Methyl acrylat

Methyl acrylat
Danh pháp IUPAC	Methyl prop-2-enoate
Tên khác	Methyl acrylat; Methyl propenoate; Methoxycarbonylethylene; Curithane 103
Nhận dạng
Số CAS	96-33-3
PubChem	7294
KEGG	C19443
ChEMBL	9019
Ảnh Jmol-3D	ảnh
SMILES	đầy đủ C=CC(OC)=O ;
InChI	đầy đủ 1/C4H6O2/c1-3-4(5)6-2/h3H,1H2,2H3;
UNII	WC487PR91H
Thuộc tính
Bề ngoài	Chất lỏng không màu
Mùi	Chát
Khối lượng riêng	0.95 g/cm3
Điểm nóng chảy	−74 °C (199 K; −101 °F)
Điểm sôi	80 °C (353 K; 176 °F)
Độ hòa tan trong nước	5 g/100 mL
Áp suất hơi	65 mmHg (20°C)
Các nguy hiểm
Nguy hiểm chính	Có hại (Xn); Rất dễ cháy (F+)
Giới hạn nổ	2.8–25%
PEL	TWA 10 ppm (35 mg/m3) [da]
LC50	3575 ppm (chuột); 1350 ppm (chuột, 4 giờ); 1000 ppm (chuột, 4 giờ); 2522 ppm (thỏ, 1 giờ)
REL	TWA 10 ppm (35 mg/m3) [da]
IDLH	250 ppm
	Trừ khi có ghi chú khác, dữ liệu được cung cấp cho các vật liệu trong trạng thái tiêu chuẩn của chúng (ở 25 °C [77 °F], 100 kPa). Tham khảo hộp thông tin

Methyl acrylat là một hợp chất hữu cơ, còn được gọi là este methyl của acid acrylic. Nó là chất lỏng không màu, có mùi chát đặc trưng, được sản xuất chủ yếu để tổng hợp sợi acrylat, chất dệt thảm tổng hợp^[5], thuốc thử trong việc tổng hợp các loại thuốc trung gian khác nhau.

Sản xuất

Phản ứng công nghiệp chuẩn để sản xuất methyl acrylat là ester hóa methanol trong quá trình xúc tác acid (acid sulfuric, acid p-toluensulfonic hoặc chất trao đổi ion acid^[6]). Quá trình transesterification xảy ra bởi vì methanol và methyl acrylat tạo ra hỗn hợp đẳng phí có nhiệt độ sôi thấp (62-63 °C).^[7]

Tài liệu bằng sáng chế ^[8] có mô tả đến một lộ trình one-pot (một bình) liên quan đến quá trình oxy hóa của propene hoặc 2-propenal với oxy khi có mặt methanol.

Phương pháp khác

Methyl acrylat có thể được điều chế bằng cách khử brom của methyl 2,3-dibromopropanoat với kẽm^[9]. Methyl acrylat được hình thành với hiệu suất tốt trong quá trình chưng khô methyl lactat với ethenone (keten).^[10] Methyl lactat là một "hóa chất xanh". Một bằng sáng chế khác ^[11] mô tả sự khử nước của methyl lactat trên zeolit.

Hydrocarboxyl hóa acetylen có xúc tác nickel tetracacbonyl với carbon monoxide với sự tham gia của methanol cũng cho ra methyl acrylat.^[12] Phản ứng của metyl formate với acetylen với sự hiện diện của các chất xúc tác kim loại chuyển tiếp cũng cho ra methyl acrylat.^[13] Cả hai việc phân tách rượu của propiolactone với methanol cũng như việc phân tách methanol của acrylonitrile bằng dung môi acrylamide sulfat xảy ra ngay lập tức ^[14] cũng đã được chứng minh nhưng quá trình này đã lỗi thời.

Ứng dụng

Methyl acrylat sau butyl acrylat và ethyl acrylat là ester acrylic quan trọng thứ ba có sản lượng hàng năm trên toàn thế giới khoảng 200.000 tấn/năm.

Methyl acrylat phản ứng xúc tác bởi các base Lewis trong phản ứng cộng Michael với các amin cho dẫn xuất β-alanin cao, tạo ra chất hoạt động bề mặt lưỡng tính khi các amin chuỗi dài được sử dụng còn chức năng este bị thủy phân sau đó.

Methyl acrylat được sử dụng để điều chế acid 2-dimethylaminoethyl acrylat bằng phản ứng transesterification với dimethylaminoethanol với số lượng đáng kể trên 50.000 tấn / năm.^[15]

Methyl acrylat được sử dụng như là comonomer trong quá trình polymer hóa với nhiều loại monomer acrylic và vinyl. Làm như vậy, nó có nhiều cách sử dụng tương tự như ethyl acrylate.^[16] Khi dùng methyl acrylat làm comonomer cho ra kết quả sơn acrylic cứng và giòn hơn những loại sơn có acrylate tương đồng. Phản ứng đồng trùng hợp methyl acrylat với acrylonitrile cải thiện khả năng xử lý nóng chảy của chúng đối với các sợi, có thể là đã được sử dụng làm tiền thân cho sợi carbon.^[17]

Acrylate cũng được sử dụng điều chế các dendrimer poly (amidoamine) (PAMAM) thông thường bằng cách bổ sung Michael với amin sơ cấp.

Methyl acrylat là tiền chất của sợi được dệt để làm thảm.

Do xu hướng polymer hóa, các mẫu điển hình có chứa các chất ức chế như hydroquinone.

Phản ứng

Methyl acrylat là một chất nhận Michael cổ điển, có nghĩa là nó thêm các nucleophile vào cuối của nó. Ví dụ, khi có mặt của một chất xúc tác base, nó thêm hydro sulfide để cho thioether:^[18]

2 CH₂CHCO₂CH₃ + H₂S → S(CH₂CH₂CO₂CH₃)₂

Nó cũng tích cực hoạt dộng trong phản ứng Diels-Alder.

Độ an toàn

Methyl acrylat là độc tố cấp tính với LD₅₀ (chuột, miệng) 300 mg/kg và TLV 10 ppm.

Tham khảo

^ ^a ^b “methyl acrylate - Compound Summary”. PubChem. Truy cập ngày 30 tháng 6 năm 2012.
^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f “NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards #0394”. Viện An toàn và Sức khỏe Nghề nghiệp Quốc gia Hoa Kỳ (NIOSH).
^ ^a ^b ^c Thông tin từ [1] trong GESTIS-Stoffdatenbank của IFA
^ “Methyl acrylate”. Nguy hiểm ngay lập tức đến tính mạng hoặc sức khỏe. Viện An toàn và Sức khỏe Nghề nghiệp Quốc gia Hoa Kỳ (NIOSH).
^ Takashi Ohara, Takahisa Sato, Noboru Shimizu, Günter Prescher Helmut Schwind, Otto Weiberg, Klaus Marten, Helmut Greim "Acrylic Acid and Derivatives" trong Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2003, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a01_161.pub2
^ “Esterification: Acrylate esters (MA, EA, BA, MMA, 2-EHA)”. amberlyst.com. Truy cập ngày 21 tháng 2 năm 2013.
^ Chessie E. Rehberg (1955). “n-Butyl acrylate”. Organic Syntheses. 26: 18.; Collective Volume, 3, tr. 146
^ Đăng ký phát minh US 3925463, "Process for the Production of Methyl Acrylate", trao vào [[{{{gdate}}}]], chủ sở hữu Societá Italiana Resine S.I.R., S.p.A.
^ F. Beilstein: Handbuch der organischen Chemie, 3. Auflage, 1. Band. Verlag Leopold Voss, 1893, S. 501. Volltext.
^ Đăng ký phát minh US 2417748, "Preparation of Methyl Acrylate", trao vào [[{{{gdate}}}]], chủ sở hữu Eastman Kodak Company
^ Đăng ký phát minh US 5250729, "Process for preparing unsaturated carboxylic acid or ester thereof", trao vào [[{{{gdate}}}]], chủ sở hữu Mitsubishi Gas Chemical Company
^ W. Reppe, J. Liebigs Ann. Chem., 582 (1), 116-132 (1953)
^ Đăng ký phát minh US 6022990, "Method for synthesizing methyl acrylate", trao vào [[{{{gdate}}}]], chủ sở hữu Chengdu Institute of Organic Chemistry
^ H.-J. Arpe, Industrielle Organische Chemie, 6. Aufl., Wiley-VCH Verlag, Weinheim, 2007, ISBN 978-3-527-31540-6.
^ Đăng ký phát minh {{{country}}} 2010136696, "Composition Including Dialkyl Tin Oxide and Use Thereof as a Transesterification Catalyst for the Synthesis of (meth)acrylic Esters", trao vào [[{{{gdate}}}]], chủ sở hữu Arkema France
^ DOW Methyl acrylate, Product Safety Assessment.
^ V. A. Bhanu et al., "[PDF Synthesis and characterization of acrylonitrile methyl acrylate statistical copolymers as melt processable carbon fiber precursors]" (de), Polymer 43 (18): pp. 4841–4850, doi:10.1016/S0032-3861(02)00330-0, PDF
^ Edward A. Fehnel and Marvin Carmack (1950). “Methyl-β-dipropionate”. Organic Syntheses. 30: 65.; Collective Volume, 4, tr. 669