Αιθανικός αιθυλεστέρας

Ο 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 τον 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 τόνους τον χρόνο στην Ιαπωνία, στη Βόρεια Αμερική και στην Ευρώπη μαζί.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 Το 2004, η παγκόσμια ετήσια παραγωγή του εκτιμάται ότι ήταν 1.300.000 τόνοι.

 Δομή 

ΔεσμοίΤα 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.Δεσμόςτύπος δεσμούηλεκτρονική δομήΜήκος δεσμούΙονισμόςC#1',#2',#2-Hσ2sp3-1s109 pm3% C- H+C#1-Hσ2sp2-1s106 pm3% C- H+C#1-C#2σ2sp2-2sp3151 pmC#1'-C#2'σ2sp3-2sp3154 pmC=Oσ2sp2-2sp2132 pm19% C+ O-π2p-2pC#1-Oσ2sp2-2sp3147 pm19% C+ O-C#1'-Oσ2sp3-2sp3150 pm19% C+ O-ΓωνίεςHC#1'H109°28'HC#1'O109°28'HC#1'C#2109°28'HC#1O120°C#1OO120°OC#1O120°COC104,45°Στατιστικό ηλεκτρικό φορτίοΥπολογισμένο βάση του ιονισμού από τον παραπάνω πίνακα Ο (-O-)-0,38Ο (=O)-0,38C#2,#2'-0,09Η (HC)+0,03C#1'+0,13C#1+0,54

 Παραγωγή 

 Εστεροποίηση 

Ο αιθανικός αιθυλεστέρας μπορεί να παραχθεί με αντίδραση εστεροποίησης αιθανόλης (CH3CH2OH) και αιθανικού οξέος (CH3COOH) σε όξινο περιβάλλονΩς 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:Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 298, §13.3Α1.:

 Αλκυλίωση 

Ο αιθανικός αιθυλεστέρας μπορεί να παραχθεί με αντίδραση αλκυλίωσης αιθανικού νατρίου (CH3COONa) με αιθυλαλογονίδιο (CH3CH2X)Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 298, §13.3Α2.:

 Ακυλίωση 

Ο αιθανικός αιθυλεστέρας μπορεί να παραχθεί με αντίδραση ακυλίωσης αιθανόλης (CH3CH2OH), με τις ακόλουθες χημικές ενώσειςΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 298, §13.3Α3.:

1. Με ακετυλαλογονίδιο (CH3COX):

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

3. Με προπεν-1-άλη (CH3CH=C=O):

 Αντίδραση Tishchenko 

Με επίδραση αιθανολικού νατρίου (π.χ. CH3CH2ONa) σε αιθανάλη, παράγεται αιθανικός αιθυλεστέραςV. Tishchenko, J. Russ. Phys. Chem. Soc. 1906, 38, 355, 482, 540, 547.:

 Η αντίδραση είναι σχετική με την αντίστοιχη Κανιτζάρο: Το αιθανολικό νάτριο, ως βάση, βοηθά στο να μετατραπούν τα δύο (2) μόρια αιθανάλης σε αιθανόλη και αιθανικό οξύ, που εστεροποιούνται μεταξύ τους.

 Με αφυδρογόνωση αιθανόλης 

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 

 Σαπωνοποίηση 

Ο αιθανικός αιθυλεστέρας δίνει αντίδραση σαπωνοποίησης με υδροξείδιο του νατρίου (NaOH), σχηματίζοντας αιθανικό νάτριο (CH3COONa) και αιθανόλη (CH3CH2OH)Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 306, §13.7.1.:

 Μετεστεροποίηση 

Ο αιθανικός αιθυλεστέρας δίνει αντίδραση μετεστεροποίησης με αλκοόλη (ROH), σχηματίζοντας αιθανικό αλκυλεστέρα και αιθανόληΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 306, §13.7.2.:

 Αμμωνιόλυση 

Ο αιθανικός αιθυλεστέρας δίνει αντίδραση αμμωνιόλυσης με αμμωνία (NH3), σχηματίζοντας μεθαναμίδιο (CH3CONH2) και αιθανόλη (CH3CH2OH)Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 306, §13.7.3.:

 Επίδραση οργανομαγνησιακών ενώσεων 

Ο αιθανικός αιθυλεστέρας δίνει αντίδραση επίδρασης οργανομαγνησιακών ενώσεων (RMgX), σχηματίζοντας μεθυλοκετόνη (RCOCH3) και αιθυλομαγνησιοαλογονίδιο(CH3CH2OMgX)Το τελευταίο με υδρόλυση σχηματίζει αιθανόλη (CH3CH2OH).Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 306, §13.7.4.:

 Αναγωγή 

Ο aiθανικός αιθυλεστέρας δίνει αντιδράσεις οξειδοαναγωγής, σχηματίζοντας αιθανόλη (CH3CH2OH)Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 307, §13.7.5.:

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

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

3. Με λιθιοαργιλιοτετραϋδρίδιο (LiAlH4):

 Συμπύκνωση 

Ο αιθανικός αιθυλεστέρας δίνει χημική αντίδραση συμπύκνωσης με επίδραση νατρίου σε απρωτικούς διαλύτες, σχηματίζοντας βουτανοδιόνη και αιθανολικό νάτριο (CH3CH2ONa)Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 307, §13.7.7α.:

 Εφαρμογές 

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. 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 

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 

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 στη 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 ξυδιούJ. Robinson (ed) "The Oxford Companion to Wine" Third Edition pg 259 Oxford University Press 2006 ISBN 0-19-860990-6

 Ως ήπιο εντομοκτόνο για την εντομολογία 

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 

 Πηγές 

 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.

Κατηγορία:Καρβοξυλικοί εστέρες
Κατηγορία:Αρωματικές ύλες
Κατηγορία:Πολικοί διαλύτες