 февраля 2022 года.
7. Merck Index of Chemicals and Drugs, 9th ed.
8. Малеиновый ангидрид // NIOSH Pocket guide to chemical hazards / Michael E. Barsan (technical Editor). — 3 ed. — Cincinnati, Ohio: NIOSH, 2007. — С. 189. — 454 с. — (DHHS (NIOSH) Publication No. 2005-149). Архивировано 22 сентября 2017 года.
9. (Роспотребнадзор). № 2213 // ГН 2.2.5.3532-18 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны» (рус.) / утверждены А.Ю. Поповой. — Москва, 2018. — С. 150. — 170 с. — (Санитарные правила). Архивировано 12 июня 2020 года.
10. Григорьева К. В. Загрязнение атмосферного воздуха малеиновым ангидридом и его гигиеническая оценка / Рязанов В. А., Гольдберг М. С. (ред.). — Биологическое действие и гигиеническое значение атмосферных загрязнений. — Москва: Издательство "Медицина", 1966. — С. 42—57. — 188 с. — (Выпуск 1/9). — 3000 экз.

Литература

• Любарский А. Г. Малеиновый ангидрид / Редкол.: Кнунянц И. Л. и др.. — Химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2 (Даф-Мед). — 671 с. — ISBN 5-82270-035-5.