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乙酸乙酯

鎖定
乙酸乙酯(ethyl acetate),又稱醋酸乙酯,是一種有機化合物,化學式為C4H8O2,是一種具有官能團-COOR的酯類(碳與氧之間是雙鍵),能發生醇解、氨解、酯交換、還原等一般酯的共同反應,主要用作溶劑、食用香料、清洗去油劑。
中文名
乙酸乙酯 [4] 
外文名
ethyl acetate [4] 
別    名
醋酸乙酯 [4] 
化學式
C4H8O2 [4] 
分子量
88.105 [4] 
CAS登錄號
141-78-6 [4] 
EINECS登錄號
205-500-4 [4] 
熔    點
-84 ℃ [4] 
沸    點
76.5 至 77.5 ℃
水溶性
微溶
密    度
0.902 g/cm³
外    觀
無色液體
閃    點
-4 ℃(CC)
安全性描述
S7;S16;S26;S33;S36/37;S45 [4] 
危險性符號
F [4] 
危險性描述
R11;R36;R66;R67 [4] 

乙酸乙酯理化性質

乙酸乙酯物理性質

密度:0.902g/cm3
熔點:-84℃
沸點:76.6-77.5℃
閃點:-4℃(CC)
折射率:1.372(20℃)
飽和蒸氣壓:10.1kPa(20℃) [4] 
臨界温度:250.1℃ [4] 
臨界壓力:3.83MPa [4] 
引燃温度:426.7℃ [4] 
爆炸上限(V/V):11.5% [4] 
外觀:無色液體
溶解性:微溶於水,溶於乙醇、丙酮、乙醚、氯仿、苯等多數有機溶劑 [3] 

乙酸乙酯化學性質

乙酸乙酯能發生醇解、氨解、酯交換、還原等一般酯的共同反應。金屬鈉存在下自行縮合,生成3-羥基-2-丁酮乙酰乙酸乙酯;與Grignard試劑反應生成酮,進一步反應得到叔醇。乙酸乙酯對熱比較穩定,290℃加熱8~10小時無變化。通過紅熱的鐵管時分解成乙烯和乙酸,通過加熱到300~350℃的鋅粉分解成氫、一氧化碳、二氧化碳、丙酮和乙烯,360℃通過脱水的氧化鋁可分解為水、乙烯、二氧化碳和丙酮。乙酸乙酯經紫外線照射分解生成55%一氧化碳,14%二氧化碳和31%氫或甲烷等可燃性氣體。與臭氧反應生成乙醛和乙酸。氣態鹵化氫與乙酸乙酯發生反應,生成滷代乙烷和乙酸。其中碘化氫最易反應,氯化氫在常温下則需加壓才發生分解,與五氯化磷一起加熱到150℃,生成氯乙烷乙酰氯。乙酸乙酯與金屬鹽類生成各種結晶性的複合物。這些複合物溶於無水乙醇而不溶於乙酸乙酯,且遇水容易水解。 [1] 
水解反應
乙酸乙酯容易水解,常温下有水存在時,也逐漸水解生成乙酸和乙醇。添加微量的酸或鹼能促進水解反應。乙酸乙酯的鹼性水解與酸性水解最大的差別在於,鹼性水解是不可逆的,也就是反應機制中可逆的進程與不可逆的進程。乙酸與乙醇發生可逆反應會生成乙酸乙酯。陳酒很好喝,就是因為酒中少量的乙酸與乙醇反應生成具有果香味的乙酸乙酯。
醇解反應
CH3COOCH2CH3+CH3OH⇌CH3COOCH3+CH3CH2OH
氨解反應
NH3+C2H5OOCCH3=C2H5OH+CH3CONH2
乙酰乙酸乙酯製備
以無水乙酸乙酯和金屬鈉為原料,以過量的乙酸乙酯為溶劑,進行Claisen酯縮合而製備乙酰乙酸乙酯。
2CH3COOC2H5(NaOC2H5)→Na+ [CH3COCHCOOC2H5]-(HOAc)→CH3COCH2COOC2H5 +NaOAc [2] 

乙酸乙酯分子結構數據

摩爾折射率
22.35 [4] 
摩爾體積(cm3/mol)
98.0 [4] 
等張比容(90.2K)
216.0 [4] 
表面張力(dyne/cm)
23.5 [4] 
極化率(10-24cm3
8.86 [3] 

乙酸乙酯計算化學數據

疏水參數計算參考值(XlogP)
氫鍵供體數量
0
氫鍵受體數量
2 [4] 
可旋轉化學鍵數量
2 [4] 
互變異構體數量
0
拓撲分子極性表面積(TPSA)
26.3 [4] 
重原子數量
6 [4] 
表面電荷
0
複雜度
49.5 [4] 
同位素原子數量
0
確定原子立構中心數量
0
不確定原子立構中心數量
0
確定化學鍵立構中心數量
0
不確定化學鍵立構中心數量
0
共價鍵單元數量
1 [3] 

乙酸乙酯製備

乙酸乙酯實驗室製取乙酸乙酯

先加乙醇,再加濃硫酸(防止暴沸),最後加乙酸,然後加熱(可以控制實驗)乙酸的酯化反應制乙酸乙酯的方程式:
(可逆反應、加熱、濃硫酸催化劑)
(1)酯化反應是一個可逆反應。為提高酯的產量,須使反應向有利於生成酯的方向進行。一般是通過反應物過量促進正向反應。實驗室條件下,一般採用乙醇過量的辦法。並且需要高質量分數的乙醇,如能用無水乙醇代替質量分數為95%的乙醇效果更佳。催化作用使用的濃硫酸量很少,一般只要使硫酸的質量達到乙醇質量的3%即可實現,但為了能除去反應中生成的水,應使濃硫酸的用量再稍多一些。
(2)製備乙酸乙酯時反應温度不宜過高,要保持在60 ℃~70 ℃左右,温度過高時會產生乙醚和亞硫酸等雜質。液體加熱至沸騰後,應改用小火加熱。事先可在試管中加入幾片碎瓷片,以防止液體暴沸。
(3)導氣管不要伸到Na2CO3溶液中去,防止由於加熱不均勻,造成Na2CO3溶液倒吸入加熱反應物的試管中。
3.1:濃硫酸既作催化劑,又做吸水劑。
3.2:飽和Na2CO3溶液的作用是:(1)飽和碳酸鈉溶液的作用是冷凝酯蒸氣,減小酯在水中的溶解度(利於分層),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能跟揮發出的乙酸反應,生成沒有氣味的乙酸鈉,便於聞到乙酸乙酯的香味。(3)乙酸乙酯在鹽溶液中溶解度較小。(4)鹽溶液密度較大,便於分層。
3.3:為有利於乙酸乙酯的生成,可採取以下措施:(1)製備乙酸乙酯時,反應温度不宜過高,保持在60 ℃~70 ℃。不能使液體沸騰。(2)最好使用冰醋酸和無水乙醇。同時採用乙醇過量的辦法。(3)起催化作用的濃硫酸的用量很小,但為了除去反應中生成的水,濃硫酸的用量要稍多於乙醇的用量。(4)使用無機鹽Na2CO3溶液吸收揮發出的乙酸。

乙酸乙酯工業生產

(1)酯化法由乙酸與乙醇在硫酸存在下直接酯化而得,生產工藝上有連續與間歇之分。
(a)間隙工藝。將乙酸、乙醇和少量的硫酸加入反應釜,加熱迴流5-6 h。然後蒸出乙酸乙酯,並用5%的食鹽水洗滌,氫氧化鈉和氯化鈉混合溶液中和至PH=8。再用氧化鈣溶液洗滌,加無水碳酸鉀乾燥。最後蒸餾,收集76-77 ℃的餾分,即得產品。
(b)連續工藝。1:1.15(質量比)的乙醇和乙酸連續進入酯化塔釜,在硫酸的催化下於105-110 ℃下進行酯化反應。生成的乙酸乙酯和水以共沸物的形式從塔頂餾出,經冷凝分層後,上層酯部分迴流,其餘進入粗品槽,下層水經回收乙酸乙酯後放棄。粗酯經脱低沸物塔脱去少量的水後再入精製塔,塔頂可得產品。此工藝較間隙法好。
(2)乙醛法乙醛在乙醇鋁催化下生成乙酸乙酯,將乙醛、乙醇鋁等連續加入兩個串聯的反應器,於0-20 ℃下進行反應,第二反應器的出口轉化率可達99.5%以上,然後經蒸餾得乙酸乙酯。收率達95 %-96 %,此工藝比較經濟。
純化與除水方法
乙酸乙酯一般含量為95%~98%,含有少量水、乙醇和乙酸。
可用下法純化:於1000 mL乙酸乙酯中加入100 mL乙酸酐,10滴濃硫酸,加熱迴流4 h,除去乙醇和水等雜質,然後進行蒸餾。餾液用20~30 g無水碳酸鉀振盪,再蒸餾。產物沸點為77 ℃,純度可達以上99 %。 [5] 
貯存方法
儲存於陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源。庫温不宜超過37 ℃。保持容器密封。應與氧化劑、酸類、鹼類分開存放,切忌混儲。採用防爆型照明、通風設施。禁止使用易產生火花的機械設備和工具。儲區應備有泄漏應急處理設備和合適的收容材料。 [1] 

乙酸乙酯毒理學數據

急性毒性
LD50
5620mg/kg(大鼠經口)
LD50
4940mg/kg(兔經皮)
LC50
200g/m3(大鼠吸入)
LC50
45g/m3(小鼠吸入,2h)
刺激性
人經眼
400ppm,引起刺激
亞急性與慢性毒性
豚鼠吸入
2000ppm或7.2g/m3,65次接觸,無明顯影響
致突變性
性染色體缺失和不分離
釀酒酵母菌24400ppm
細胞遺傳學分析
倉鼠成纖維細胞9g/L [3] 

乙酸乙酯生態學數據

生態毒性
LC50
230mg/L(96h)(黑頭呆魚)
EC50
220mg/L(96h)(黑頭呆魚)
生物降解性
好氧生物降解性
24~168h
厭氧生物降解性
24~672h
非生物降解性
水中光氧化半衰期
24090~9.60×105h
空氣中光氧化半衰期
35.3~353h
一級水解半衰期
1.77×104h [3] 

乙酸乙酯用途

GB 2760-1996規定為允許使用的食用香料。可少量用於玉蘭、依蘭、桂花、兔耳草花及花露水、果香型等香精作頭香來提調新鮮果香之用,特別是用於香水香精中,有圓熟的效果。適用於櫻桃、桃子、杏子、葡萄、草莓、懸鈎子、香蕉、生梨、鳳梨、檸檬、甜瓜等食用香精。酒用香精如白蘭地、威士忌、朗姆、黃酒、白酒等亦用之。
乙酸乙酯是應用最廣的脂肪酸酯之一,是一種快乾性溶劑,具有優異的溶解能力,是極好的工業溶劑,也可用於柱層析的洗脱劑。可用於硝酸纖維、乙基纖維、氯化橡膠和乙烯樹脂、乙酸纖維素酯、纖維素乙酸丁酯和合成橡膠,也可用於複印機用液體硝基纖維墨水。可作粘接劑的溶劑、噴漆的稀釋劑。乙酸乙酯是許多類樹脂的高效溶劑,廣泛應用於油墨、人造革生產中。用作分析試劑、色譜分析標準物質及溶劑。

乙酸乙酯物質毒性

毒性作用試驗數據
編號
毒性類型
測試方法
測試對象
使用劑量
毒性作用
1
急性毒性
吸入
人類
400 ppm
嗅覺毒性——未報告
眼毒性——結膜刺激
肺部、胸部或者呼吸毒性——其他變化
2
急性毒性
口服
大鼠
5620 mg/kg
詳細作用沒有報告除致死劑量以外的其他值
3
急性毒性
吸入
大鼠
200 g/m3
行為毒性——嗜睡
肺部、胸部或者呼吸毒性——急性肺水腫
胃腸道毒性——唾液腺的結構或功能發生變化
4
急性毒性
皮下注射
大鼠
5 mg/kg
詳細作用沒有報告除致死劑量以外的其他值
5
急性毒性
口服
小鼠
4100 mg/kg
行為毒性——嗜睡
行為毒性——運動行為發生變化
行為毒性——昏迷
6
急性毒性
吸入
小鼠
45 mg/m3/2H
詳細作用沒有報告除致死劑量以外的其他值
7
急性毒性
腹腔注射
小鼠
709 mg/kg
詳細作用沒有報告除致死劑量以外的其他值
8
急性毒性
吸入
61 mg/m3
詳細作用沒有報告除致死劑量以外的其他值
9
急性毒性
皮下注射
3 mg/kg
行為毒性——嗜睡
胃腸道毒性——噁心、嘔吐
血液毒性——其他變化
10
急性毒性
口服
4935 mg/kg
詳細作用沒有報告除致死劑量以外的其他值
11
急性毒性
皮膚表面
>20 mL/kg
詳細作用沒有報告除致死劑量以外的其他值
12
急性毒性
口服
豚鼠
5500 mg/kg
行為毒性——嗜睡
行為毒性——運動行為發生變化
(具體情況具體分析)
行為毒性——昏迷
13
急性毒性
皮下注射
豚鼠
3 mg/kg
行為毒性——嗜睡
14
慢性毒性
吸入
大鼠
1500 ppm/90D-I
嗅覺毒性——嗅覺感覺發生變化
嗅覺毒性——未報告
15
慢性毒性
腹腔注射
大鼠
8 mL/kg/8D-I
肝毒性——其他變化
生化毒性——抑制或誘導磷酸酶
生化毒性——新陳代謝發生其他變化
16
慢性毒性
吸入
22 mg/m3/40M/4W-I
行為毒性——共濟失調
肺部、胸部或者呼吸毒性——刺激呼吸道
營養和代謝系統毒性——體温下降
17
眼部毒性
入眼
人類
400 ppm

18
突變毒性

釀酒酵母
24400 ppm

19
突變毒性

倉鼠成纖維細胞
9 mg/L

乙酸乙酯急救措施

接觸部分
急救措施
皮膚接觸
脱去被污染衣着,用肥皂水和清水徹底沖洗皮膚。
眼睛接觸
提起眼瞼,用流動清水或生理鹽水沖洗。就醫。
吸入
迅速脱離現場至新鮮空氣處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難,給輸氧。如呼吸停止,立即進行人工呼吸。就醫。
食入
飲足量温水,催吐,就醫。

乙酸乙酯泄漏應急處理

迅速撤離泄漏污染區人員至安全區,並進行隔離,嚴格限制出入。切斷火源。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器,穿消防防護服。儘可能切斷泄漏源,防止進入下水道、排洪溝等限制性空間。
小量泄漏:用活性炭或其他惰性材料吸收。也可以用大量水沖洗,洗水稀釋後放入廢水系統。
大量泄漏:構築圍堤或挖坑收容;用泡沫覆蓋,降低蒸氣災害。用防爆泵轉移至槽車或專用收集器內,回收或運至廢物處理場所處置。

乙酸乙酯安全信息

安全術語
S7:Keep container tightly closed.
保存在嚴格密閉容器中。
S16:Keep away from sources of ignition - No smoking.
遠離火源,禁止吸煙。
S26:In case of contact with eyes, rinse immediately with plenty of water and seek medical advice.
眼睛接觸後,立即用大量水沖洗並徵求醫生意見。
S33:Take precautionary measures against static discharges.
對靜電採取預防措施。
S36/37:Wear suitable protective clothing and gloves.
穿戴適當的防護服和手套。
S45:In case of accident or if you feel unwell, seek medical advice immediately (show the lable where possible).
發生事故時或感覺不適時,立即求醫(可能時出示標籤)。
風險術語
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.
長期接觸可能引起皮膚乾裂。
R67:Vapours may cause drowsiness and dizziness.
蒸汽可能引起睏倦和眩暈。
參考資料