Autor: Pawel Hoszowski (hoszowsk_at_poczta.fm)
Data: Sun 30 Jun 2002 - 22:31:26 MET DST


>----- Original Message -----
>From: Bateria <bateria_at_space.pl>

>Witam wszystkich jestem nowy w tej grupie i
>mam od razu takie pytanko jak i z czego
>najłatwiej otrzymać kwas masłowy???

Kiedys mi byl potrzebny podobny kwas, wiec odpisuje.

KWAS MASŁOWY. Tw=163°C.

1.
Kwas masłowy może być otrzymany przez
fermentację masłową cukrów albo nawet skrobii (!) za pomocą Bacillus subtilis czy Bacillus butyricus. Jełczeniu masła sprzyja dostęp tlenu, wilgoci oraz temperatura 25-35°C.
Uwaga !
Jadowitość Bacillus subtilis i Bacillus anthracis powodują pewne kwaśne polipeptydy (m.cz. 6500 u dla subtilis i 45000 u dla anthracis) [Nenitescu]. Poza tym Bacillus subtilis przy pH < 6 wywołują dekarboksylację aminokwasów (powstają
dodatkowo cuchnące aminy).
Koenzymem dekarboksylazy może też być fosofran pirydoksalu (witamina B6) w pH=8.5.
W stanie wolnym występuje także w wyciągach mięsnych i pocie.

2.
Synteza z butanu itp. węglowodorów NASYCONYCH jest jak na razie bardzo mało selektywna (chyba, że ktoś miałby inne dane !)
Tlen atakuje rodnikowo węglowodory w obecności octanów Cr,Mn,V [Bochwic383]. Z butanu w 165°C powstaje keton MEK (metyloetyloketon) + kwas octowy + octany (Me i Et) w stosunku wagowym 1:15:3 [Ropuszynski][Bochwic384]. Kwasy tłuszczowe C10-C25 otrzymuje się jednak tą metodą [Bochwic195][Molenda2169] z wydajnością ok. 50%.
R-CH(OOH)-CH2-R + 2 O2 -> 2 RCOOH + H2O. Reakcję trudno zatrzymać na etapie aldehydu lub ketonu. Kwasy C10-C25 mają ważne zastosowanie w produkcji środków powierzchniowo czynnych, smarów plastycznych, itp.

3.
O wiele łatwiej otrzymać kwas masłowy z n-butanolu. Liniowy butanol produkcji Z.A. Kędzierzyn stosowany był przy produkcji "butylowanych"
żywic tzw. karbamidowych, mocznikowych lub melaminowych. Butanol techniczny otrzymuje się w p-kcie 10c.

Aby otrzymać kwas z alkoholu, zwykle działa się na alkohole K2Cr2O7, KMnO4, MnO2, HNO3
(uwaga na powstające azotany !) lub O2/Cu,Co,Mn, ale zwykle nie H2O2, Cl2, HOCl.

3b.
Niezbyt przydatną mieszaninę alkoholi do otrzymywania kwasu masłowego stanowi fuzel. Jeśli jednak chodzi o otrzymanie równie fascynującego zapachu, to... Fuzel jest to mieszanina wyższych alkoholi: izoamylowego, amylowego i izobutylowego. Alkohole te powstają odpowiednio w czasie fermentacji za pomocą drożdży piwnych itp. (Saccharomyces cerevisiae) z leucyny, izoleucyny i waliny [Ehrlich w Nenitescu] i są składnikiem fuzlu czyli pozostałości po destylacji spirytusu. Aminokwasy pochodzą z białek, które zazwyczaj znajdują się w surowcu poddanym fermentacji (albo można je tam dodać). Przez utlenienie tych alkoholi otrzyma się dwa kwasy izowalerianowe i izomasłowy.
Też "pachną" niewąsko ! Miłej zabawy ! :))))

4.
Aldehyd octowy ulega kondensacji krotonowej (kwaśnej jak i zasadowej) do aldehydu krotonowego: CH3-CH=CH-CHO który można potem na kilka sposobów zamienić w kwas masłowy (przez utlenianie i redukcję a także na odwrót).
Przejściowo powstaje aldol CH3-CH(OH)-CH2-CHO (kondensacja aldolowa) który pod wpływem ogrzewania z kwasami i z zasadami odszczepia wodę dając aldehyd krotonowy.

5.
Łatwo dostępny jest octan etylu. Można go skondensować za pomocą etanolanu sodu do acetylooctanu etylu, a ten poddać redukcji Clemmensena Na/Hg/HClst. W tych ostrych warunkach może jednak następować hydroliza ("rozpad kwasowy") acetylooctanu lub redukcja grupy estrowej do alkoholowej.
W efekcie powstanie octan etylu, butanol, octan butylu, etanol, 1,3-diglikol itp.
Kwas acetylooctowy jako beta-ketokwas dekarboksyluje około 50°C, czasami już w obrębie temperatury topnienia (ok. 37°C) jeszcze łatwiej alfa-ketokwasy (np. pirogronowy - 150°C).
Redukcję acetylooctanu etylu ewentulanie kwasu acetylooctowego trzeba byłoby więc prowadzić drogim NaBH4 albo w kilku etapach, przez alkohol i chlorek.

Octan etylu jednak zbyt pięknym, tanim i łatwo dostępnym surowcem jest, żeby się poddawać tak łatwo. Można by poddać kondensacji dziesięciokrotny nadmiar octan etylu z jedną częścią bromku etylu lub siarczanu dietylu
za pomocą EtONa, od razu do maślanu etylu. Potem wlać to do dużej ilości wody (1:1), nie za małej bo Claisen się "cofnie" :))) i oddestylować nadmiar octanu etylu i etanol. W kolbie pozostanie maślan sodu w wodzie z NaOH i NaBr.

W razie braku sodu do etanolanu można etanolan sodu 'sfabrykować' z etanolu, NaOH (kret do rur) i toluenu lub ksylenu przez destylację azeotropową (najszybciej używając nasadki Deana-Starka).
Etanolan MUSI być bezwodny !

6.
Ze związków magnezo-, sodo- i litoorganicznych w reakcji typu:
CH3CH2CH2MgCl + CO2 -> CH3CH2CH2COOMgCl

6b.
Ze zwiazków cynkoorganicznych w reakcji Reformatskiego: Cl-CH2COOR + Zn -> Cl-Zn-CH2COOR -/CH3CHO/-> CH3-CH(OZnCl)-CH2-COOR -/HCl,Fe,Zn/-> CH3-CH2-CH2-COOH

7.
W reakcji haloformowej ketonu propylowo-metylowego (w latach 80-tych był dostępny jako rozpuszczalnik): CH3CH2CH2COCH3 + 3Cl2 + 4NaOH ->
-> Pr-COONa + 3NaCl + CHCl3 + 3H2O

Można tu użyć także 2-pentanol zamiast ketonu.


Metody "nietrywialne".

8.
Z n-propanolanu sodu:
CH3CH2CH2ONa + CO --> CH3CH2CH2COONa
Przeprowadził ją BERTHELOT w 1855 roku,
przypomniał Tokarzewski Ludomir w pięknym skrypcie sprzed ok. 20 lat (strona 14).
Tokarzewski podaje, że podobna reakcja zachodzi też na BF3 (150 at, 150°C), H3PO4, H2SO4, ale wtedy uzyskuje się kwasy -izo (reakcja H.Kocha).

9.
Hydroksykarbonylowanie propylenu.
Co(CO)4, Ni(CO)4 ewentualnie z HJ, pirydyną. 130-180°C i 10-30 MPa [Molenda2170]:

CH3-CH=CH2 + CO + H2O -> CH3-CH2-CH2-COOH 10.
Aldehyd n-masłowy uzyskuje się najczęściej metodą okso, tj. przez hydroformylowanie propylenu.

10a.
Katalizator rodowy + trifenylofosfina
80-120°C, 2 MPa
10b.
Katalizator kobaltowy HCo(CO)4
140-180°C, 30 MPa.
10c.
Po dodaniu fosfin do HCo(CO)4 powstają
n-alkohole zamiast n-aldehydów, czyli np. n-butanol z propylenu.

Paweł Hoszowski.

A propos, na co ci ten kwas masłowy, nie da się go czymś zastąpić ?



INTERIA.PL: Portal pelen informacji... >>> http://link.interia.pl/f15fd

To archiwum zostało wygenerowane przez hypermail 2.1.7 : Thu 08 May 2003 - 14:51:42 MET DST