Αιθανικός αιθυλεστέρας

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Μετάβαση σε: πλοήγηση, αναζήτηση
Αιθανικός αιθυλεστέρας
Ethyl-acetate-2D-skeletal.png
Ethyl-acetate-3D-balls.png
Γενικά
Όνομα IUPAC Αιθανικός αιθυλεστέρας
Άλλες ονομασίες Οξικός αιθυλεστέρας
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος C4H8O2
Μοριακή μάζα 88,105 amu
Σύντομος
συντακτικός τύπος
CH3COOCH2CH3
Συντομογραφίες AcOOEt
Αριθμός CAS 141-78-6
SMILES O=C(OCC)C
InChI 1S/C4H8O2/c1-3-6-4(2)5/h3H2,1-2H3
Αριθμός RTECS AH5425000
Αριθμός UN 76845O8NMZ
PubChem CID 8857
ChemSpider ID 8525
Δομή
Διπολική ροπή 1,78 D
Ισομέρεια
Ισομερή θέσης 97
Φυσικές ιδιότητες
Σημείο τήξης -83,6 °C
Σημείο βρασμού 77,1 °C
Πυκνότητα 897 kg/m3
Διαλυτότητα
στο νερό
83 kg/m3 (20 °C)
Διαλυτότητα
σε άλλους διαλύτες
Αναμίξιμος με:
αιθανόλη
προπανόνη
διαιθυλαιθέρα
βενζόλιο
Ιξώδες 0,426 cP στους 25 °C
Δείκτης διάθλασης ,
nD
1,3720
Χημικές ιδιότητες
Επικινδυνότητα
Φράσεις κινδύνου R11, R36, R66, R67
Φράσεις ασφαλείας S16, S26, S33
Κίνδυνοι κατά
NFPA 704
NFPA 704.svg
4
2
0
Η κατάσταση αναφοράς είναι η πρότυπη κατάσταση (25°C, 1 Atm)
εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά

O αιθανικός αιθυλεστέρας ή οξικός αιθυλεστέρας, είναι ο εστέρας που παράγεται από την εστεροποίηση αιθανικού οξέος και αιθανόλης. Έχει σύντομο συντακτικό τύπο CH3COOCH2CH3, που γράφεται συντομογραφικά AcOEt. Είναι ένα άχρωμο υγρό με χαρακτηριστική γλυκιά οσμή (παρόμοια με το χυμό αχλαδιού. Χρησιμοποιείται σε διαλυτικά κόλλας και αφαίρεσης βαφής από νύχια (αρωματίζοντας την προπανόνη). Παράγεται σε μεγάλη κλίμαακα για να χρησιμοποιηθεί ως ένας διαλύτης. Το 1985 παράγονταν περί τους 400.000 τόννους το χρόνο στην Ιαπωνία, στη Βόρεια Αμερική και στην Ευρώπη μαζί.[1] Το 2004, η παγκόσμια ετήσια παραγωγή του εκτιμάται ότι ήταν 1.300.000 τόννοι.[2]

Δομή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Δεσμοί[3]
Δεσμός τύπος δεσμού ηλεκτρονική δομή Μήκος δεσμού Ιονισμός
C#1',#2',#2-H σ 2sp3-1s 109 pm 3% C- H+
C#1-H σ 2sp2-1s 106 pm 3% C- H+
C#1-C#2 σ 2sp2-2sp3 151 pm
C#1'-C#2' σ 2sp3-2sp3 154 pm
C=O σ 2sp2-2sp2 132 pm 19% C+ O-
π 2p-2p
C#1-O σ 2sp2-2sp3 147 pm 19% C+ O-
C#1'-O σ 2sp3-2sp3 150 pm 19% C+ O-
Γωνίες
HC#1'H 109°28'
HC#1'O 109°28'
HC#1'C#2 109°28'
HC#1O 120°
C#1OO 120°
OC#1O 120°
COC 104,45°
Στατιστικό ηλεκτρικό φορτίο[4]
O (-O-) -0,38
O (=O) -0,38
C#2,#2' -0,09
H (HC) +0,03
C#1' +0,13
C#1 +0,54

Παραγωγή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Εστεροποίηση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Ο αιθανικός αιθυλεστέρας μπορεί να παραχθεί με αντίδραση εστεροποίησης αιθανόλης (CH3CH2OH) και αιθανικού οξέος (CH3COOH) σε όξινο περιβάλλον[5][6]:

\mathrm{CH_3COOH + CH_3CH_2OH \xrightarrow{H^+} CH_3COOCH_2CH_3 + H_2O}

Αλκυλίωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Ο αιθανικός αιθυλεστέρας μπορεί να παραχθεί με αντίδραση αλκυλίωσης αιθανικού νατρίου (CH3COONa) με αιθυλαλογονίδιο (CH3CH2X)[7]:

\mathrm{CH_3COONa + CH_3CH_2X \xrightarrow{} CH_3COOCH_2CH_3 + NaX}

Ακυλίωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Ο αιθανικός αιθυλεστέρας μπορεί να παραχθεί με αντίδραση ακυλίωσης αιθανόλης (CH3CH2OH), με τις ακόλουθες χημικές ενώσεις[8]:

1. Με ακετυλαλογονίδιο (CH3COX):

\mathrm{CH_3COX + CH_3CH_2OH \xrightarrow{} CH_3COOCH_2CH_3 + HX}

2. Με άλλον αιθανικό αλκυλεστέρα (μετεστεροποίηση, CH3COOR):

\mathrm{CH_3COOR + CH_3CH_2OH \overrightarrow\longleftarrow CH_3COOCH_2CH_3 + ROH}

3. Με προπεν-1-άλη (CH3CH=C=O):

\mathrm{CH_3CH=C=O + CH_3CH_2OH \xrightarrow{} CH_3COOCH_2CH_3}

Αντίδραση Tishchenko[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση αιθανολικού νατρίου (π.χ. CH3CH2ONa) σε αιθανάλη, παράγεται αιθανικός αιθυλεστέρας[9]:

\mathrm{2CH_3CHO \xrightarrow{CH_3CH_2ONa} CH_3COOCH_2CH_3}

Με αφυδρογόνωση αιθανόλης[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Πρόκειται για ειδική βιομηχανική μέθοδο που βασίζεται στην καταλυτική αφυδρογόνωση αιθανόλης. Η μέθοδος είναι λιγότερο αποτελεσματική από αυτήν της εστεροποίησης, αλλά χρησιμοποιείται όταν υπάρχει περίσσεια αιθανόλης σε μια βιομηχανική μονάδα. Συνήθως η αφυδρογόνωση επιτυγχάνεται με χαλκό σε αυξηγμένη θερμοκρασία, αλλά μικρότερη από 250 °C. Η επιφάνεια του χαλκού αυξάνεται με απόθεσή του πάνω σε ψευδάργυρο, με τη μορφή αύξησης (φράκταλ) χιονονιφάφδας. Επίσης, η επιφάνεια μπορεί να αυξηθεί με απόθεση σε ζεολίτη, τυπικά ZSM-5. ϊχνη σπάνιων γαιών και αλκαλίων μετάλλων βοηθούν τη διεργασία. Τα παραπροϊόντα της αφυδρογόνωσης περιλαμβάνουν διαιθυλαιθέρα, που συνήθως εμφανίζεται στις αλουμινένιες περιοχές του καταλύτη, αιθανάλη και αλδολικά παράγωγα της τελευταίας, καθώς και ανώτεροι εστέρες και κετόνες. Ο διαχωρισμός των παραπάνω παραπροϊόντων και της περίσσειας της αιθανόλης βασίζεται στο γεγονός ότι η αιθανόλη σχηματίζει αζεοτροπικό μίγμα με το νερό, ο αιθανικός αιθυλεστέρας με την αιθανόλη και το νερό και η βουτανόνη (που σχηματίζεται από τη βουτανόλη-2, που είναι ένα από τα παραπροϊόντα) με την αιθανόλη και τον αιθανικό αιθυλεστέρα. Τα παραπάνω αζεοτροπικά μίγματα «σπάνουν» με πίεση, απόσταξη ταλάντευσης ή απόσταξη μεμβράνης.

Χημικές ιδιότητες[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Σαπωνοποίηση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

O αιθανικός αιθυλεστέρας δίνει αντίδραση σαπωνοποίησης με υδροξείδιο του νατρίου (NaOH), σχηματίζοντας αιθανικό νάτριο (CH3COONa) και αιθανόλη (CH3CH2OH)[10]:

\mathrm{CH_3COOCH_2CH_3 + NaOH \xrightarrow{} CH_3COONa + CH_3CH_2OH}

Μετεστεροποίηση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

O αιθανικός αιθυλεστέρας δίνει αντίδραση μετεστεροποίησης με αλκοόλη (ROH), σχηματίζοντας αιθανικό αλκυλεστέρα και αιθανόλη[11]:

\mathrm{CH_3COOCH_2CH_3 + ROH \overrightarrow\longleftarrow CH_3COOR + CH_3CH_2OH}

Αμμωνιόλυση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

O αιθανικός αιθυλεστέρας δίνει αντίδραση αμμωνιόλυσης με αμμωνία (NH3), σχηματίζοντας μεθαναμίδιο (CH3CONH2) και αιθανόλη (CH3CH2OH)[12]:

\mathrm{CH_3COOCH_2CH_3 + NH_3 \xrightarrow{} CH_3CONH_2 + CH_3CH_2OH}

Επίδραση οργανομαγνησιακών ενώσεων[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

O αιθανικός αιθυλεστέρας δίνει αντίδραση επίδρασης οργανομαγνησιακών ενώσεων (RMgX), σχηματίζοντας μεθυλοκετόνη (RCOCH3) και αιθυλομαγνησιοαλογονίδιο(CH3CH2OMgX)[13][14]:

\mathrm{CH_3COOCH_2CH_3 + RMgX \xrightarrow{} CH_3CH_2OC(CH_3)(R)OMgX \xrightarrow{} RCOCH_3 + CH_3CH_2OMgX \downarrow}

Αναγωγή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

O aiθανικός αιθυλεστέρας δίνει αντιδράσεις οξειδοαναγωγής, σχηματίζοντας αιθανόλη (CH3CH2OH)[15]:

1. Με νάτριο (Na) και αιθανόλη (CH3CH2OH):

\mathrm{CH_3COOCH_2CH_3 + 3Na + 3CH_3CH_2OH \xrightarrow{} 2CH_3CH_2OH + 3CH_3CH_2ONa}

2. Με διυδρογόνο (H2) και νικέλιο (Ni):

\mathrm{CH_3COOCH_2CH_3 + \frac{3}{2}H_2 \xrightarrow{Ni} 2CH_3CH_2OH}

3. Με λιθιοαργιλιοτετραϋδρίδιο (LiAlH4):

\mathrm{2CH_3COOCH_2CH_3 + LiAlH_4 \xrightarrow{} LiAl(OCH_3)_4 \xrightarrow{+2H_2O} 4CH_3CH_2OH + LiAlO_2}

Συμπύκνωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

O αιθανικός αιθυλεστέρας δίνει χημική αντίδραση συμπύκνωσης με επίδραση νατρίου σε απρωτικούς διαλύτες, σχηματίζοντας βουτανοδιόνη και αιθανολικό νάτριο (CH3CH2ONa)[16]:

\mathrm{2CH_3COOCH_2CH_3 + 2Na \xrightarrow{} CH_3COCOCH_3 + 2CH_3CH_2ONa}

Εφαρμογές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Ο αιθανικός αιθυλεστέρας χρησιμοποιείται κυρίως ως ένας διαλύτης και καθαριστικό, που είναι προτιμιταίος γιατί έχει χαμηλό οικονομικό κόστος, χαμηλή τοξικότητα και ευχάριστη οσμή. Για παράδειγμα χρησιμοποιείται για τον καθαρισμό τυπωμένων κυκλωμάτων και σε κάποια σκευάσματα αφαίρεσης βαφής νυχιών, παρόλο που για τον τελευταίο σκοπό χρησιμοποιούνται επίσης η προπανόνη, το αιθανονιτρίλιο και η προπανόλη-2. Χρησιμοποιείται επίσης για την αφαίρεση (με εκχύλιση) καφεΐνης κατά την παραγωγή ντεκαφεϊνέ καφέ και τσαγιού.[17] Χρησιμοποιείται επίσης σε μπογιές ως ένας ενεργοποιητής ή σκληριντικό. Προστίθεται επίσης σε γλυκά, αρώματα και φρούτα. Σε αρώματα χρησιμοποιείται επειδή εξατμίζεται γρήγορα, αφήνοντας μόνη την αίσθηση του ίδιο του αρώματος στο δέρμα.

Εργαστηριακές εφαρμογές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Σε εργαστήριο, μίγματα που περιέχουν αιθανικό αιθυλεστέρα χρησιμοποιούνται ευρύτατα στη χρωματογραφία στήλης και σε εκχυλίσεις. Ωστόσο σπάνια επιλέγεται ως αντιδραστήτριο ή διαλύτης - φορέας αντίδρασης, εξαιτίας της τάσης του για υδρόλυση και μετεστεροποίηση, που σύνήθως δημιουργούν ανεπιθύμητα παραπροϊόντα. Είναι πολύ πτητικός και έχει χαμηλό σημείο ζέσεως. Εξαιτίας των παραπάνω ιδιοτήτων, μπορεί να αφαιρείται απλά με θέρμανση σε θερμό νερό των μιγμάτων που τον περιέχουν ή παρέχοντας ένα ρεύμα από συμπιεσμένο αέρα.

Παρουσία στο κρασί[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Ο αιθανικός αιθυλεστέρας είναι ένα συνηθισμένο συστατικό στο κρασί, αφού είναι το προϊόν εστεροποίησης αιθανικού οξέος,που είναι το πιο συνηθισμένο και πτηρικότερο οργανικό οξύ που περιέχεται στο κρασί, και της αιθανόλης που παράγεται κατά τη ζύμωση που παράγει το κρασί. Το άρωμα του αιθανικού αιθυλεστέρα είναι εντονότερο σε νέας παραγωγής κρασιά και συνεισφέρει στην φρουτένια εντύπωση αυτών των κρασιών. Η μέση ευαισθησία των περισσότερων ανθρώπων στην οσφρητική ανίχνευσή του είναι της τάξης του 120 g/m3. Υπερβολική ποσότητα αιθανολικού αιθυλεστέρα στο κρασί είναι μειονέκτημα. Ακόμη, έκθεση του κρασιού στο ατμοσφαιρικό οξυγόνο, επίσης το υποβαθμίζει σε ποιότητα, γιατί παράγεται αιθανάλη, που αφήνει στο κρασί γεύση ξυδιού[18]

Ως ήπιο εντομοκτόνο για την εντομολογία[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Στο πεδίο της εντομολογίας ο αιθανικός αιθυλεστέρας δρα ως ένα αποτελεσματικό ασφυκτικό μέσο για τη συλλογή και μελέτη εντόμων. Ένα εντομοκτόνο δοχείο γεμίζεται με αιθανικό αιθυλεστέρα γεμίζεται γρήγορα με τα συλλεγόμενα έντομα, τα οποία σκοτώνει, χωρίς να τα καταστρέφει εξωτερικά. Επειδή δεν είναι υγροσκοπικό, αφήνει τα έντομα αρκετά μαλακά, κάνοντάς τον ιδιαίτερα κατάλληλο προϊόν διατήρησης συλλογής (σε αντίθεση με την παλαιότερα χρησιμοποιούμενη αιθανόλη).

Αναφορές και παρατηρήσεις[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  1. Wilhelm Riemenschneider, Hermann M. Bolt "Esters, Organic" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim, 2005. DOI: 10.1002/14356007.a09_565.pub2. Article Online Posting Date: April 30, 2005
  2. Dutia, Pankaj (August 10th, 2004). "Ethyl Acetate: A Techno-Commercial Profile" (PDF). Chemical Weekly: 184. http://www.chemicalweekly.com/Profiles/Ethyl_Acetate.pdf#page=6. Ανακτήθηκε στις 2009-03-21. 
  3. Τα δεδομένα προέρχονται εν μέρει από το «Table of periodic properties of thw Ellements», Sagrent-Welch Scientidic Company και Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, Σελ. 34.
  4. Υπολογισμένο βάση του ιονισμού από τον παραπάνω πίνακα
  5. Ως μέσο οξίνισης χρησιμοποιείται συνήθως το θειικό οξύ (H2SO4), για να απορροφά το παραγόμενο νερό (H2O) και έτσι να μετακινεί το σημείο ισορροπίας της αμφίδρομης αντίδρασης προς τα δεξιά, και έτσι να την κάνει πρακτικά μονόδρομη:
  6. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 298, §13.3Α1.
  7. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 298, §13.3Α2.
  8. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 298, §13.3Α3.
  9. V. Tishchenko, J. Russ. Phys. Chem. Soc. 1906, 38, 355, 482, 540, 547.
  10. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 306, §13.7.1.
  11. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 306, §13.7.2.
  12. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 306, §13.7.3.
  13. Το τελευταίο με υδρόλυση σχηματίζει αιθανόλη (CH3CH2OH).
  14. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 306, §13.7.4.
  15. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 307, §13.7.5.
  16. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 307, §13.7.7α.
  17. Folgers.com
  18. J. Robinson (ed) "The Oxford Companion to Wine" Third Edition pg 259 Oxford University Press 2006 ISBN 0-19-860990-6

Πηγές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  • Ν. Αλεξάνδρου, Γενική Οργανική Χημεία, ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 1985
  • Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991
  • SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999
  • Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982
  • Πολυχρόνη Σ. Καραγκιοζίδη: Ονοματολογία οργανικών ενώσεων, Θεσσαλονίκη 1991, Έκδοση Β΄.
  • Ν. Αλεξάνδρου, Α. Βάρβογλη, Δ. Νικολαΐδη: Χημεία Ετεροκυκλικών Ενώσεων, Θεσσαλονίκη 1985, Έκδοση Β΄.
  • Δ. Νικολαΐδη: Ειδικά κεφάλαια Οργανικής Χημεία, Θεσσαλονίκη 1983.
Στο λήμμα αυτό έχει ενσωματωθεί κείμενο από το λήμμα Ethyl acetate της Αγγλικής Βικιπαίδειας, η οποία διανέμεται υπό την GNU FDL και την CC-BY-SA 3.0. (ιστορικό/συντάκτες).
Στο λήμμα αυτό έχει ενσωματωθεί κείμενο από το λήμμα Tishchenko reaction της Αγγλικής Βικιπαίδειας, η οποία διανέμεται υπό την GNU FDL και την CC-BY-SA 3.0. (ιστορικό/συντάκτες).