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。
- 中文名
- 乙酸乙酯 [4]
- 外文名
- ethyl acetate [4]
- 别 名
- 醋酸乙酯 [4]
- 化学式
- C4H8O2 [4]
- 分子量
- 88.105 [4]
- CAS登录号
- 141-78-6 [4]
- EINECS登录号
- 205-500-4 [4]
- 熔 点
- -84 ℃ [4]
- 沸 点
- 76.5 至 77.5 ℃
- 水溶性
- 微溶
- 密 度
- 0.902 g/cm³
- 外 观
- 无色液体
- 闪 点
- -4 ℃(CC)
- 安全性描述
- S7;S16;S26;S33;S36/37;S45 [4]
- 危险性符号
- F [4]
- 危险性描述
- R11;R36;R66;R67 [4]
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℃) [4]
临界温度:250.1℃ [4]
临界压力:3.83MPa [4]
引燃温度:426.7℃ [4]
爆炸上限(V/V):11.5% [4]
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 [3]
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,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。 [1]
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 [2]
摩尔折射率 | 22.35 [4] |
---|---|
摩尔体积(cm3/mol) | 98.0 [4] |
等张比容(90.2K) | 216.0 [4] |
表面张力(dyne/cm) | 23.5 [4] |
极化率(10-24cm3) | 8.86 [3] |
疏水参数计算参考值(XlogP) | 无 |
---|---|
氢键供体数量 | 0 |
氢键受体数量 | 2 [4] |
可旋转化学键数量 | 2 [4] |
互变异构体数量 | 0 |
拓扑分子极性表面积(TPSA) | 26.3 [4] |
重原子数量 | 6 [4] |
表面电荷 | 0 |
复杂度 | 49.5 [4] |
同位素原子数量 | 0 |
确定原子立构中心数量 | 0 |
不确定原子立构中心数量 | 0 |
确定化学键立构中心数量 | 0 |
不确定化学键立构中心数量 | 0 |
共价键单元数量 | 1 [3] |
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。
(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 %。 [5]
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。 [1]
急性毒性 | LD50 | 5620mg/kg(大鼠经口) |
---|---|---|
LD50 | 4940mg/kg(兔经皮) | |
LC50 | 200g/m3(大鼠吸入) | |
LC50 | 45g/m3(小鼠吸入,2h) | |
刺激性 | 人经眼 | 400ppm,引起刺激 |
亚急性与慢性毒性 | 豚鼠吸入 | 2000ppm或7.2g/m3,65次接触,无明显影响 |
致突变性 | 性染色体缺失和不分离 | 酿酒酵母菌24400ppm |
细胞遗传学分析 | 仓鼠成纤维细胞9g/L [3] |
生态毒性 | LC50 | 230mg/L(96h)(黑头呆鱼) |
---|---|---|
EC50 | 220mg/L(96h)(黑头呆鱼) | |
生物降解性 | 好氧生物降解性 | 24~168h |
厌氧生物降解性 | 24~672h | |
非生物降解性 | 水中光氧化半衰期 | 24090~9.60×105h |
空气中光氧化半衰期 | 35.3~353h | |
一级水解半衰期 | 1.77×104h [3] |
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。
编号 | 毒性类型 | 测试方法 | 测试对象 | 使用剂量 | 毒性作用 |
---|---|---|---|---|---|
1 | 急性毒性 | 吸入 | 人类 | 400 ppm | 嗅觉毒性——未报告 眼毒性——结膜刺激 肺部、胸部或者呼吸毒性——其他变化 |
2 | 急性毒性 | 口服 | 大鼠 | 5620 mg/kg | 详细作用没有报告除致死剂量以外的其他值 |
3 | 急性毒性 | 吸入 | 大鼠 | 200 g/m3 | 行为毒性——嗜睡 肺部、胸部或者呼吸毒性——急性肺水肿 胃肠道毒性——唾液腺的结构或功能发生变化 |
4 | 急性毒性 | 皮下注射 | 大鼠 | 5 mg/kg | 详细作用没有报告除致死剂量以外的其他值 |
5 | 急性毒性 | 口服 | 小鼠 | 4100 mg/kg | 行为毒性——嗜睡 行为毒性——运动行为发生变化 行为毒性——昏迷 |
6 | 急性毒性 | 吸入 | 小鼠 | 45 mg/m3/2H | 详细作用没有报告除致死剂量以外的其他值 |
7 | 急性毒性 | 腹腔注射 | 小鼠 | 709 mg/kg | 详细作用没有报告除致死剂量以外的其他值 |
8 | 急性毒性 | 吸入 | 猫 | 61 mg/m3 | 详细作用没有报告除致死剂量以外的其他值 |
9 | 急性毒性 | 皮下注射 | 猫 | 3 mg/kg | 行为毒性——嗜睡 胃肠道毒性——恶心、呕吐 血液毒性——其他变化 |
10 | 急性毒性 | 口服 | 兔 | 4935 mg/kg | 详细作用没有报告除致死剂量以外的其他值 |
11 | 急性毒性 | 皮肤表面 | 兔 | >20 mL/kg | 详细作用没有报告除致死剂量以外的其他值 |
12 | 急性毒性 | 口服 | 豚鼠 | 5500 mg/kg | 行为毒性——嗜睡 行为毒性——运动行为发生变化 (具体情况具体分析) 行为毒性——昏迷 |
13 | 急性毒性 | 皮下注射 | 豚鼠 | 3 mg/kg | 行为毒性——嗜睡 |
14 | 慢性毒性 | 吸入 | 大鼠 | 1500 ppm/90D-I | 嗅觉毒性——嗅觉感觉发生变化 嗅觉毒性——未报告 |
15 | 慢性毒性 | 腹腔注射 | 大鼠 | 8 mL/kg/8D-I | 肝毒性——其他变化 生化毒性——抑制或诱导磷酸酶 生化毒性——新陈代谢发生其他变化 |
16 | 慢性毒性 | 吸入 | 狗 | 22 mg/m3/40M/4W-I | 行为毒性——共济失调 肺部、胸部或者呼吸毒性——刺激呼吸道 营养和代谢系统毒性——体温下降 |
17 | 眼部毒性 | 入眼 | 人类 | 400 ppm | |
18 | 突变毒性 | 酿酒酵母 | 24400 ppm | ||
19 | 突变毒性 | 仓鼠成纤维细胞 | 9 mg/L |
接触部分 | 急救措施 |
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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。 |
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。 |
食入 | 饮足量温水,催吐,就医。 |
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。
安全术语 | S7:Keep container tightly closed. 保存在严格密闭容器中。 |
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S16:Keep away from sources of ignition - No smoking. 远离火源,禁止吸烟。 | |
S26:In case of contact with eyes, rinse immediately with plenty of water and seek medical advice. 眼睛接触后,立即用大量水冲洗并征求医生意见。 | |
S33:Take precautionary measures against static discharges. 对静电采取预防措施。 | |
S36/37:Wear suitable protective clothing and gloves. 穿戴适当的防护服和手套。 | |
S45:In case of accident or if you feel unwell, seek medical advice immediately (show the lable where possible). 发生事故时或感觉不适时,立即求医(可能时出示标签)。 | |
风险术语 | R11:Highly flammable. 高度易燃的。 |
R36:Irritating to eyes. 刺激眼睛。 | |
R66:Repeated exposure may cause skin dryness or cracking. 长期接触可能引起皮肤干裂。 | |
R67:Vapours may cause drowsiness and dizziness. 蒸汽可能引起困倦和眩晕。 |