甲酸甲酯

甲酸甲酯

易挥发液体
甲酸甲酯,别名蚁酸甲酯,是无色有香味的易挥发液体。与乙醇混溶,溶于甲醇、乙醚。容易水解,潮湿空气中的水分也会使其发生水解。对呼吸道、眼、鼻和下呼吸道有较强的刺激作用,可引起胸部压迫感、呼吸困难[1]。碳一化学极重要的中间体,具有广泛的用途,可直接用作处理菸草、干水果、谷物等的烟薰剂和杀菌剂;也常用作硝化纤维素、醋酸纤维素的溶剂;在医药上,常用作磺酸甲基嘧啶、磺酸甲氧嘧啶、镇咳剂美沙芬等药物的合成原料。
    中文名:甲酸甲酯 外文名:methyl formate 别名:蚁酸甲酯 化学式:HCOOCH3 分子量:60.05g·mol⁻¹ CAS登录号: EINECS登录号: 熔点: 沸点: 水溶性:易溶于水 密度: 外观:无色易挥发液体 闪点: 应用: 安全性描述: 危险性符号: 危险性描述: UN危险货物编号: CN危险货物编号:

物理性质

相对密度(水=1):0.98

相对蒸气密度(空气=1):2.07

饱和蒸气压(kPa):53.32(16℃)

燃烧热(kJ/mol):978.7

临界温度(℃):214

临界压力(MPa):6.00

闪点(℃):-32

引燃温度(℃):449

爆炸上限(V/V%):32.0

爆炸下限(V/V%):4.5

化学性质

醛的通性

可被氧化,也可被还原:

甲酸甲酯含有醛基,能够被催化氧化为CHOCOOH;

银氨溶液反应:

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

菲林试剂反应:

甲酸甲酯因为是甲酸和甲醇的酯,甲酸部分还有醛基,所以会和氢氧化铜(新制)产生菲林试剂反应,生成砖红色氧化亚铜沉淀

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

还原性:

甲酸中的羧基是相当的稳定,不会被还原,但是甲酸还有“HCO-”部分是“醛基”,可以加氢变成HOCH-,而变成HOCHOCH。醛基是可以在Ni催化的情况下被还原为羟基的。

反应方程式为:HCOOH+2H——Ni催化→CHOH+HO;

反应原理是甲酸中的醛基先变成羟基,由于一个碳原子上不能同时存在两个羟基,所以这两个羟基脱水,又变成一个醛基。此醛基再次被还原,最终变成甲醇。

酯的通性

水解反应:

在碱性条件下反应,或在加热条件下由无机强酸催化反应HCOOCH+NaOH=HCOONa+CHOH;

燃烧(分解)

极易燃,其蒸气与空气可形成爆炸性混合物。遇明火、高热或与氧化剂接触,有引起燃烧爆炸的危险。在火场中,受热的容器有爆炸危险。其蒸气比空气重,能在较低处扩散到相当远的地方,遇明火会引着回燃。

燃烧(分解)生成一氧化碳、二氧化碳。

HCOOCH+2O=点燃=2CO+2HO

产品用途

用作醋酸纤维素和硝酸纤维素的溶剂、DMF的原料。

农药多菌灵杀虫剂的溶剂。

在酚醛树脂中用作固化剂。

用于水果、各类烟草的熏蒸剂。

作医药中间体和熏蒸杀菌剂。

常用作磺酸甲基嘧啶、磺酸甲氧嘧啶、镇咳剂美沙芬等药物的合成原料。

制备方法

实验室制法

甲醇中的羟基(-OH)与甲酸中羧基(-COOH)上的氢原子(-H)发生酯化反应就得到甲酸甲酯(HCOOCH3)了。(应有干燥剂如氯化钙存在,且制得后应用无水碳酸钠干燥)

反应方程式:HCOOH+CHOH<—>HCOOCH+HO

工业制法1甲醇脱氢法

甲醇经预热、汽化、过热后在专用催化剂上进行脱氢反应,反应产物冷却冷凝后用低温甲醇吸收甲酸甲酯后气液分离,液相产品经精馏后得到产品。为反应甲醇在系统循环,气相产物氢气(含85%)引出界外另作它用。该工艺由于选择高性能的脱氢催化剂,甲醇单程转化率≥30%,甲酸甲酯选择性≥85%,工业装置催化剂寿命可达2.5年以上。

产品指标:

外观:无色纯净液体

纯度:≥99.5%

水份:≤0.05%

色度:≤10

制得1吨甲酸甲酯主要消耗定额:甲醇1.3吨、冷却水4吨、电200KWh、燃煤220kg。

副产氢气(含量85%)800Nm3、蒸汽3.5吨。

三废处理:副产氢气可直接用作燃料或经变压吸附提纯后用作加氢原料。

工业制法2二氧化碳法

在三氟化硼的甲醇溶液中,以铱络合物作催化剂,通入二氧化碳和氢气,在100℃,5.88MPa下反应生成甲酸甲酯。

工业制法3直接酯化法

甲酸与甲醇在氯化钙存在下进行酯化,再用无水碳酸钠进行干燥,经过滤得甲酸甲酯成品。由甲酸与甲醇进行酯化而得,回流2.5h,蒸馏即得成品。反应时也可以不加氯化钙将甲酸与甲醇加热回流,蒸馏收集相对密为0.947的馏出液,得甲酸甲酯,收率为90%。

原料消耗定额:甲酸845kg/t、甲醇600kg/t。

其他制法

甲醇羰基化法。

甲醇氧化脱氢法。

合成气一步合成法。

安全防护

健康危害

侵入途径:吸入、食入、经皮吸收。

健康危害:本品有麻醉和刺激作用。人接触一定浓度的本品,发生明显的刺激作用;反复接触可致痉挛甚至死亡。

毒理性

急性毒性:LD501622mg/kg(兔经口)

亚急性和慢性毒性:

猫吸入2300mg/m3,25小时,1小时30分钟后运动失调,侧卧2~3小时内死亡(肺水肿);

豚鼠吸入25g/m3×3~4小时,致死;

人经口500mg/kg,最小致死剂量。

应急处置

一、泄漏应急处理

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:用砂土或其它不燃材料吸附或吸收。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;用泡沫复盖,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。

废弃物处置方法:焚烧法。

二、防护措施

呼吸系统防护:空气中浓度超标时,应该佩戴自吸过滤式防毒面具(半面罩)。紧急事态抢救或撤离时,建议佩戴空气呼吸器。

眼睛防护:戴化学安全防护眼镜。

身体防护:穿防静电工作服。

手防护:戴乳胶手套。

其它:工作现场严禁吸烟。工作毕,淋浴更衣。注意个人清洁卫生。

三、急救措施

皮肤接触:脱去被污染的衣着,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:迅速脱离现场至空气新鲜处。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。即使就医。

食入:饮足量温水,催吐,就医。

四、燃烧处理措施

灭火方法:尽可能将容器从火场移至空旷处。喷水保持火场容器冷却,直至灭火结束。处在火场中的容器若已变色或从安全泄压装置中产生声音,必须马上撤离。

灭火剂:抗溶性泡沫、干粉、二氧化碳、砂土。用水灭火无效。

环境标准

前苏联标准:车间空气中有害物质的最高容许浓度为250mg/m3。

空气中嗅觉阈浓度约为66~72ppm。

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