化學(xué)式:,從該化學(xué)式可以清晰看出分子是由 9 個(gè)碳原子、6 個(gè)氫原子和 6 個(gè)氧原子組成,這種原子組成決定了其具有特定的結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì)。
結(jié)構(gòu)特點(diǎn):核心結(jié)構(gòu)為苯環(huán),且苯環(huán)上均勻地在 1、3、5 三個(gè)位置連接著三個(gè)羧基()官能團(tuán),正是這三個(gè)羧基的存在使得均苯三甲酸具備了很強(qiáng)的酸性以及多樣的反應(yīng)活性,在有機(jī)合成、材料科學(xué)等眾多領(lǐng)域都有著重要應(yīng)用價(jià)值。
外觀性狀:通常呈現(xiàn)為白色結(jié)晶粉末狀,外觀比較細(xì)膩、規(guī)整,有著良好的結(jié)晶形態(tài),不過其外觀在一定程度上也會(huì)受到純度等因素影響。
溶解性:在有機(jī)溶劑方面,像乙醇、乙醚、丙酮等有機(jī)溶劑中有一定的溶解性,能夠在這些溶劑中實(shí)現(xiàn)較好的分散溶解;在水中的溶解性相對(duì)有限,但隨著溫度升高,其在水中的溶解性會(huì)有所增加,因?yàn)樯郎赜欣诳朔肿娱g作用力,促進(jìn)其在水中的分散。
熔點(diǎn):有相對(duì)固定的熔點(diǎn)范圍,一般在 380℃ - 390℃之間,當(dāng)加熱到熔點(diǎn)溫度時(shí),會(huì)從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài),不過具體數(shù)值會(huì)因樣品純度以及測(cè)量條件等差異而略有變動(dòng)。
酸性:由于分子中含有三個(gè)羧基,均苯三甲酸具有較強(qiáng)的酸性,屬于多元酸,其酸性比一元羧酸要強(qiáng)得多。在溶液中能夠電離出多個(gè)氫離子,且可以分步電離,能與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成相應(yīng)的鹽類,例如和氫氧化鈉反應(yīng),可按照不同的物質(zhì)的量比例生成不同的鈉鹽,如均苯三甲酸鈉等。
反應(yīng)活性:
羧基相關(guān)反應(yīng):三個(gè)羧基可參與眾多有機(jī)反應(yīng)。比如可以和醇類發(fā)生酯化反應(yīng),在催化劑(如濃硫酸等)存在的條件下,生成相應(yīng)的酯類化合物,這些酯類化合物可用于有機(jī)合成中構(gòu)建更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)或者作為有特殊性能的材料中間體;還能與胺類物質(zhì)發(fā)生酰胺化反應(yīng),生成含酰胺結(jié)構(gòu)的化合物,這在藥物合成等領(lǐng)域有重要應(yīng)用。
苯環(huán)相關(guān)反應(yīng):苯環(huán)雖然相對(duì)比較穩(wěn)定,但在一些特定的強(qiáng)氧化、強(qiáng)還原等條件下也可發(fā)生反應(yīng)。例如在強(qiáng)氧化劑作用下,苯環(huán)可能會(huì)被破壞并轉(zhuǎn)化為其他含氧化合物;在合適的還原條件下,苯環(huán)上可進(jìn)行加氫等反應(yīng),改變其化學(xué)結(jié)構(gòu),拓展其功能應(yīng)用。
穩(wěn)定性:在常規(guī)的儲(chǔ)存條件下,例如常溫、干燥、避光且避免與強(qiáng)氧化劑、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等物質(zhì)接觸時(shí),相對(duì)比較穩(wěn)定。但如果處于高溫、高濕度環(huán)境或者接觸一些能引發(fā)其羧基、苯環(huán)反應(yīng)的物質(zhì)時(shí),就容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而改變其結(jié)構(gòu)。
金屬有機(jī)框架材料(MOFs):是合成金屬有機(jī)框架材料的重要配體之一,通過其羧基與金屬離子(如鋅離子、銅離子等)進(jìn)行配位作用,能夠構(gòu)建出具有高孔隙率、大比表面積的 MOFs 材料,這些材料在氣體吸附與分離(如吸附二氧化碳、氫氣等氣體)、催化、藥物緩釋等眾多領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。
高分子材料:在高分子材料領(lǐng)域,可用于對(duì)聚合物進(jìn)行改性,比如將其引入到聚酯、聚酰胺等高分子材料中,通過羧基與高分子鏈上的活性基團(tuán)反應(yīng),提高材料的交聯(lián)密度,增強(qiáng)材料的熱穩(wěn)定性、機(jī)械性能等綜合性能,使其能更好地應(yīng)用于包裝、電子電器等行業(yè)。
有機(jī)合成中間體:作為重要的有機(jī)合成中間體,用于合成多種具有特殊性能的有機(jī)化合物,例如一些具有特殊光電性能、生物活性的化合物等,在藥物研發(fā)、材料科學(xué)等方面都起著關(guān)鍵的作用。
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陳順