Methacrylsäure ( MAA ) ist eine organische Verbindung mit der Formel CH₂ = C(CH₃ ) CO₂H . Diese farblose, viskose Flüssigkeit ist eine Carbonsäure mit stechendem, unangenehmem Geruch. Sie ist in warmem Wasser löslich und mit den meisten organischen Lösungsmitteln mischbar. Methacrylsäure wird industriell in großem Maßstab als Vorstufe für ihre Ester , insbesondere Methylmethacrylat (MMA), und für Polymethylmethacrylat (PMMA) hergestellt.

Produktion

Im gebräuchlichsten Syntheseweg wird Methacrylsäure aus Acetoncyanohydrin hergestellt , das mit Schwefelsäure in Methacrylamidsulfat überführt wird. Dieses Derivat wird anschließend entweder zu Methacrylsäure hydrolysiert oder in einem Schritt zu Methylmethacrylat verestert. Ein anderer Syntheseweg beginnt mit Isobutylen , das durch Dehydratisierung von tert -Butanol gewonnen werden kann . Isobutylen wird schrittweise zu Methacrolein und anschließend zu Methacrylsäure oxidiert. Methacrolein kann zu diesem Zweck auch aus Formaldehyd und Ethylen hergestellt werden . Ein dritter Syntheseweg beinhaltet die Dehydrierung von Isobuttersäure . [ 3 ]

Verschiedene umweltfreundliche Synthesewege wurden erforscht, jedoch nicht kommerzialisiert. Insbesondere die Decarboxylierung von Itaconsäure , Citraconsäure und Mesaconsäure liefert Methacrylsäure. [ 4 ] Salze der Methacrylsäure wurden durch Kochen von Citra- oder Meso-Brompyrotartarsäure mit Laugen erhalten .

Die Pyrolyse von Ethylmethacrylat liefert effizient Methacrylsäure. [ 5 ]

Verwendung und Vorkommen

Die Hauptanwendung von Methacrylsäure besteht in ihrer Polymerisation zu Poly(methylmethacrylat) . [ 6 ]

Es wird in einigen Nagelprimern verwendet, um die Haftung von Acrylnägeln auf der Nagelplatte zu verbessern. [ 7 ]

Copolymere, die teilweise aus Methacrylsäure bestehen, werden in bestimmten Arten von Tablettenüberzügen verwendet, um die Auflösung der Tablette im Verdauungstrakt zu verlangsamen und somit die Freisetzung des Wirkstoffs zu verlängern oder zu verzögern . [ 8 ]

Monocarbonsäuren wie Methacrylsäure und Acrylsäure werden bei der Herstellung von Vinylesterharzen verwendet . [ 9 ]

MAA-Ester kommen natürlicherweise im Öl der Römischen Kamille vor . [ 10 ]

Typisches Vinylesterharz, hergestellt aus Bisphenol-A-Diglycidylether und Methacrylsäure. [ 11 ]

Reaktionen

Für kommerzielle Anwendungen wird MAA unter Verwendung von Azobisisobutyronitril als thermisch aktiviertem Radikalkatalysator polymerisiert . Andernfalls polymerisiert MAA thermisch oder photochemisch relativ langsam. [ 6 ]

Methacrylsäure unterliegt mehreren Reaktionen, die für α,β-ungesättigte Säuren charakteristisch sind (siehe Acrylsäure ). Zu diesen Reaktionen gehören die Diels-Alder-Reaktion und Michael-Additionen . Veresterungen erfolgen durch säurekatalysierte Kondensationen mit Alkoholen, Alkylierungen mit bestimmten Alkenen und Umesterungen. Durch Epoxidringöffnung entstehen Hydroxyalkylester. [ 3 ] Natriumamalgam reduziert sie zu Isobuttersäure . Eine polymere Form der Methacrylsäure wurde 1880 beschrieben. [ 12 ]

Siehe auch

Referenzen

  1. ^ Internationale Union für Reine und Angewandte Chemie (2014). Nomenklatur der Organischen Chemie: IUPAC-Empfehlungen und bevorzugte Namen 2013. The Royal Society of Chemistry . S. 746. doi : 10.1039/9781849733069 . ISBN 978-0-85404-182-4Die
  2. ^ a b c d e f NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards. "#0386" . National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).
  3. ^ a b William Bauer Jr. (2002). „Methacrylsäure und Derivate“. Ullmanns Enzyklopädie der Technischen Chemie . Weinheim: Wiley-VCH. doi : 10.1002/14356007.a16_441 . ISBN 978-3-527-30673-2Die
  4. ^ Le Nôtre, Jérôme; Witte-van Dijk, Susan CM; van Haveren, Jacco; Scott, Elinor L.; Sanders, Johan PM (September 2014). „Synthese von biobasierter Methacrylsäure durch Decarboxylierung von Itaconsäure und Zitronensäure, katalysiert durch feste Übergangsmetallkatalysatoren“ . ChemSusChem . 7 (9): 2712–2720 . Bibcode : 2014ChSCh...7.2712L . doi : 10.1002/cssc.201402117 . PMID 25045161 . 
  5. ^ WP Ratchford (1949). „Acrylsäure I. Pyrolysemethode“. Organic Syntheses . 29 : 2. doi : 10.15227/orgsyn.029.0002 .Dieser Artikel beschreibt auch die Pyrolyse von Ethylmethacrylat.
  6. ^ a b Stickler, Manfred; Rhein, Thoma (2000). „Polymethacrylate“. Ullmanns Enzyklopädie der Technischen Chemie . doi : 10.1002/14356007.a21_473 . ISBN 3-527-30673-0Die
  7. ^ „Produkte – Nagelpflegeprodukte“ . www.fda.gov . US-amerikanische Lebensmittel- und Arzneimittelbehörde (FDA). 06.03.2018. Archiviert vom Original am 29.03.2014 . Abgerufen am 03.04.2019 .
  8. ^ „Wässrige magensaftresistente Überzüge mit Methacrylsäure-Copolymer Typ C auf sauren und basischen Arzneistoffen in Tabletten- und Pelletform, Teil I: Acetylsalicylsäure-Tabletten und -Kristalle“ .
  9. ^ „Ungesättigte Polyester und Vinylester“ , Handbuch der Duroplaste , William Andrew Publishing, S. 126, 01.01.2014, doi : 10.1016/b978-1-4557-3107-7.00006-3 , abgerufen am 15.12.2025
  10. ^ Baranauskienė, Renata; Venskutonis, Petras Rimantas; Ragažinskienė, Ona (01.10.2022). „Wertschöpfung aus römischer Kamille (Chamaemelum nobile L.) durch umfassende Bewertung des hydrodestillierten Aromas und der verbleibenden nichtflüchtigen Fraktionen“ . Food Research International . 160 111715. doi : 10.1016/j.foodres.2022.111715 . ISSN 0963-9969 . 
  11. ^ Pham, Ha Q.; Marks, Maurice J. (2012). „Epoxidharze“. Ullmanns Enzyklopädie der Technischen Chemie . Weinheim: Wiley-VCH. doi : 10.1002/14356007.a09_547.pub2 . ISBN 978-3-527-30673-2Die
  12. ^ F. Engelhorn (1880). Rudolph Fittig (Hrsg.). „II. Untersuchungen über die ungesättigten Säuren. Zur Kenntnis der Methacrylsäure“ [II. Untersuchungen zu den ungesättigten Säuren. Zur Charakterisierung der Methacrylsäure. Justus Liebigs Annalen der Chemie . 200 : 70. doi : 10.1002/jlac.18802000103 .Die