化学式:\(C_3H_6O_2\)
结构式:\(HCOOCH_2CH_3\)(甲酸(HCOOH)与乙醇(\(C_2H_5OH\))形成的酯)
CAS 号:109-94-4
状态与气味:
常温下为无色透明液体,具有类似水果(如菠萝、苹果)的香味,易挥发。
溶解性:
微溶于水(20℃时约 3 g/100 mL),可与乙醇、乙醚、苯等有机溶剂混溶。
沸点与密度:
沸点:54.3℃(易挥发,需密封储存);
密度:0.917 g/mL(比水轻)。
水解反应:
酸性条件下水解生成甲酸和乙醇:\(HCOOCH_2CH_3 + H_2O \xrightarrow[\Delta]{H^+} HCOOH + C_2H_5OH\)
碱性条件下(如 NaOH)水解生成甲酸盐和乙醇(皂化反应):\(HCOOCH_2CH_3 + NaOH \xrightarrow{\Delta} HCOONa + C_2H_5OH\)
燃烧反应:
完全燃烧生成二氧化碳和水:\(2C_3H_6O_2 + 7O_2 \xrightarrow{点燃} 6CO_2 + 6H_2O\)
酯交换反应:
与其他醇在酸催化下发生酯交换,生成新的酯和乙醇,如与甲醇反应生成甲酸甲酯:\(HCOOCH_2CH_3 + CH_3OH \xrightarrow{H^+} HCOOCH_3 + C_2H_5OH\)
酯化反应(工业常用):
原料:甲酸(HCOOH)与乙醇(\(C_2H_5OH\)),在浓硫酸催化下加热回流:\(HCOOH + C_2H_5OH \underset{\Delta}{\stackrel{H_2SO_4}{\rightleftharpoons}} HCOOCH_2CH_3 + H_2O\)
分离:反应后通过蒸馏提纯,收集 54~56℃馏分。
实验室简易法:
甲酸与无水乙醇混合,加入少量浓硫酸,加热并通入干燥气体(如氮气)带出产物,经冷凝后收集。
食品与香料工业:
作为食品添加剂(香料),用于调配菠萝、朗姆酒等风味的饮料、糖果和烘焙食品(需符合食品安全标准,如 FDA 批准)。
有机溶剂:
用于溶解硝化纤维素、橡胶、油脂等,在涂料、油墨工业中作溶剂或助溶剂。
医药与农药:
医药领域用于合成药物中间体;
农业中作为熏蒸剂或杀虫剂(如防治仓储害虫)。
有机合成:
作为酯类原料,用于制备其他羧酸酯、酰胺等化合物。
危险性:
易燃:闪点 - 20℃,蒸气与空气混合易形成爆炸性混合物(爆炸极限:1.7%~10.4%(体积)),需远离火源。
刺激与毒性:蒸气刺激眼、鼻、喉;误服或吸入可能引起中毒(LD50 大鼠经口:1680 mg/kg,属低毒)。
储存要求:
密封存放于阴凉、通风处,远离氧化剂、酸碱物质;
运输时按易燃液体处理,避免阳光直射和高温。
与甲酸甲酯的区分: 甲酸甲酯(\(HCOOCH_3\))沸点更低(32℃),气味更刺鼻,两者因酯基不同(甲基 vs 乙基),物理性质和应用场景有差异。
水解产物的应用: 碱性水解生成的甲酸钠可用于皮革处理或作为有机合成原料,乙醇则可回收利用。
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