甲酸甲酯

無色有香味的易揮發液體

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、鼻有較強的刺激作用,可引起胸部壓迫感、呼吸困難。

碳一化學是極重要的中間體,具有廣泛的用途,可直接用作處理煙草、干水果、穀物等的煙薰劑和殺菌劑;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。

甲酸甲酯
甲酸甲酯
結構
甲酸甲酯的結構簡式:HCOOCH₃
同分異構體:乙酸,又名冰醋酸、冰乙酸、醋酸,分子式為C₂H₄O₂,結構簡式為CH₃COOH。

編號系統

CAS號:107-31-3
MDL號:MFCD00003291
EINECS號:203-481-7
RTECS號:LQ8925000
BRN號:1734623

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)
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.可旋轉化學鍵數量: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
2.禁配物 強氧化劑、鹼類
3.聚合危害 不聚合

物理性質


主要成分:純品
外觀與性狀:無色液體,有芳香氣味
熔點(℃): -99.8
沸點(℃): 32.0
相對密度(水=1): 0.98
相對蒸氣密度(空氣=1): 2.07
飽和蒸氣壓(kPa): 53.32(16℃)
燃燒熱(kJ/mol): 978.7
臨界溫度(℃): 214
臨界壓力(MPa): 6.00
閃點(℃): -32
引燃溫度(℃): 449
爆炸上限(V/V%): 32.0
爆炸下限(V/V%): 4.5
溶解性:溶於乙醇、乙醚、甲醇。

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。

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CH₃OCOOH
銀氨溶液反應
HCOOCH₃+2Ag(NH₃)₂OH→加熱 CH₃OCOONH4+3NH₃+2Ag + H₂O
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
HCOOCH₃+2Cu(OH)₂=HOCOOCH₃+Cu₂O+2H₂O
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HOCH2-,而變成HOCH₂OCH₃。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+2H₂——Ni催化→ CH₃OH+H₂O
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
HCOOCH₃+NaOH=HCOONa+CH₃OH
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。
HCOOCH₃+2O₂=點燃=2CO₂+2H₂O

產品用途


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、煙草處理。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。

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。迴流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迴流,蒸餾收集相對密度為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:易含的雜質是遊離的甲酸和甲醇。精製時,加無水碳酸鉀乾燥后蒸餾,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,用固體碳酸鈉乾燥后,再加五氧化二磷分餾。
7.無水氯化鈣、甲酸混合后,冷卻攪拌慢慢加入甲醇,迴流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。

安全防護


危險運輸編碼:UN 1243 3/PG 1
安全標識:S9S16S24S26S33
危險標識:R12R20/22R36/37

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分鐘后運動失調,側卧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;用泡沫復蓋,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:工作現場嚴禁吸煙。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250mg/m3。
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。