甲酸甲酯

甲酸甲酯

甲酸甲酯,別名蟻酸甲酯,是無色有香味的易揮發液體。與乙醇混溶,溶於甲醇、乙醚。容易水解,潮濕空氣中的水分也會使其發生水解。對呼吸道、眼、鼻和下呼吸道有較強的刺激作用,可引起胸部壓迫感、呼吸困難。 碳一化學極重要的中間體,具有廣泛的用途,可直接用作處理菸草、乾水果、穀物等的煙薰劑和殺菌劑;也常用作硝化纖維素、醋酸纖維素的溶劑;在醫藥上,常用作磺酸甲基嘧啶、磺酸甲氧嘧啶、鎮咳劑美沙芬等藥物的合成原料。

基本信息

結構

同分異構體:

乙酸,又名冰醋酸、冰乙酸、醋酸

分子式:

CHO

分子結構式:

甲酸甲酯的結構簡式;HCOOCH;

編號系統

CAS號:107-31-3

MDL號:MFCD00003291

EINECS號:203-481-7

RTECS號:LQ8925000

BRN號:1734623

物性數據

1.性狀:無色液體,有芳香氣味。

2.熔點(℃):-99.8

3.沸點(℃):31.5

4.相對密度(水=1):0.98

5.相對蒸氣密度(空氣=1):2.07

6.飽和蒸氣壓(kPa):64(20℃)

7.燃燒熱(kJ/mol):-973

8.臨界溫度(℃):214

9.臨界壓力(MPa):6.00

10.辛醇/水分配係數:0.03

11.閃點(℃):-19(CC)

12.引燃溫度(℃):449

13.爆炸上限(%):20

14.爆炸下限(%):5.9

15.溶解性:溶於水、乙醇、乙醚、甲醇。

16.黏度(mPa·s,25ºC):0.328

17.閃點(ºC,閉口):-26

18.閃點(ºC,開口):-32

19.蒸發熱(KJ/mol,31.5ºC):28.26

20.熔化熱(KJ/mol):7.45

21.生成熱(KJ/mol):378.47

22.比熱容(KJ/(kg·K),15~20ºC,定壓):2.00

23.沸點上升常數(25ºC):1.649

24.電導率(S/m,20ºC):3.6×10-5

25.相對密度(20℃,4℃):0.9742

26.相對密度(25℃,4℃):0.9664

27.常溫折射率(n25):1.3415

28.臨界密度:0.349

29.臨界體積:172

30.臨界壓縮因子:0.255

31.偏心因子:0.254

32.溶度參數0.5:20.503

化學性質

醛的通性

可被氧化,也可被還原;

甲酸甲酯含有醛基,能夠被催化氧化為CHOCOOH

銀氨溶液反應

HCOOCH+2Ag(NH)OH→加熱 CHOCOONH+3NH+2Ag + HO

斐林試劑反應

甲酸甲酯因為是甲酸和甲醇的酯,甲酸部分還有醛基,所以會和氫氧化銅(新制)產生菲林試劑反應,生成磚紅色氧化亞銅沉澱

HCOOCH+2Cu(OH)=HOCOOCH+CuO+2HO

還原性

甲酸中的羧基是相當的穩定,不會被還原,但是甲酸還有“HCO-”部分是“醛基”,可以加氫變成HOCH-,而變成HOCHOCH。醛基是可以在Ni催化的情況下被還原為羥基的。

反應方程式為:

HCOOH+2H——Ni催化→ CHOH+HO

反應原理是甲酸中的醛基先變成羥基,由於一個碳原子上不能同時存在兩個羥基,所以這兩個羥基脫水,又變成一個醛基。此醛基再次被還原,最終變成甲醇。

酯的通性:

水解反應

在鹼性條件下反應,或在加熱條件下由無機強酸催化反應

HCOOCH+NaOH=HCOONa+CHOH

燃燒(分解)

極易燃,其蒸氣與空氣可形成爆炸性混合物。遇明火、高熱或與氧化劑接觸,有引起燃燒爆炸的危險。在火場中,受熱的容器有爆炸危險。其蒸氣比空氣重,能在較低處擴散到相當遠的地方,遇明火會引著回燃。

燃燒(分解)生成一氧化碳、二氧化碳。

HCOOCH+2O=點燃=2CO+2HO

毒理學數據

1、急性毒性:兔子經口LD50:1622mg/kg;

2、其蒸氣有麻醉作用。刺激鼻黏膜,引起嘔吐、睏倦,侵蝕肺部。吸入可作用於中樞神經系統引起視覺等障礙。最高允許濃度為245.4毫克每立方米(0.25mg/L空氣)。處在1%的甲酸甲酯蒸氣中2.5小時,或5%的蒸氣中30分鐘時,即有致命的危險。豚鼠在甲酸甲酯128g/mL的環境中接觸30分鐘致死。

3.急性毒性

LD50:475mg/kg(大鼠經口);1622mg/kg(兔經口)

LC50:5200毫克每立方米(大鼠吸入,4h)

4.亞急性與慢性毒性 貓吸入2300毫克每立方米,25h,1.5h後運動失調,側臥2~3h內死亡(肺水腫)。

生態學數據

1.生態毒性

LC50:120mg/L(96h)(圓腹雅羅魚,靜態)

EC50:>500mg/L(24h)(水蚤);190mg/L(96h)(柵藻)

甲酸甲酯 甲酸甲酯

2.非生物降解性 空氣中,當羥基自由基濃度為 個/立方厘米3時,降解半衰期為71d(理論)。

當pH值為7,8時,水解半衰期分別為5.1d,12d(理論)。

分子結構數據

1、摩爾折射率:13.24

2、摩爾體積:65.2

3、等張比容(90.2K):140.2

4、表面張力(dyne/cm):21.3

5、極化率:5.25

計算化學數據

1.疏水參數計算參考值(XlogP):無

2.氫鍵供體數量:0

3.氫鍵受體數量:2

4.可鏇轉化學鍵數量:1

5.互變異構體數量:無

6.拓撲分子極性表面積26.3

7.重原子數量:4

8.表面電荷:0

9.複雜度:18

10.同位素原子數量:0

11.確定原子立構中心數量:0

12.不確定原子立構中心數量:0

13.確定化學鍵立構中心數量:0

14.不確定化學鍵立構中心數量:0

15.共價鍵單元數量:1

性質與穩定性

1.穩定性 穩定

2.禁配物 強氧化劑、鹼類

3.聚合危害 不聚合

貯存方法

儲存注意事項 儲存於陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源。庫溫不宜超過29℃。保持容器密封。應與氧化劑、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。

合成方法

1.直接酯化法 由甲酸與甲醇進行酯化而得。將無水氯化鈣和甲酸混合,攪拌冷卻。慢慢加入甲醇。回流2.5h,蒸餾即得成品。反應時也可以不加氯化鈣將甲酸與甲醇加熱回流,蒸餾收集相對密為0.947的餾出液,得甲酸甲酯,收率為90%。原料消耗定額:甲酸845kg/t、甲醇600kg/t。

2.二氧化碳法在三氟化硼的甲醇溶液中,以銥絡合物作催化劑,通入二氧化碳和氫氣,在100℃,5.88MPa下反應生成甲酸甲酯。

3.甲醇羰基化法。

4.甲醇脫氫法。

5.甲醇氧化脫氫法。

6.合成氣一步合成法。

精製方法:易含的雜質是游離的甲酸和甲醇。精製時,加無水碳酸鉀乾燥後蒸餾,或者加五氧化二磷,在水浴上於80~90℃分餾。也可以先用濃碳酸鈉水溶液洗滌,用固體碳酸鈉乾燥後,再加五氧化二磷分餾。

7.無水氯化鈣、甲酸混合後,冷卻攪拌慢慢加入甲醇,回流25h 進行反應:

然後蒸餾得到粗品,用無水碳酸鈉乾燥去酸性過濾,即得成品。

用途

1.用作有機合成的原料,可制甲酸、甲醯胺、二甲基甲醯胺、乙二醇、氯甲酸三氯甲酯、乙二酸酯、醋酐、醋酸等。

2.用於殺蟲劑、軍用毒氣及溶劑等產品的生產;用作硝酸纖維素、醋酸纖維素溶劑、熏蒸殺蟲劑、殺菌劑。

3.有機合成中的甲醯化劑。其他還可用於香料及乾燥果品、處理穀類等方面。

4.用作殺菌劑、熏蒸劑、菸草處理。也是有機合成的原料,如MeF水解可制甲酸;胺化制甲醯胺、二甲基甲醯胺;經碳基化合物偶聯制乙二醇、合成氯甲酸三氯甲酯(雙光氣)、乙二酸酯,經脫水制醋酐,經異構制醋酸等。

5.用於有機合成,用作乙酸纖維素的溶劑、殺蟲劑、殺菌劑和分析試劑等。

安全信息

危險運輸編碼:UN 1243 3/PG 1

安全標識:S9S16S24S26S33

危險標識:R12R20/22R36/37

安全防護

健康危害

侵入途徑:吸入、食入、經皮吸收。

健康危害:本品有麻醉和刺激作用。人接觸一定濃度的本品,發生明顯的刺激作用;反覆接觸可致痙攣甚至死亡。

毒理性

急性毒性:LD501622mg/kg(兔經口)

亞急性和慢性毒性:

貓吸入2300mg/m3,25小時,1小時30分鐘後運動失調,側臥2~3小時內死亡(肺水腫);

豚鼠吸入25g/m3×3~4小時,致死;

人經口500mg/kg,最小致死劑量。

應急處置

一、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:用砂土或其它不燃材料吸附或吸收。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。

廢棄物處置方法:焚燒法。

二、防護措施

呼吸系統防護:空氣中濃度超標時,應該佩戴自吸過濾式防毒面具(半面罩)。緊急事態搶救或撤離時,建議佩戴空氣呼吸器。

眼睛防護:戴化學安全防護眼鏡。

身體防護:穿防靜電工作服。

手防護:戴乳膠手套。

其它:工作現場嚴禁吸菸。工作畢,淋浴更衣。注意個人清潔衛生。

三、急救措施

皮膚接觸:脫去被污染的衣著,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:迅速脫離現場至空氣新鮮處。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。即使就醫。

食入:飲足量溫水,催吐,就醫。

四、燃燒處理措施

滅火方法:儘可能將容器從火場移至空曠處。噴水保持火場容器冷卻,直至滅火結束。處在火場中的容器若已變色或從安全泄壓裝置中產生聲音,必須馬上撤離。

滅火劑:抗溶性泡沫、乾粉、二氧化碳、砂土。用水滅火無效。

環境標準

前蘇聯標準:車間空氣中有害物質的最高容許濃度為250毫克每立方厘米。

空氣中嗅覺閾濃度約為66~72ppm。

監測方法

直接進樣氣相色譜法(WS/T166-1999,作業場所空氣)

步驟:空氣中,用活性炭管收集空氣樣品,再用氣相色譜法分析。

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