乙酸乙酯

更新时间:2024-01-22 17:15

乙酸乙酯(ethyl acetate),又称醋酸乙酯,是一种有机化合物,化学式为C4H8O2,是一种具有官能团-COOR的酯类(碳与氧之间是双键),能发生醇解、氨解、酯交换、还原等一般酯的共同反应,主要用作溶剂、食用香料、清洗去油剂。

理化性质

物理性质

密度:0.902g/cm3

熔点:-84℃

沸点:76.6-77.5℃

闪点:-4℃(CC)

折射率:1.372(20℃)

饱和蒸气压:10.1kPa(20℃)

临界温度:250.1℃

临界压力:3.83MPa

引燃温度:426.7℃

爆炸上限(V/V):11.5%

外观:无色液体

溶解性:微溶于水,溶于乙醇、丙酮、乙醚、氯仿、苯等多数有机溶剂

化学性质

乙酸乙酯能发生醇解、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,290℃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300~350℃的锌粉分解成氢、一氧化碳、二氧化碳、丙酮和乙烯,360℃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150℃,生成氯乙烷乙酰氯。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。

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。乙酸与乙醇发生可逆反应会生成乙酸乙酯。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。

醇解反应

CH3COOCH2CH3+CH3OH⇌CH3COOCH3+CH3CH2OH

氨解反应

NH3+C2H5OOCCH3=C2H5OH+CH3CONH2

乙酰乙酸乙酯制备

以无水乙酸乙酯和金属钠为原料,以过量的乙酸乙酯为溶剂,进行Claisen酯缩合而制备乙酰乙酸乙酯。

2CH3COOC2H5(NaOC2H5)→Na+ [CH3COCHCOOC2H5]-(HOAc)→CH3COCH2COOC2H5 +NaOAc

分子结构数据

计算化学数据

制备

实验室制取乙酸乙酯

先加乙醇,再加浓硫酸(防止暴沸),最后加乙酸,然后加热(可以控制实验)乙酸的酯化反应制乙酸乙酯的方程式:

(可逆反应、加热、浓硫酸催化剂)

(1)酯化反应是一个可逆反应。为提高酯的产量,须使反应向有利于生成酯的方向进行。一般是通过反应物过量促进正向反应。实验室条件下,一般采用乙醇过量的办法。并且需要高质量分数的乙醇,如能用无水乙醇代替质量分数为95%的乙醇效果更佳。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%即可实现,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,要保持在60 ℃~70 ℃左右,温度过高时会产生乙醚和亚硫酸等杂质。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。

3.1:浓硫酸既作催化剂,又做吸水剂。

3.2:饱和Na2CO3溶液的作用是:(1)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。(2)Na2CO3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。(3)乙酸乙酯在盐溶液中溶解度较小。(4)盐溶液密度较大,便于分层。

3.3:为有利于乙酸乙酯的生成,可采取以下措施:(1)制备乙酸乙酯时,反应温度不宜过高,保持在60 ℃~70 ℃。不能使液体沸腾。(2)最好使用冰醋酸和无水乙醇。同时采用乙醇过量的办法。(3)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。(4)使用无机盐Na2CO3溶液吸收挥发出的乙酸。

工业生产

(1)酯化法由乙酸与乙醇在硫酸存在下直接酯化而得,生产工艺上有连续与间歇之分。

(a)间隙工艺。将乙酸、乙醇和少量的硫酸加入反应釜,加热回流5-6 h。然后蒸出乙酸乙酯,并用5%的食盐水洗涤,氢氧化钠和氯化钠混合溶液中和至PH=8。再用氧化钙溶液洗涤,加无水碳酸钾干燥。最后蒸馏,收集76-77 ℃的馏分,即得产品。

(b)连续工艺。1:1.15(质量比)的乙醇和乙酸连续进入酯化塔釜,在硫酸的催化下于105-110 ℃下进行酯化反应。生成的乙酸乙酯和水以共沸物的形式从塔顶馏出,经冷凝分层后,上层酯部分回流,其余进入粗品槽,下层水经回收乙酸乙酯后放弃。粗酯经脱低沸物塔脱去少量的水后再入精制塔,塔顶可得产品。此工艺较间隙法好。

(2)乙醛法乙醛在乙醇铝催化下生成乙酸乙酯,将乙醛、乙醇铝等连续加入两个串联的反应器,于0-20 ℃下进行反应,第二反应器的出口转化率可达99.5%以上,然后经蒸馏得乙酸乙酯。收率达95 %-96 %,此工艺比较经济。

纯化与除水方法

乙酸乙酯一般含量为95%~98%,含有少量水、乙醇和乙酸。

可用下法纯化:于1000 mL乙酸乙酯中加入100 mL乙酸酐,10滴浓硫酸,加热回流4 h,除去乙醇和水等杂质,然后进行蒸馏。馏液用20~30 g无水碳酸钾振荡,再蒸馏。产物沸点为77 ℃,纯度可达以上99 %。

贮存方法

储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过37 ℃。保持容器密封。应与氧化剂、酸类、碱类分开存放,切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。

毒理学数据

生态学数据

用途

GB 2760-1996规定为允许使用的食用香料。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。

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,也可用于柱层析的洗脱剂。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。

物质毒性

急救措施

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:用活性炭或其他惰性材料吸收。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。

安全信息

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