乙酸乙酯

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乙酸乙酯又称醋酸乙酯,化学式C4H8O2。化学式量88.11,低毒性,有甜味,浓度较高时有刺激性气味,易挥发,是一种用途广泛的精细化工产品。具有优异的溶解性、快干性,用途广泛,是一种重要的有机化工原料和工业溶剂。

乙酸乙酯对空气敏感,吸收水分缓慢水解而呈酸性。乙酸乙酯微溶于水;能与氯仿、乙醇、丙酮和乙醚混溶;能溶解某些金属盐类(如氯化锂、氯化钴、氯化锌、氯化铁等)反应。

物理性质

外观:无色澄清液体。

气味:有强烈的醚似的气味,清灵、微带果香的酒香,易扩散,不持久。

燃烧性:易燃

闪点(℃):-4℃(闭杯),7.2℃(开杯)

引燃温度(℃):

爆炸下限(%):2.0

爆炸上限(%):11.5

最小点火能(mJ):0.46

最大爆炸压力(MPa):0.

粘度(mPa·s,20oC):0.45

沸点(℃):77.2

吸收波长:(nm)

相对密度(空气=1):3.04

相对密度(水=1):0.90

临界温度:.1(℃)

熔点(℃):-83.6

折光率(20℃):1.—1.

相对密度(水=1):0.-—0.

相对蒸气密度(空气=1):3.04

饱和蒸气压(kPa):13.33(27℃)

燃烧热(kJ/mol):.89

临界温度(℃):.1

临界压力(MPa):3.83

辛醇/水分配系数的对数值:0.73

室温下的分子偶极矩:1.78D

溶解性:微溶于水,溶于醇、酮、醚、氯仿等多数有机溶剂。

化学性质

乙酸乙酯又称醋酸乙酯,是一种具有官能团-COOR的酯类(碳与氧之间是双键)。纯净的乙酸乙酯是无色透明具有刺激性气味的液体,是一种用途广泛的精细化工产品,具有优异的溶解性、快干性,用途广泛,是一种非常重要的有机化工原料和工业溶剂,被广泛用于醋酸纤维、乙基纤维、氯化橡胶、乙烯树脂、乙酸纤维树酯、合成橡胶、涂料及油漆等的生产过程中。

乙酸乙酯也能发生醇解、氨解、酯交换、还原等一般酯的共同反应。金属钠存在下自行缩合,生成3-羟基-2-丁酮或乙酰乙酸乙酯;与Grignard试剂反应生成酮,进一步反应得到叔醇。乙酸乙酯对热比较稳定,℃加热8~10小时无变化。通过红热的铁管时分解成乙烯和乙酸,通过加热到~℃的锌粉分解成氢、一氧化碳、二氧化碳、丙酮和乙烯,℃通过脱水的氧化铝可分解为水、乙烯、二氧化碳和丙酮。乙酸乙酯经紫外线照射分解生成55%一氧化碳,14%二氧化碳和31%氢或甲烷等可燃性气体。与臭氧反应生成乙醛和乙酸。气态卤化氢与乙酸乙酯发生反应,生成卤代乙烷和乙酸。其中碘化氢最易反应,氯化氢在常温下则需加压才发生分解,与五氯化磷一起加热到℃,生成氯乙烷和乙酰氯。乙酸乙酯与金属盐类生成各种结晶性的复合物。这些复合物溶于无水乙醇而不溶于乙酸乙酯,且遇水容易水解。

乙酸与乙醇发生可逆反应会生成乙酸乙酯。我们所说的陈酒很好喝,就是因为酒中少量的乙酸与乙醇反应生成具有果香味的乙酸乙酯。

水解反应

乙酸乙酯容易水解,常温下有水存在时,也逐渐水解生成乙酸和乙醇。添加微量的酸或碱能促进水解反应。乙酸乙酯的碱性水解与酸性水解最大的差别在于,碱性水解是不可逆的,也就是反应机制中可逆的进程与不可逆的进程。

醇解反应

CH3COOCH2CH3+CH3OH?CH3COOCH3+CH3CH2OH

氨解反应

NH3+C2H5OOCCH3=C2H5OH+CH3CONH2

制备方法

实验室制备

乙酸乙酯的制取:先加乙醇,再加浓硫酸(加入碎瓷片以防暴沸),最后加乙酸,然后加热(可以控制实验)。

注:投料比大致为乙醇/乙酸(体积比)=1.6

乙酸和乙醇的酯化反应制乙酸乙酯的方程式:

反应方程式

注意事项

1、酯化反应是一个可逆反应。为了提高酯的产量,必须尽量使反应向有利于生成酯的方向进行。一般是使反应物酸和醇中的一种过量。在工业生产中,究竟使哪种过量为好,一般视原料是否易得、价格是否便宜以及是否容易回收等具体情况而定。在实验室里一般采用乙醇过量的办法。乙醇的质量分数要高,如能用无水乙醇代替质量分数为95%的乙醇效果会更好。催化作用使用的浓硫酸量很少,一般只要使硫酸的质量达到乙醇质量的3%就可完成催化作用,但为了能除去反应中生成的水,应使浓硫酸的用量再稍多一些。

2、制备乙酸乙酯时反应温度不宜过高,在保持在60℃~70℃之间,温度过高时会产生乙醚和亚硫酸或乙烯等杂质。液体加热至沸腾后,应改用小火加热。事先可在试管中加入几片碎瓷片,以防止液体暴沸。

3、导气管不要伸到Na2CO3溶液中去,防止由于加热不均匀,造成Na2CO3溶液倒吸入加热反应物的试管中。而且乙醇与乙酸极易溶于水,会造成倒吸。

4、浓硫酸既作催化剂,又做吸水剂。

5、Na2CO3溶液的作用是:

⑴饱和碳酸钠溶液的作用是冷凝酯蒸气,减小酯在水中的溶解度(利于分层),除出混合在乙酸乙酯中的乙酸,溶解混合在乙酸乙酯中的乙醇。

⑵Na2CO3能跟挥发出的乙酸反应,生成没有气味的乙酸钠,便于闻到乙酸乙酯的香味。

6、为有利于乙酸乙酯的生成,可采取以下措施:

⑴制备乙酸乙酯时,反应温度不宜过高。

⑵最好使用冰醋酸和无水乙醇。同时采用乙醇过量的办法。

⑶起催化作用的浓硫酸的用量很小,但为了除去反应中生成的水,浓硫酸的用量要稍多于乙醇的用量。

⑷使用无机盐Na2CO3溶液吸收挥发出的乙酸。

7、用Na2CO3不能用碱(NaOH)的原因:虽然也能吸收乙酸和乙醇,但是碱会催化乙酸乙酯彻底水解,导致实验失败。

工业制备

乙醛缩合法

在乙醇铝催化剂作用下,在0-20℃时乙醛自动氧化缩合成乙酸乙酯,化学反应式如下:

2CH3CHO→CH3COOC2H5

上述方法20世纪70年代在欧美、日本等地已形成了大规模的生产装置,在生产成本和环境保护等方面有着明显的优势。20世纪90年代,我国在中间实验的基础上刚实现万吨级工业化,所以技术指标和国外水平还有差距。该法不存在大量水的共沸问题,容易得到纯度为99.5%以上的优级品。因而,与直接酯化法比,该法具有下列优点:反应条件温和、反应转化率和乙酸乙酯的收率高、原料成本低、经济效益明显,但该方法存在如下缺点:一是催化剂制备技术难度较大且在水中易被水解;二是该反应为放热反应,需要用温度较低的冰盐水冷却。

乙醇氧化法

从原料的来源和成本分析,以乙醇为原料的合成路线较合理、廉价。乙醇氧化法按其反应机理可分为两种双功能催化剂体系。

氧气参与反应

采用Pd-Cu/分子筛催化剂,反应温度为℃,乙醇被氧化为乙酸乙酯。其反应机制如下:

C2H5OH+?O2→CH3CHO+H2O(Pd-Cu)

CH3CHO+?O2→CH3COOH(Pd-Cu)

C2H5OH+CH3COOH→CH3COOC2H5+H2O(酸)

无氧气参与反应

以Cu/CoO/ZnO/Al2O3混合氧化物为催化剂,乙醇在碱中心上脱氢为乙醛,乙醛在水的参与下通过酸碱协同作用歧化为乙酸和乙醇,乙酸和乙醇再在酸中心上酯化为乙酸乙酯。其机理如下:

C2H5OH→CH3CHO+H2(脱氢)

2CH3CHO+H2O→C2H5OH+CH3COOH(歧化)

C2H5OH+CH3COOH→CH3COOC2H5+H2O(酯化)

主要用途

1.可少量用于玉兰、依兰、桂花、兔耳草花及花露水、果香型等香精作头香来提调新鲜果香之用,特别是用于香水香精中,有圆熟的效果。适用于樱桃、桃子、杏子、葡萄、草莓、悬钩子、香蕉、生梨、凤梨、柠檬、甜瓜等食用香精。酒用香精如白兰地、威士忌、朗姆、黄酒、白酒等亦用之。

2.乙酸乙酯是应用最广的脂肪酸酯之一,是一种快干性溶剂,具有优异的溶解能力,是极好的工业溶剂。可用于硝酸纤维、乙基纤维、氯化橡胶和乙烯树脂、乙酸纤维素酯、纤维素乙酸丁酯和合成橡胶,也可用于复印机用液体硝基纤维墨水。可作粘接剂的溶剂、喷漆的稀释剂。乙酸乙酯是许多类树脂的高效溶剂,广泛应用于油墨、人造革生产中。用作分析试剂、色谱分析标准物质及溶剂。

3.在纺织工业中可用作清洗剂,在食品工业中可作为特殊改性酒精的香味萃取剂,还用作制药过程和有机酸的萃取剂。乙酸乙酯也是制造染料、药物和香料的原料。

3.检定铋、金、铁、汞、氧化剂和铂,测定铋、硼、金、铁、钼、铂、钾

4.分离糖类时作为校正温度计的标准物质。

5.生化研究,蛋白质顺序分析。

6.环保、农药残留量分析。

储存运输

1、本品属于一级易燃品,应贮于低温通风处,远离火种火源。

2、采取措施,预防静电发生。装卸时,应轻装轻卸,防止包装及容器破损,防止静电积聚。

3、产品应贮存于阴凉、通风的库房,仓温不宜超过30℃,防止阳光直接照射,保持容器的密闭。应与氧化剂、酸碱类等分开存放,储区应备有泄露应急设备和合适的收容材料。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。

4、工作场所应保持通风透气,操作人员应佩带好防护用品。

安全措施危险特性

易燃,其蒸气与空气可形成爆炸性混合物。遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与氧化剂接触会猛烈反应。在火场中,受热的容器有爆炸危险。其蒸气比空气重,能在较低处扩散到相当远的地方,遇明火会引着回燃。

燃烧(分解)产物:一氧化碳、二氧化碳。

现场应急监测方法:气体检测管法

实验室监测方法:无泵型采样气相色谱法(WS/T-,作业场所空气)

蒸汽可能引起困倦和眩晕。长期接触可能引起皮肤干裂。

紧急处理

吸入:迅速脱离现场至新鲜空气处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。

误食:饮足量温水,催吐,就医。

皮肤接触:脱去被污染衣着,用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。

眼睛接触:提起眼睑,用流动清水或生理盐水冲洗。就医。

灭火剂:抗溶性泡沫、二氧化碳、干粉、砂土。用水灭火无效。

灭火注意事项:可用水保持火场中容器冷却。

泄漏处理

泄漏应急处理迅速撤离泄漏污染区人员至安全区,并进行隔离,严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿消防防护服。尽可能切断泄漏源,防止进入下水道、排洪沟等限制性空间。

小量泄漏:用活性炭或其它惰性材料吸收。也可以用大量水冲洗,洗水稀释后放入废水系统。

大量泄漏:构筑围堤或挖坑收容;用泡沫覆盖,降低蒸气灾害。用防爆泵转移至槽车或专用收集器内,回收或运至废物处理场所处置。

配伍禁忌

乙酸乙酯与强氧化剂、强碱、强酸和硝酸盐产生剧烈反应,可导致火灾或爆炸。本品与氯磺酸、氢化锂铝、2-氯甲基呋喃,及四丁基氢氧化胺也起剧烈反应。

报警检测

可燃气体浓度报警器用来检测可燃气体的泄露。当工业环境中有可燃气体泄露时,当可燃气体浓度报警器检测到气体浓度达到爆炸临界点时,可燃气体浓度报警器就会发出报警信号,以提醒现场工作人员采取安全措施,并驱动排风、切断、喷淋系统,防止发生爆炸、火灾、中毒事故,从而保障安全生产。

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