Butansyre

Butansyre
Identifikation
IUPAC navn	Butansyre
Synonymer	smørsyre ethyleddikesyre n-butansyre
N o CAS	107-92-6
N o ECHA	100.003.212
N o EF	203-532-3
DrugBank	DB03568
PubChem	264
FEMA	2221
SMILE	CCCC (= O) O PubChem , 3D-visning
InChI	InChI: 3D-visning InChI = 1 / C4H8O2 / c1-2-3-4 (5) 6 / h2-3H2,1H3, (H, 5,6) / f / h5H
Udseende	farveløs, olieagtig væske med en karakteristisk lugt.
Kemiske egenskaber
Brute formel	C 4 H 8 O 2   [isomerer]
Molar masse	88,1051 ± 0,0044  g / mol C 54,53%, H 9,15%, O 36,32%,
Molekylær diameter	0,560  nm
Fysiske egenskaber
T ° fusion	−7,9  ° C
T ° kogning	164  ° C
Opløselighed	i vand: blandbar, blandbar med ethanol , ether
Opløselighedsparameter δ	21,5  MPa 1/2 ( 25  ° C ); 25,1  J 1/2 · cm -3/2 ( 25  ° C )
Volumenmasse	0,959  g · ml -1 til 20  ° C 0,964  g · ml -1 til 25  ° C ligning: ρ=0,89213/0.25938(1+(1-T/615,7)0,24909){\ displaystyle \ rho = 0.89213 / 0.25938 ^ {(1+ (1-T / 615.7) ^ {0.24909})}} Densitet af væsken i kmol · m -3 og temperatur i Kelvin, fra 267,95 til 615,7 K. Beregnede værdier: 0,9516 g · cm -3 ved 25 ° C. T (K) T (° C) ρ (kmolm -3 ) ρ (gcm -3 ) 267,95 −5.2 11.087 0,97683 291,13 17.98 10,86825 0,95756 302,73 29,58 10,75607 0,94767 314,32 41,17 10.64193 0,93762 325,91 52,76 10.52571 0,92738 337,5 64,35 10.40728 0,91694 349.09 75,94 10,28648 0,9063 360,68 87,53 10.16313 0,89543 372,28 99,13 10.03707 0,888433 383,87 110,72 9.90805 0,87296 395,46 122,31 9,77586 0,86131 407.05 133,9 9,6402 0,84936 418,64 145,49 9.50076 0,83707 430,23 157.08 9.35718 0,82442 441,83 168,68 9.20902 0,81137 T (K) T (° C) ρ (kmolm -3 ) ρ (gcm -3 ) 453,42 180,27 9.05578 0,79787 465,01 191,86 8.89684 0,78387 476,6 203,45 8,73149 0,7693 488,19 215.04 8.55881 0,75408 499,78 226,63 8,3777 0,73813 511,38 238,23 8.18671 0,7213 522,97 249,82 7,984 0,70344 534,56 261,41 7,76705 0,68432 546,15 273 7.53234 0,666364 557,74 284,59 7.2747 0,64094 569,33 296,18 6,98596 0,6155 580,93 307,78 6,6519 0,58607 592,52 319,37 6,24349 0,55009 604.11 330,96 5.68025 0,50046 615,7 342,55 3.440 0,30308
Automatisk tænding temperatur	452  ° C
Flammepunkt	72  ° C (lukket kop)
Eksplosionsgrænser i luft	2 - 10  % vol
Mættende damptryk	ved 20  ° C  : 57  Pa ligning: Pvs=exs(93.815+-9942.2T+(-9.8019)×likke(T)+(9.3124E-18)×T6){\ displaystyle P_ {vs} = exp (93.815 + {\ frac {-9942.2} {T}} + (- 9.8019) \ times ln (T) + (9.3124E-18) \ times T ^ {6})} Tryk i pascal og temperatur i Kelvins, fra 267,95 til 615,7 K. Beregnede værdier: 102,31 Pa ved 25 ° C. T (K) T (° C) P (Pa) 267,95 −5.2 6,7754 291,13 17.98 57,79 302,73 29,58 145,95 314,32 41,17 339,67 325,91 52,76 735,24 337,5 64,35 1492,17 349.09 75,94 2 859,07 360,68 87,53 5,203.11 372,28 99,13 9.041,12 383,87 110,72 15.069,93 395,46 122,31 24,193,9 407.05 133,9 37 547,42 418,64 145,49 56,511,55 430,23 157.08 82,724,38 441,83 168,68 118,086,14 T (K) T (° C) P (Pa) 453,42 180,27 164.760,94 465,01 191,86 225,178.12 476,6 203,45 302.036,71 488,19 215.04 398.317,26 499,78 226,63 517.305,73 511,38 238,23 662,634,16 522,97 249,82 838 343,81 534,56 261,41 1.048.976,45 546,15 273 1.299.700,83 557,74 284,59 1.596.482,55 569,33 296,18 1.946.308,02 580,93 307,78 2 357 476,01 592,52 319,37 2.839.975,43 604.11 330,96 3.405.974,07 615,7 342,55 4.070.500
Kritisk punkt	52,7  bar , 354,85  ° C
Termokemi
C s	ligning: VSP=(237700)+(-746,40)×T+(1,8290)×T2{\ displaystyle C_ {P} = (237700) + (- 746.40) \ times T + (1.8290) \ times T ^ {2}} Væskens termiske kapacitet i J kmol -1 K -1 og temperatur i Kelvin fra 267,95 til 436,42 K. Beregnede værdier: 177,747 J mol -1 K -1 ved 25 ° C. T (K) T (° C) C s (Jkmol×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kmol \ times K}})} C s (Jkg×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kg \ times K}})} 267,95 −5.2 169.020 1.918 279 5.85 171.826 1.950 284 10,85 173,242 1 966 290 16,85 175,063 1 987 296 22,85 177.015 2.009 301 27,85 178.743 2.029 307 33,85 180 937 2.054 312 38,85 182.865 2.076 318 44,85 185.301 2 103 324 50,85 187 868 2 132 329 55,85 190 107 2.158 335 61,85 192 916 2 190 340 66,85 195,356 2 217 346 72,85 198,406 2 252 352 78,85 201.588 2 288 T (K) T (° C) C s (Jkmol×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kmol \ times K}})} C s (Jkg×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kg \ times K}})} 357 83,85 204,339 2 319 363 89,85 207.762 2 358 369 95,85 211.317 2398 374 100,85 214,380 2 433 380 106,85 218,176 2.476 385 111,85 221.440 2.513 391 117,85 225.477 2.559 397 123,85 229 646 2 607 402 128,85 233 221 2.647 408 134,85 237,631 2.697 413 139,85 241,408 2.740 419 145,85 246.059 2.793 425 151,85 250 843 2.847 430 156,85 254930 2.893 436,42 163,27 260 310 2 955 ligning: VSP=(14.368)+(3.9591E-1)×T+(-1,8906E-4)×T2+(-7,6462E-9)×T3+(2.0812E-11)×T4{\ displaystyle C_ {P} = (14.368) + (3.9591E-1) \ times T + (- 1.8906E-4) \ times T ^ {2} + (- 7.6462E-9) \ times T ^ {3 } + (2.0812E-11) \ times T ^ {4}} Gassens varmekapacitet i J · mol -1 · K -1 og temperatur i Kelvin fra 298 til 1.200 K. Beregnede værdier: 115,564 J · mol -1 · K -1 ved 25 ° C. T (K) T (° C) C s (Jkmol×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kmol \ times K}})} C s (Jkg×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kg \ times K}})} 298 24,85 115.522 1 311 358 84,85 131.864 1497 388 114,85 139.544 1.584 418 144,85 146.902 1.667 448 174,85 153.941 1.747 478 204,85 160 667 1.824 508 234,85 167,084 1.896 538 264,85 173,198 1 966 568 294,85 179.015 2.032 598 324,85 184.540 2.095 628 354,85 189,781 2 154 658 384,85 194 744 2 210 688 414,85 199.437 2 264 718 444,85 203.867 2.314 749 475,85 208,179 2363 T (K) T (° C) C s (Jkmol×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kmol \ times K}})} C s (Jkg×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kg \ times K}})} 779 505,85 212 102 2 407 809 535,85 215.789 2.449 839 565,85 219.250 2489 869 595,85 222.494 2.525 899 625,85 225,531 2.560 929 655,85 228.373 2.592 959 685,85 231.030 2.622 989 715,85 233 514 2.650 1.019 745,85 235.837 2.677 1.049 775,85 238.010 2 701 1.079 805,85 240.048 2.725 1.109 835,85 241.962 2.746 1.139 865,85 243 767 2.767 1.169 895,85 245.476 2,786 1.200 926,85 247,157 2 805
Elektroniske egenskaber
1 re ioniseringsenergi	10,17  ± 0,05  eV (gas)
Optiske egenskaber
Brydningsindeks	ikkeD20{\ displaystyle n_ {D} ^ {20}} 1.398
Forholdsregler
SGH
Fare H314, H314  : Forårsager svære forbrændinger af huden og øjenskader
WHMIS
Uklassificeret produktKlassificeringen af ​​dette produkt er endnu ikke valideret af Toxicological Directory Service Disclosure med 1,0% i henhold til listen over ingredienser
NFPA 704
2 3 0
Transportere
-    2820    FN-nummer  : 2820  : BUTYRIC ACID
Økotoksikologi
DL 50	8,79  g · kg -1 (rotter, oral)
LogP	0,79
Enheder af SI og STP, medmindre andet er angivet.

Den butansyre , også kaldet smørsyre græsk βουτυρος ( smør ) er en carboxylsyre mættet med formlen CH 3 CH 2 CH 2 COOH

Det findes for eksempel i harskt smør , parmesan og gastrisk indhold , hvor det afgiver en stærk og ubehagelig lugt. Smørsyre kan ses fra omkring 5 til 40  pg / m 3 , afhængigt af kilden.

Under standardbetingelser , smørsyre er en lidt olieagtig væske, som størkner ved -8  ° C , og hvis kogepunkt er 164  ° C . Det er let opløseligt i vand , ethanol og ether og adskiller sig fra dets opløsningsmiddel ved tilsætning af calciumchlorid . Den kaliumdichromat og svovlsyre det oxidere i carbondioxid og eddikesyre , medens kaliumpermanganat alkalimetaloxid kun carbondioxid . Desuden dens isomer forfatning den 2-methylpropan , der skylder sit andet navn isosmørsyre.

Det er også en kortkædet fedtsyre, der findes i vegetabilske olier og animalsk fedt. Den glycerid ( ester af glycerol ) smørsyre omfatter 3% til 4% smør. Når smør bliver harsk, hydrolyseres glycerider , hvilket frigiver ubehagelig lugtende smørsyre. Normal smørsyre eller fermentering smørsyre findes også som en hexyl ester i olien af Heracleum giganteum og som en octyl ester i den for pastinak ( Pastinaca sativa ); det er også til stede i sved .

Det produceres normalt ved gæring af sukker eller stivelse forårsaget af tilsætning af rådnende ost , hvortil calciumcarbonat tilsættes for at neutralisere de syrer, der dannes i processen. Butyrisk gæring af stivelse letter ved direkte tilsætning af Bacillus subtilis .

Forskellige estere opnås fra smørsyre. Disse estere kaldes butyrat eller mere korrekt butanoat . Dem med lav molær masse, som methylbutanoat , har for det meste behagelige aromaer. De bruges således som tilsætningsstoffer til fødevarer eller i parfume.

Dens rå formel er den samme som for propylformiat .

Brug

Butansyre anvendes i fremstillingen af forskellige varianter ( butanoat estere ), lavmolekylær smørsyreestere, såsom methyl butanoat, har for det meste, behagelige aroma eller smag. Derfor bruges de som tilsætningsstoffer i mad og parfume.

Takket være sin stærke lugt bruges det også som tilsætningsstof til fiskeri agn. Mange smagsvarianter, der er tilgængelige på markedet for agn til almindelig karpe ( Cyprinus carpio ), bruger smørsyre som esterbase, men det er ikke klart, om fisk tiltrækkes af smørsyre i sig selv eller af andre tilsatte stoffer. Smørsyre er dog en af ​​de få organiske syrer, der viser sig at være velsmagende for både tench og bille .

Anekdotisk er dette stof også blevet brugt som et ikke-toksisk, kvalme-fremkaldende, kød-ødelæggende hvalafstødende middel af Sea Shepherd-holdet mod de japanske hvalfangere fabriksskib og af anti-abortaktivister; nogle politistyrker overvejer også at vedtage det som et ikke-dødeligt våben .

Fremstilling af butyrater

Klassisk gæring

Butyrater eller korrekt butanoater, estere af butansyre, kommer fra gæringer, der involverer anaerobe bakterier . Denne proces blev opdaget af Louis Pasteur i 1861 . De vigtigste bakterier, der producerer butyrater, er:

• Clostridium butyricum  ;
• Clostridium kluyveri  ;
• Clostridium pasteurianum  ;
• Fusobacterium nucleatum  ;
• Butyrivibrio fibrisolvens  ;
• Eubacterium limosum  ;
• Clostridium tyrobutyricum .

Resultaterne af reaktionen er som følger:

C 6 H 12 O 6 → C 4 H 8 O 2 + 2 CO 2 + 2 H 2

Det første trin i fremstillingen af butanoater følger den metaboliske kæde af glycolyse , der resulterer i dannelsen af to molekyler af pyruvat pr molekyle glucose . Det resulterende pyruvat oxideres derefter til ethanoat ( acetat i form af ethanoyl-coenzym A ) ved en unik enzymatisk proces, der involverer en række enzymer kaldet pyruvatdehydrogenase-komplekset med parallel dannelse af kuldioxid (CO 2).) som derefter forlader cellen ved diffusion og reduktion af NAD + til NADH.

• Ethanoyl-coenzym A konverterer til acetoacetyl-coenzym A. Det ansvarlige enzym er acetyl-CoA acetyl-transferase.
• Acetoacetyl-coenzym A konverterer til β-hydroxybutyryl-CoA. det ansvarlige enzym er β-ketoacyl-CoA-reduktase (coenzym: NADH).
• Β-Hydroxybutyryl CoA konverterer til crotonyl CoA. det ansvarlige enzym er β-hydroxyacyldehydratase.
• Den crotonyl-CoA bliver butyl-CoA (CH 3 CH 2 CH 2). det ansvarlige enzym er enoyl-CoA-reduktase (coenzym: NADH).
• En phosphatgruppe erstatter CoA for at danne et butylphosphat. Det ansvarlige enzym er phosphobutyrylase.
• Phosphatgruppen forbinder ADP til dannelse af ATP og butyrater; den ansvarlige enzym er butyrat kinase .

Aceton og gæring af butyrater

Nogle bakterier producerer acetone og butanol gennem en anden proces, der starter som en gæring af butyrater, såsom:

• Clostridium acetobutylicum : (det vigtigste, der anvendes i den kemiske industri)
• Clostridium beijerinckii
• Clostridium tetanomorphum
• Clostridium aurantibutyricum

Disse bakterier følger fermenteringsprocessen beskrevet ovenfor, men når pH er under 5, skifter de til produktion af butanol og acetone for at forhindre et yderligere fald i pH, som ville være fatalt for dem. To molekyler butanol produceres til et molekyle acetone. Modifikationen finder sted efter dannelsen af ​​acetoacetyl CoA. Denne formidler kan under disse betingelser handle på to nye måder:

• Acetoacetyl CoA → acetoacetat → acetone
• Acetoacetyl CoA → butyryl CoA → butanal → butanol.

Fysiologisk aktivitet af butansyre

Smørsyre kan hæmme funktionen af histondeacetylase og derved øge andelen af ​​acetylerede histoner, som har en lavere affinitet for DNA end den ikke-acetylerede form (på grund af elektrostatisk afstødningsårsager). Det er almindeligt accepteret, at binding af transkriptionsfaktorer til DNA er ugunstigt stillet ved tilstedeværelsen af ​​ikke-acetylerede histoner (med lav affinitet for DNA). Det er derfor muligt at konkludere, at smørsyre øger cellens transkriptionsaktivitet i niveauet af promotorer, der er reguleret af histondeacetylaser.

Smørsyre produceres af tarmmikrobiota hos pattedyr. Dets produktion forstærkes af præbiotiske midler ( opløselige fibre ). Det fungerer som brændstof for tarmslimhinden og som et lokalt og systemisk immunstimulerende middel. Det ville tillade immunsystemet at skelne mellem kolonisering af symbiotiske bakterier og patogener såsom kolera .

I kationisk eller esterform har smørsyre antivirale, antifungale og antibakterielle egenskaber. Dens interesse i denne form ligger først og fremmest i dets potentiale til at regulere kræftceller og inducere celledifferentiering.

Kilde

• ( fr ) Denne artikel er helt eller delvist taget fra Wikipedia-artiklen på engelsk med titlen "  Butyric acid  " ( se listen over forfattere ) .

1. BUTYRIC ACID , sikkerhedsark (er) fra det internationale program for kemisk sikkerhed , hørt den 9. maj 2009
2. (in) Yitzhak Marcus, The Properties of Solvents , vol.  4, England, John Wiley & Sons Ltd,1999, 239  s. ( ISBN  0-471-98369-1 )
3. beregnet molekylmasse fra "  Atomic vægte af elementerne 2007  " på www.chem.qmul.ac.uk .
4. (i) James E. Mark, Physical Properties of Polymer Handbook , Springer,2007, 2 nd  ed. , 1076  s. ( ISBN  0387690026 , læst online ) , s.  294
5. (da) Robert H. Perry og Donald W. Green , Perrys Chemical Engineers 'Handbook , USA, McGraw-Hill,1997, 7 th  ed. , 2400  s. ( ISBN  0-07-049841-5 ) , s.  2-50
6. "  Egenskaber ved forskellige gasser  " på flexwareinc.com (adgang til 12. april 2010 )
7. (i) Carl L. kæberne, Handbook of Termodynamiske diagrammer , Vol.  1, Huston, Texas, Gulf Pub. Co.,1996( ISBN  0-88415-857-8 )
8. (i) David R. Lide, Handbook of Chemistry and Physics , CRC,2008, 89 th  ed. , 2736  s. ( ISBN  978-1-4200-6679-1 ) , s.  10-205
9. Indeksnummer 607-135-00-X i tabel 3.1 i tillæg VI til EF-regulativ nr. 1272/2008 (16. december 2008)
10. "  Smørsyre  " i databasen over kemiske produkter Reptox fra CSST (Quebec-organisation med ansvar for sikkerhed og sundhed på arbejdspladsen), adgang til den 25. april 2009
11. "  Kapitel 4, akutte, reprotoksiske risici og lugtopfattelse  " , på invs.sante.fr
12. (i) "  Fryser Lokkemad  " , Nutrabaits
13. AO Kasumyan og KB Døving , “  Smagspræferencer i fisk  ”, Fish and Fisheries , vol.  4,2003, s.  289–347 ( DOI  10.1046 / j.1467-2979.2003.00121.x )
14. (in) "  Japanske hvalfangere skadet af syreafgivende aktivister  " , newser.com,2010
15. (in) "  Voldshistorie: Smørsyreangreb  " , National Abort Federation, 1998
16. PR Pouillart , "  Rollen med smørsyre og dens derivater til behandling af kolorektal cancer og hæmoglobinopatier  ", Life Sciences , bind.  63,1 st januar 1998, s.  1739-1760 ( ISSN  0024-3205 , PMID  9820119 , læst online , adgang 29. december 2015 )
17. (en-US) “  Prebiotics: Tending Our Inner Garden | NutritionFacts.org  ” (Adgang til 24. februar 2019 )
18. Philippe R. Pouillart , Flore Dépeint , Afif Abdelnour og Laetitia Deremaux , “  Nutriose, et præbiotisk lavt fordøjeligt kulhydrat, stimulerer tarmslimhindeimmunitet og forhindrer TNBS-induceret colitis i smågrise  ”, Inflammatory Towel Diseases , vol.  16,1 st maj 2010, s.  783-794 ( ISSN  1536-4844 , PMID  19998458 , DOI  10.1002 / ibd.21130 , læst online , adgang 29. december 2015 )

Bibliografi

Voet & Voet; John Wiley & Sons, 1995

Se også

• Liste over syrer
• Isobutansyre

• Flygtige fedtsyrer