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乙酸乙酯是無色透明液體,有甜味,濃度較高時(shí)有刺激性氣味,易揮發(fā),對空氣敏感,能吸水分,使其緩慢水解而呈酸性反應(yīng)。能與氯仿、乙醇、丙酮和乙醚混溶,溶于水(10%ml/ml)。能溶解某些金屬鹽類(如氯化鋰、氯化鈷、氯化鋅、氯化鐵等)反應(yīng)。相對密度0.902。熔點(diǎn)-83℃。沸點(diǎn)77℃。折光率1.3719。閃點(diǎn)7.2℃(開杯)。易燃。蒸氣能與空氣形成爆炸性混合物。半數(shù)致死量(大鼠,經(jīng)口)11.3ml/kg。
化學(xué)性質(zhì)
實(shí)驗(yàn)室制取乙酸乙酯裝置
乙酸乙酯又稱醋酸乙酯。純凈的乙酸乙酯是無色透明具有刺激性氣味的液體,是一種用途廣泛的精細(xì)化工產(chǎn)品,具有優(yōu)異的溶解性、快干性,用途普遍,是一種非常重要的有機(jī)化工原料和極好的工業(yè)溶劑,被廣泛用于醋酸纖維、乙基纖維、氯化橡膠、乙烯樹脂、乙酸纖維樹酯、合成橡膠、涂料及油漆等的生產(chǎn)過程中。我們所說的陳酒很好喝,就是因?yàn)榫浦泻幸宜嵋阴?。乙酸乙酯具有果香味。因?yàn)榫浦泻猩倭恳宜?,和乙醇進(jìn)行反應(yīng)生成乙酸乙酯。因?yàn)檫@是個(gè)可逆反應(yīng),所以要具有長時(shí)間,才會(huì)積累導(dǎo)致陳酒香氣的乙酸乙酯。
分子式:C4H8O2
官能團(tuán)酯基 -COOR(碳與氧之間是雙鍵)
存在:除人工合成外,還存在于菠蘿、香蕉等果品中。
反應(yīng)中濃硫酸主要作用
⒈催化劑
⒉吸水劑
注意:為了分離乙酸乙酯一般用飽和碳酸鈉溶液
因?yàn)轱柡吞妓徕c溶液可以降低乙酸乙酯在水中的溶解度,同時(shí)可以吸收沒有反應(yīng)的乙醇并中和揮發(fā)的乙酸。
常見用途
1、作為工業(yè)溶劑,用于涂料、粘合劑、乙基纖維素、人造革、油氈著色劑、人造纖維等產(chǎn)品中。
2、作為粘合劑,用于印刷油墨、人造珍珠的生產(chǎn)。
3、作為提取劑,用于醫(yī)藥、有機(jī)酸等產(chǎn)品的生產(chǎn)。
4、作為香料原料,用于菠蘿、香蕉、草莓等水果香精和威士忌、奶油等香料的主要原料。香料制造、可以做白酒勾兌用香料、人造香精。
5、萃取劑,從水溶液中提取許多化合物(磷、鎢、砷、鈷)。
6、有機(jī)溶劑。分離糖類時(shí)作為校正溫度計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。
7、檢定鉍、金、鐵、汞、氧化劑和鉑。
8、測定鉍、硼、金、鐵、鉬、鉑、鉀和鉈。
9、生化研究,蛋白質(zhì)順序分析。
10、環(huán)保、農(nóng)藥殘留量分析。
11、有機(jī)合成。
12、是硝酸纖維素、乙基纖維素、乙酸纖維素和氯丁橡膠的快干溶劑,也是工業(yè)上使用的溶劑。
13、還可用作紡織工業(yè)的清洗劑和天然香料的萃取劑,也是制藥工業(yè)和有機(jī)合成的重要原料。
14、GB 2760—96規(guī)定為允許使用的食用香料。主要用于著香、柿子脫澀、制作香辛料的顆?;蚱瑒?、釀醋配料。廣泛用于配制櫻桃、桃、杏等水果型香精及白蘭地等酒用香精。
實(shí)驗(yàn)室制法
化學(xué)方程式:
乙酸乙酯的制取:先加乙醇,再加濃硫酸(加入碎瓷片以防暴沸),最后加乙酸, 然后
加熱(可以控制實(shí)驗(yàn))。
乙酸和乙醇的酯化反應(yīng)制乙酸乙酯的方程式:CH3COOH+CH3CH2OH〈△濃H2SO4〉CH3COOCH2CH3+H2O
反應(yīng)
1、酯化反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng)。為了提高酯的產(chǎn)量,必須盡量使反應(yīng)向有利于生成酯的方向進(jìn)行。一般是使反應(yīng)物酸和醇中的一種過量。在工業(yè)生產(chǎn)中,究竟使哪種過量為好,一般視原料是否易得、價(jià)格是否便宜以及是否容易回收等具體情況而定。在實(shí)驗(yàn)室里一般采用乙醇過量的辦法。乙醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)要高,如能用無水乙醇代替質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95%的乙醇效果會(huì)更好。催化作用使用的濃硫酸量很少,一般只要使硫酸的質(zhì)量達(dá)到乙醇質(zhì)量的3%就可完成催化作用,但為了能除去反應(yīng)中生成的水,應(yīng)使?jié)饬蛩岬挠昧吭偕远嘁恍?
2、制備乙酸乙酯時(shí)反應(yīng)溫度不宜過高,在保持在60℃~70℃之間,溫度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生乙醚和亞硫酸或乙烯等雜質(zhì)。液體加熱至沸騰后,應(yīng)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(dǎo)氣管不要伸到Na2CO3溶液中去,防止由于加熱不均勻,造成Na2CO3溶液倒吸入加熱反應(yīng)物的試管中。
3.1、濃硫酸既作催化劑,又做吸水劑,脫水劑。
3.2、Na2CO3溶液的作用是:
⑴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(利于分層),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。
⑵Na2CO3能跟揮發(fā)出的乙酸反應(yīng),生成沒有氣味的乙酸鈉,便于聞到乙酸乙酯的香味。
3.3、為有利于乙酸乙酯的生成,可采取以下措施:
⑴制備乙酸乙酯時(shí),反應(yīng)溫度不宜過高。
⑵最好使用冰醋酸和無水乙醇。同時(shí)采用乙醇過量的辦法。
⑶起催化作用的濃硫酸的用量很小,但為了除去反應(yīng)中生成的水,濃硫酸的用量要稍多于乙醇的用量。
⑷使用無機(jī)鹽Na2CO3溶液吸收揮發(fā)出的乙酸。
3.4、用Na2CO3不能用堿(NaOH)的原因。
雖然也能吸收乙酸和乙醇,但是堿會(huì)催化乙酸乙酯徹底水解,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。
3.5、乙烯與醋酸直接酯化生產(chǎn)醋酸乙酯用磷酸鹽作催化劑。
3.6、乙醛縮合法:以烷基鋁為催化劑將乙醛進(jìn)行縮合反應(yīng)生產(chǎn)醋酸乙酯國外工業(yè)生產(chǎn)大多采用此工藝。
工業(yè)制法
一、1.直接酯化法是國內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)醋酸乙酯的主要工藝路線。以醋酸和乙醇為原料,硫酸為催化劑直接酯化得醋酸乙酯,再經(jīng)脫水、分餾精制得成品。
2.乙醛縮合法:以烷基鋁為催化劑,將乙醛進(jìn)行縮合反應(yīng)生成醋酸乙酯。國外工業(yè)生產(chǎn)大多采用此工藝。
3.乙烯與醋酸直接酯化生成醋酸乙酯。乙酸乙酯也可由乙酸、乙酐或乙烯酮與乙醇反應(yīng)制得;也可在乙醇鋁催化下,由兩分子乙醛反應(yīng)生成。此外,工業(yè)上由丁烷氧化制乙酸時(shí)也副產(chǎn)乙酸乙酯。
二、1.酯化法
由乙酸與乙醇在硫酸存在下直接酯化而得。
生產(chǎn)工藝上有連續(xù)與間歇之分。
(1)間隙工藝。將乙酸、乙醇和少量的硫酸加入反應(yīng)釜,加熱回流5-6h。然后蒸出乙酸乙酯,并用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,加無水碳酸鉀干燥。最后蒸餾,收集76-77℃的餾分,即得產(chǎn)品。
(2)連續(xù)工藝。1:1.15(質(zhì)量比)的乙醇和乙酸連續(xù)進(jìn)入酯化塔釜,在硫酸的催化下于105-110℃下進(jìn)行酯化反應(yīng)。生成的乙酸乙酯和水以共沸物的形式從塔頂餾出,經(jīng)冷凝分層后,上層酯部分回流,其余進(jìn)入粗品槽,下層水經(jīng)回收乙酸乙酯后放棄。粗酯經(jīng)脫低沸物塔脫去少量的水后再入精制塔,塔頂可得產(chǎn)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(xù)加入兩個(gè)串聯(lián)的反應(yīng)器,于0-20℃下進(jìn)行反應(yīng),第二反應(yīng)器的出口轉(zhuǎn)化率可達(dá)99.5%以上,然后經(jīng)蒸餾得乙酸乙酯。收率達(dá)95%-96%,此工藝比較經(jīng)濟(jì)。
三、乙酸和乙醇在硫酸存在下加熱酯化后,經(jīng)磺酸鈉中和脫水,再精餾而得。乙酸鈉或乙酸鉀和乙醇在硫酸存在下蒸餾而得。乙醛在催化劑乙醇鉛或乙酸鉛存在下聚合而成。精制方法:乙酸乙酯常含有水、游離乙酸和乙醇等雜質(zhì)。精制時(shí)先用碳酸氫鈉或碳酸鈉的飽和水溶液洗滌,再用飽和食鹽水溶液洗滌,經(jīng)固體碳酸鉀干燥后蒸餾,收集中間餾分,常溫下用五氧化二磷(10~20g/kg)干燥后再行蒸餾。蒸餾時(shí)應(yīng)采取防潮措施。收集中間餾分,棄去少量后餾分。也可以在乙酸乙酯中加入乙酸酐進(jìn)行回流、蒸餾,餾出物用碳酸鉀處理后再用蒸餾的方法精制,純度可達(dá)99.5%以上。氯化鈣與乙酸乙酯形成結(jié)晶性復(fù)合物,不宜用作干燥劑。
四、在1000L搪瓷罐中加入醋酸、乙醇、硫酸(發(fā)煙硫酸和濃硫酸各一半),加熱回流。
然后將乙酸乙酯粗品蒸出,用5%氯化鈉溶液洗滌,再用氫氧化鈉和氯化鈉混合液進(jìn)行中和至ph=8為止。將中和好的粗品再用氯化鈣溶液洗滌,然后加無水碳酸鉀干燥。最后分餾為成品。
五、乙醇被乙酸酐乙?;频?
(CH3CO)2O + CH3CH2OH → CH3CO2CH2CH3 + CH3CO2H
反應(yīng)生成乙酸與乙酸乙酯的混合物,分餾后可得較純的乙酸乙酯。其中,分餾溫度約為77℃。
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