プロピオン酸無水物 (123-62-6) の物理的および化学的性質
プロピオン酸無水物
試薬グレードの酸無水物で、化学合成および中間体製造におけるアシル化試薬として産業および研究用途で使用されます。
| CAS番号 | 123-62-6 |
| 化学族 | 酸無水物 |
| 一般的な形態 | 無色液体 |
| 一般的な規格 | BP, EP, JP |
プロピオン酸無水物は、小さく対称的な脂肪族酸無水物であり、プロピオン酸（プロパノイン酸）の無水物で、2つのプロピオニル単位が酸素架橋によって連結されています。分子は、エーテル様の架橋酸素で隔てられた2つの求電子性カルボニル中心を含み、両方のカルボニル炭素は求核的アシル置換を受けやすいです。構造は化学式 C6H10O3 および SMILES 表記 CCC(=O)OC(=O)CC で表され、プロトン供与性水素を持たず、複数のカルボニル酸素原子がルイス塩基性および極性表面積に寄与します。
電子的には、2つのカルボニル基が顕著なアシル化特性を付与し、水、アルコール、アミンなどの求核剤に対して高い反応性を示し、水または湿潤条件下で速やかに加水分解してプロピオン酸を生成します。この加水分解は発熱反応であり、酸または塩基存在下で促進されます。分子は低分子量有機溶媒としては中程度の極性をもち（トポロジカル極性表面積は 43.4）、水素結合受容能力はカルボニルおよび架橋酸素に集中し、推定分配係数（XLogP）は 0.8 で、適度な疎水性と多くの有機溶媒への適度な溶解性を示します。
性状としては可燃性の水分感受性液体であり、水と反応してプロピオン酸と熱を発生し、酸性蒸気を発生して組織や一部の金属に対して腐食性を示します。蒸気は空気より重く、低い場所に蓄積する可能性があります。工業的にはアシル化／エステル化試薬およびエステル、樹脂、染料、医薬中間体、セルロース誘導体の製造中間体として広く使用されます。規制リストには一部の法域で規制薬物の前駆物質としても記載されています。一般的な市販規格にはBP、EP、JPがあります。
基本的な物理的性質
密度
報告されている密度は、20℃において \(1.011\,\mathrm{g/cm}^3\)、水を1とした相対密度は1.01です。代替単位では20℃で \(8.4\,\mathrm{lb/gal}\) です。従って水よりわずかに重く、仮に大量に流出した場合、流水中では沈降する傾向があります。
融点
実験値としては −45℃（一部の歴史的資料で−45°Fとも表記）と報告されています。現時点で追加の融点関連の確認データはありません。
沸点
複数の実験値が報告されており、167〜170℃（760 mmHg の場合）および336°Fが挙げられます。これは低分子量の無水物としては比較的高い通常沸点であり、分子間の双極子相互作用が影響しています。
蒸気圧
測定された蒸気圧は、25℃で1.36 mmHg、20.6℃で1.0 mmHg、20℃で約0.1 kPa です。これにより、常温でも蒸気が十分に発生し、蒸気は空気より重いため低い場所に留まる可能性があります。
引火点
閉口引火点は63℃（145°F相当）、開口引火点は74℃（165°F相当）と報告されています。これにより、この液体は可燃性に分類され、約63℃以上で蒸気と空気の混合物が爆発性を帯びる可能性があります。
化学的性質
溶解性および相挙動
プロピオン酸無水物は水と接触すると加水分解し（可溶性は反応に依存）、プロピオン酸と熱を生成します。したがって水中での単純な溶解ではなく酸への変換が起こります。メタノール、エタノール、ジエチルエーテル、クロロホルムなど多くの有機溶媒に可溶または混和し、四塩化炭素にはやや可溶です。無水物はアルカリ中にも溶解し（カルボン酸塩の生成）、混合溶媒系における相挙動は古典的な分配よりも求核剤反応性が支配的です。
反応性および安定性
本化合物は反応性の高い酸無水物であり、水、アルコール、アミンとの求核的アシル置換反応により、それぞれプロピオン酸、エステル、アミドを与えます。加水分解は発熱反応であり、塩基条件下では速やかに進行します。水系条件下での加水分解半減期は数分程度（環境運命データ参照）で、pH高値でより速まります。強力な酸化剤、強塩基、酸（加水分解と分解の触媒となる）や反応性金属とは非適合であり、水素発生の可能性もあります。加熱分解では刺激性の強い煙霧や一酸化炭素、二酸化炭素などの燃焼生成物を放出します。
熱力学データ
標準エンタルピーおよび熱容量
本データセットにおいて実験的に確立された値は提供されていません。
分子パラメータ
分子量および化学式
分子式：C6H10O3。
分子量：130.14（報告値）。
LogPおよび極性
推定XLogP（XLogP3-AA）：0.8。トポロジカル極性表面積（TPSA）：43.4 Å^2（報告値43.4）。分子は水素結合供与体を持たず、受容体は3箇所（カルボニル酸素および架橋酸素）であり、中程度の極性と限定的な水中安定性を示します。
構造的特性
IUPAC名（計算記述子）：propanoyl propanoate。
SMILES: CCC(=O)OC(=O)CC
InChI: InChI=1S/C6H10O3/c1-3-5(7)9-6(8)4-2/h3-4H2,1-2H3
InChIKey: WYVAMUWZEOHJOQ-UHFFFAOYSA-N
分子構造は2つの等価なプロピオニル基を持つ対称的脂肪族無水物です。主要な反応部位は2つのカルボニル炭素（求電子部位）と無水物結合を安定化する架橋酸素であり、プロトン供与性ドナーは無いため直接的な水素結合供与は少ないものの、カルボニル酸素は水素結合受容体としておよび金属イオン配位サイトとして機能します。
識別子および同義語
登録番号およびコード
CAS番号：123-62-6。
欧州共同体（EC）番号：204-638-2。
国連番号（輸送用）：2496。
UNII：E3A2VV18E6。
DEAコード（指定化学物質）：8328。
ChEMBL ID：CHEMBL3186472。
DSSTox物質ID：DTXSID1027007。
同義語および構造名
報告されている同義語には、プロピオン酸無水物、プロパノ酸無水物、プロパノイルプロパノアート、プロピオン酸無水物、プロピオニルオキシド、メチル酢酸無水物、(EtCO)2O、プロパノ酸1,1'-無水物などがあり、複数の供給者・グレード注記（例：「Propionic anhydride, 97%」、「Propionic anhydride, >=99%」）があります。
工業的および商業的用途
代表的用途および産業分野
プロピオン酸無水物は、工業的にアシル化剤およびエステル化剤として使用されます。代表的な適用分野には、有機化学品製造、香料およびフレグランス（香水油のエステル製造）、樹脂およびアルキド製造（セルロースエステルおよびアルキド樹脂）、染料および顔料中間体、医薬品中間体合成（プロピオニル化段階）があります。工業規模で生産されており、大量有機化学処理のインベントリに存在します。
合成または製剤における役割
機能的には、プロピオン酸無水物はアルコール、フェノール、アミンおよびその他の求核剤にプロピオニル基（プロピオニル化）を導入し、エステルおよびアミドを形成するために使用されます。脂肪、油脂およびセルロースのエステル化剤として、また特定の硝化／スルホン化および縮合工程における脱水剤またはアシル化媒体として用いられます。実務上、その使用には加水分解による発熱を管理し、望ましくない副反応を防ぐために水分の除去と添加速度および温度の厳密な制御が必要です。
安全性および取扱い概要
急性および職業的毒性
プロピオン酸無水物は腐食性があり、皮膚、眼および呼吸器に強い刺激を与えます。利用可能な危険性分類には、重度の皮膚灼傷および眼損傷（GHS H314/H318）も含まれ、一部の法域では引火性液体の表示（例：H227）があります。吸入すると咳、のどの痛みおよび呼吸困難を引き起こす可能性があり、曝露後に肺水腫が遅れて発症することがあります。報告された急性毒性値は、LD50（ラット、経口）2360 mg/kgおよびLD50（ウサギ、皮膚）10,000 mg/kgです。曝露管理は腐食性および急性の危険性を前提としなければならず、蒸気は空気より重いため、閉鎖空間や低い場所に滞留する可能性があります。
救急処置：汚染された衣服を除去し、皮膚または眼を大量の水で十分な時間洗い流し、被害者を新鮮な空気の場所に移し、直ちに医療機関を受診してください。誤飲後の嘔吐は誘発しないでください。皮膚または眼への中和は発熱反応を伴うため、試みないでください。
保管および取扱い上の注意
プロピオン酸無水物は、水分、強酸化剤、強塩基、アミンおよび食品から離れた乾燥した涼しい風通しの良い場所に保管してください。原容器を密閉し、不適合な物質とは分離して保管し、蒸気を除去するため低い位置で換気することが推奨されます。可能な場合は密閉移送システムおよび不活性化が望ましく、点火源や静電気蓄積を避けるため、移送時には接地および結合接続を行ってください。
個人用保護具には、化学防護ゴーグルまたはフェイスシールド、化学耐性手袋、防護服を含み、吸入リスクがある場合には適切な呼吸用保護具（例：有機蒸気用カートリッジまたは曝露評価に基づく送気式）を使用してください。緊急時対応者は、漏出や火災時には正圧自己完結型呼吸器（SCBA）および完全化学防護装備を使用してください。
漏出および消火：点火源を排除し、小規模な漏出は乾燥吸収剤（砂、土）で覆い、非発火工具で適切な容器に回収して処分してください。大量の漏出無水物に直接水を使用しないでください。加水分解を引き起こすためです。水噴霧は蒸気の抑制に使用できますが、廃液は腐食性を持つ可能性があります。火災時は水噴霧、耐アルコール泡、乾燥化学薬品または二酸化炭素を使用し、強い水ジェットを容器に直接向けることは避けてください。
詳細な危険、有害性、輸送および規制情報については、製品固有の安全データシート（SDS）および現地の法令を参照してください。
