请教乙酸酯化法 生产乙酸乙酯的详细工艺
乙酸酯化法是传统的乙酸乙酯生产方法,在催化剂存在下,由乙酸和乙醇发生酯化反应而得。
CH3CH2OH+CH3COOH=CH3COOCH2CH3+H2O
乙醇
乙酸
乙酸乙酯
水
反应除去生成水,可得到高收率。该法生产乙酸乙酯的主要缺点是成本高、设备腐蚀性强,在国际上是属于被淘汰的工艺路线。
目前世界上工业乙酸乙酯主要制备方法有乙酸酯化法、乙醛缩合法、乙烯加成法和乙醇脱氢法等。传统的乙酸酯化法工艺在国外被逐步淘汰,而大规模生产装置主要是乙醛缩合法和乙醇脱氢法,在乙醛原料较丰富的地区万吨级以上的乙醛缩合法装置得到了广泛的应用。乙醇脱氢法是近年开发的新工艺,在乙醇丰富且低成本的地区得到了推广。最新的乙酸乙酯生产方法是乙烯加成法,1998年在印度尼西亚迈拉库地区采用日本昭和电工专利技术建成了50
kt/a生产装置。
(1)
乙酸酯化法
乙酸酯化法是传统的乙酸乙酯生产方法,在催化剂存在下,由乙酸和乙醇发生酯化反应而得。
CH3CH2OH+CH3COOH=CH3COOCH2CH3+H2O
乙醇
乙酸
乙酸乙酯
水
反应除去生成水,可得到高收率。该法生产乙酸乙酯的主要缺点是成本高、设备腐蚀性强,在国际上是属于被淘汰的工艺路线。
(2)乙醛缩合法
在催化剂乙醇铝的存在下,两个分子的乙醛自动氧化和缩合,重排形成一分子的乙酸乙酯。
2CH3CHO→CH3COOCH2CH3
乙醛
乙酸乙酯
该方法20世纪70年代在欧美、日本等地已形成了大规模的生产装置,在生产成本和环境保护等方面都有着明显的优势。
(3)乙醇脱氢法
采用铜基催化剂使乙醇脱氢生成粗乙酸乙酯,经高低压蒸馏除去共沸物,得到纯度为99.8%以上乙酸乙酯。
2C2H5OH→CH3COOCH2CH3+H2
乙醇
乙酸乙酯氢
(4)乙烯加成法
在以附载在二氧化硅等载体上的杂多酸金属盐或杂多酸为催化剂的存在下,乙烯气相水合后与气化乙酸直接酯化生成乙酸乙酯。
CH2CH2+CH3COOH=CH3COOCH2CH3
乙烯
乙酸
乙酸乙酯
该反应乙酸的单程转化率为66%,以乙烯计乙酸乙酯的选择性为94%。
【中文名称】5-甲基-2-巯基-1,3,4-噻二唑
【英文名称】2-Mercapto-5-methyl-1,3,4-thiadiazole
【相对分子量或原子量】132.209
【密度】1.402 ± 0.06 g/cm3
【熔点(℃)】184℃~186℃
【用途】
合成高效抗菌药头孢唑啉(先锋霉素V)的主要中间体。
【制备或来源】
乙酸乙酯、水合肼加热回流15min,加入无水乙醇,继续回流5h。乙酰肼、KOH,搅拌溶解,加入二硫化碳,搅拌回流约2h。冷却、结晶、抽滤,得淡黄色颗粒状晶体N-乙醇肼基二硫代甲酸钾,浓硫酸在冰盐浴冷至-10以下,加入已纯化的N-乙醇肼基二硫代甲酸钾,加完后,再搅拌30min,得白色胶状物。然后搅拌下将混合物以细流状慢慢倒入冰水中,抽滤,洗涤,得产品。
一、制取乙酸乙酯的装置图:
二、实验操作:
1、制取乙酸乙酯的化学式:
CH3COOH+CH3CH2OH=(浓硫酸,加热)CH3COOC2H5+H2O(可逆反应)
2、具体实验步骤:
1)、按照实验要求正确装置实验器具
2)、向大试管内装入碎瓷片(防止暴沸)
3)、向大试管内加入适量的(约两毫升)无水乙醇
4)、边震荡边加入2ml浓硫酸(震荡)和2ml醋酸
5)、向另一个试管中加入饱和碳酸钠溶液
6)、连接好实验装置(导管不能插入碳酸钠溶液中导管口和液面保持一定距离防倒吸)
7)、点燃酒精灯,加热试管到沸腾
8)、待试管收集到一定量产物后停止加热,撤出试管b并用力振荡,然后静置待分层,分离出乙酸乙酯层、洗涤、干燥。乙酸乙酯就制取好了。实验结束后,将装置洗涤干净
三、装置中通蒸汽的导管不能插在饱和碳酸钠溶液之中目的:
防止由于加热不均匀,造成Na2CO3溶液倒吸入加热反应物的试管中。
1、乙酸乙酯自缩合法(实验室制备方法):首先将金属钠切为薄片,然后与乙酸乙酯回流反应至反应完全,冷却后加入50%乙酸使pH约为6,最后依次用饱和食盐水洗涤。在常压蒸馏出多余的乙酸乙酯后,再使用减压蒸馏方法蒸出乙酰乙酸乙酯,产率约为50%。 2、双乙烯酮与乙醇酯化法:双乙烯酮和无水乙醇在浓硫酸催化下进行酯化,得乙酰乙酸乙酯粗品。再经减压蒸馏得成品。3、乙酸乙酯与乙醇钠Claisen缩合:乙酸乙酯中加入无水乙醇和金属钠,油浴加热约1小时,得红色带有绿色荧光的液体,稍待冷却后加入50%的乙酸酸化至呈弱酸性。分液取酯层,再经减压蒸馏可得产品。①试验中有钠反应,为避免发生爆炸必须保证无水的条件。②油浴温度不要太高,约110℃,避免乙酸乙酯溢出。
乙酰乙酸乙
酯化法:酯化法是国内工业生产乙酸乙酯的主要工艺路线,是一种较为传统的方法,以乙酸和乙醇为原料,硫酸为催化剂直接酯化得乙酸乙酯,再经脱水、分馏精制得成品。
在我国,此工艺采用的原料乙醇大部分是由粮食发酵法生产,少量由乙烯水合法生产。该工艺存在生产成本高、设备腐蚀严重、反应废液难以处理以及大量消耗粮食等问题。
扩展内容:
为了提高酯的产量,必须尽量使反应向有利于生成酯的方向进行。一般是使反应物酸和醇中的一种过量。在工业生产中,究竟使哪种过量为好,一般视原料是否易得、价格是否便宜以及是否容易回收等具体情况而定。在实验室里一般采用乙醇过量的办法。
乙醇的质量分数要高,如能用无水乙醇代替质量分数为95%的乙醇效果会更好。催化作用使用的浓硫酸量很少,一般只要使硫酸的质量达到乙醇质量的3%就可完成催化作用,但为了能除去反应中生成的水,应使浓硫酸的用量再稍多一些。
以上内容参考 百度百科-乙酸乙酯
化学名:N-[5-(氨磺酰基)-1,3,4-噻二唑-2-基]乙酰胺。性质:有弱酸性,易溶于碱性水溶液,微溶于水。钠盐能与重金属盐形成沉淀。与乙醇和硫酸共同加热,有乙酸乙酯香味。机制:磺胺基团与碳酸离子结构相似,竞争性抑制机体内的碳酸酐酶,影响尿的pH和离子成分,导致钠离子浓度增加,增加排尿量。应用:主要治疗青光眼。
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乙酰乙酸乙酯在有机合成中的应用极广。例如,可用于合成吡啶、吡咯、吡唑酮、嘧啶、嘌呤和环内酯等杂环化合物。
利用蒸馏的方法。因为甲苯和乙酸乙酯的沸点不同,所以可以采用这方法。这是一种热力学的分离工艺,它利用混合液体或液到固体系中各组分沸点不同,使低沸点组分蒸发,再冷凝以分离整个组分的单元操作过程,是蒸发和冷凝两种单元操作的联合。
蒸馏与其它的分离手段,如萃取、过滤结晶等相比,它的优点在于不需使用系统组分以外的其它溶剂,从而保证不会引入新的杂质。
原理:乙酸乙酯皂化反应属二级反应,该反应的反应方程为:CH3COOC2H5 + OH- →CH3COO- + C2H5OH.反应速率方程为:v = d x/ d t = k ( a - x ) ( b - x ) ,当初始浓度相同,即a = b 时,对该式积分简化得:k =x( ta) ( a - x) ,设t 时刻溶液的pH 值为ε( t) ,则此时溶液中OH- 的浓度为Ct ( OH-) = 10(pH- 14) ,即a - x = 10(pH- 14) ,则ka = ( a - 10(pH- 14) ) / ( t ×10(pH- 14) ) .所以用a - 10(pH- 14) 对t×10(pH- 14) 作图,可得到一条直线,该直线的斜率m = ka 即k = m/ a[5 ,6 ] .