ギ酸 ギ酸（蟻酸、ぎさん、formic acid）は、低級のカルボン酸の1つ。化学式は HCOOH。IUPAC命名法ではメタン酸 (methanoic acid) が系統名である。−CHO基を持つため、アルデヒドの性質（還元性）も示す。工業的に作られており、水溶液が市販されている。加熱すると発火しやすい。 酢酸生産時の副生成物としてギ酸が得られるが、それだけでは不足するため他の方法を用いたギ酸の生成も行われている。 メタノールと一酸化炭素を強塩基存在下で反応させると、ギ酸メチルが生成する。CH3OH + CO → HCOOCH3 工業的にはこの反応は高圧液相下で行われる。典型的な反応条件は80℃、40気圧でナトリウムメトキシドを用いるというものである。ギ酸メチルを加水分解するとギ酸が生成する。HCOOCH3 + H2O → HCOOH + CH3OH しかしながらメチルエステルの加水分解を効率的に進行させるには大過剰の水が必要であるため、他の化合物を経由した加水分解も行われている。ギ酸メチルをアンモニアと反応させホルムアミドを生成後、ホルムアミドを硫酸で加水分解するというものである。HCOOCH3 + NH3 → HCONH2 + H2OHCONH2 + H2O + ?H2SO4 → HCOOH + ?(NH4)2SO4 この方法では硫酸アンモニウムが副生成物として生成してしまうという問題点がある。このため近年、製造業者はエネルギー効率向上の観点から、ギ酸メチルを直接加水分解した後の大過剰の水からギ酸を取り出す技術を開発している。例としてBASF社の、有機塩基を用いて抽出するという手法が挙げられる。 濃縮したいときは次のようにする。
一般情報
IUPAC名メタン酸（系統名）
ギ酸（許容慣用名）
別名
分子式CH2O2
分子量46.03 g/mol
組成式
式量g/mol
形状無色液体
CAS登録番号64-18-6
SMILESO=COH
性質
密度と相1.2196 g/cm3, 液体
相対蒸気密度1.6 （空気 = 1）
水への溶解度自由に溶解する
への溶解度g/100 mL ( ℃)
への溶解度g/100 mL ( ℃)
融点8.40 °C
沸点100.75 °C
昇華点°C
pKa3.75
pKb
比旋光度 [α]D
比旋光度 [α]D
粘度
屈折率
出典 ⇒ICSC
⇒Kis-net
目次
1 生成方法
2 歴史
3 化学的性質
4 生物とギ酸
5 利用
6 危険性
7 法的規制
8 参考文献
9 関連項目
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水溶液を強く冷却し、ギ酸の結晶を析出させる。
精留塔
ギ酸プロピルを混ぜて蒸留すると、蒸留液は二層に分かれる。このうちギ酸プロピルの層を蒸留すると、純ギ酸が得られる。
15世紀初頭には、錬金術師や自然主義者の一部は、エゾアカヤマアリ類の蟻塚から酸性の蒸気が出ていることを知っていた。1671年、イギリスの博物学者であるジョン・レイ ( ⇒John Ray) が、大量の死んだアリの蒸留によりギ酸を初めて単離し、「アリの酸 (formic acid)」と命名した。ジョセフ・ルイ・ゲイ＝リュサックが、シアン化水素からのギ酸の合成に成功した。1855年、フランスのマルセラン・ベルテロが、今日行われている一酸化炭素からの合成を行った。
ギ酸は水や多くの極性溶媒、炭化水素に溶解する。炭化水素に溶解している場合や気体の場合、水素結合によりカルボン酸の二量体を形成している。この結合の存在により、気体は理想気体の性質から大きく外れたものとなる。液体及び固体状態では効率的な水素結合のネットワークを形成している。
ギ酸はカルボン酸であるが、通常の条件下では酸塩化物や酸無水物を形成しないという特徴を持つ。これらを生成させようとした実験のほとんどは一酸化炭素が生成するという結果に終わった。その後−78℃でフッ化ホルミルをギ酸ナトリウムと反応させると酸無水物が、−60℃で1-ホルムイミダゾールのクロロメタン溶液と塩酸を反応させると酸塩化物が生成するという報告がなされた[1]。加熱するとギ酸は一酸化炭素と水に分解する。
カルボン酸としては独特の性質を持ち、アルケンと反応する。ギ酸とアルケンが反応するとギ酸エステルを生成する。しかし硫酸やフッ化水素などの酸が存在するとコッホ反応 (Koch reaction) によりギ酸がアルケンに付加し、炭素鎖が伸長したカルボン酸が生成する。
ギ酸水溶液は、一価カルボン酸の中では最も強い酸性に加えて腐食性を持ち、皮膚に触れると水泡を生じ、痛みを与える。
