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甲基叔丁基醚

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甲基三級丁基醚
甲基三級丁基醚結構
甲基三級丁基醚的球棍模型
IUPAC名
2-methoxy-2-methylpropane
2-甲氧基-2-甲基丙烷
別名 Methyl tert-butyl ether
甲基叔丁基醚
tert-butyl methyl ether
叔丁基甲基醚
縮寫 MTBE
識別
CAS號 1634-04-4  checkY
SMILES
 
  • CC(C)(C)OC
性質
化學式 C5H12O
摩爾質量 88.15 g·mol⁻¹
密度 0.7404 g/cm³
熔點 -109 °C(164 K)
沸點 55.2 °C(328 K)
危險性
NFPA 704
3
1
0
 
閃點 −10 °C
若非註明,所有數據均出自標準狀態(25 ℃,100 kPa)下。

甲基三級丁基醚(英語:methyl tert-butyl ether,縮寫為MTBE),是一種無色透明、粘度低的可揮發性液體,有特殊氣味,含氧量為18.2%的。它的蒸汽比空氣重,可沿地面擴散,與強氧化劑共存時可燃燒。

甲基叔丁基醚的主要用途是有機溶劑,也可以作為汽油添加劑,使其更抗爆。[1][2]

毒性

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MTBE有一定的毒性。20世紀80年代末開始研究其毒性。研究發現,它易於與水融合,可滲入土壤,破壞地下水質,認為它是可能的污染物。[來源請求]

MTBE主要經呼吸道吸收,也可以經皮膚消化道吸收,動物在高濃度MTBE中可致癌。對小鼠的麻醉濃度為1.0mM,致死濃度為1.6mM。對人體的影響主要表現在刺激上呼吸道、眼睛粘膜,長期接觸可使皮膚乾燥。[來源請求]

美國EPA推薦飲用水中MTBE的質量濃度為5.2~10.3μg/L。

合成

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MTBE一般是以甲醇異丁烯為原料,藉助酸性催化劑合成,其中催化劑在工業上用得最多的是樹脂催化劑。其中異丁烯的來源不同而形成不同合成路線。[來源請求]

異丁烯來源:

合成MTBE的催化劑:

反應方程式

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MTBE的反應是選擇性加成反應烯烴中的叔碳原子在酸性催化劑的存在下形成正碳離子,再與結合形成。反應是可逆放熱反應。

主反應:

CH₃OH+(CH₃)₂=CH₂  CH₃OC(CH₃)₃

副反應:

==
=[可疑]

合成工藝

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物理性質

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用途

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汽油添加劑

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20世紀70年代開始注意到MTBE可提高汽油辛烷值,而且化學性質穩定。添加MTBE的汽油還能改善汽車的行車性能,降低排氣中一氧化碳含量。而且燃燒效率高,可以抑制臭氧的生成。它可以替代四乙基鉛作為抗爆劑,生產無鉛汽油。現在約有95%的MTBE用作辛烷值提高劑和汽油中含氧劑。

MTBE也是製取聚合級異丁烯的重要原料。還用於生產甲基丙烯醛甲基丙烯酸

1973年意大利開發了世界上第一套MTBE工業裝置。1990年美國制定的空氣清潔法修正案(CAA-1990)要求新配方汽油添加含氧化合物(如MTBE),以減少汽車污染。中國從二十世紀70年代末和80年代初開始研究MTBE技術。1983年齊魯石化公司橡膠廠建成了中國第一套MTBE工業試驗裝置,1986年吉化公司建成了中國第一套萬噸級MTBE工業裝置。1999年,中國啟動了「全國空氣淨化工程——清潔汽車行動」,開始鼓勵使用含有MTBE的汽油。

由於發現了MTBE對人體的影響,1996年美國Santa Monica市部分地區由於飲用水中MTBE含量抬高,使得這些地區50%的供水系統關閉,這是首次引起公眾關注的MTBE污染事件。1999年,美國加利福尼亞州空氣資源委員會規定從2002年12月31日起,禁止加州新配方汽油中使用MTBE。現已推遲一年到2003年12月31日。紐約州也簽署法案,規定從2004年1月起禁止使用MTBE,2010年全面禁用MTBE。[來源請求]

禁用MTBE後,許多廠家開始研究乙醇汽油烷基化油、改產異辛烷、聚異丁烯添加劑等替代產品。

但是迄今為止,歐洲亞洲尚無禁用MTBE的意向,在一定時期內,MTBE仍將繼續成為清潔汽油的主要組分。

有機溶劑

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叔丁基能防止生成易爆的過氧化醚,MTBE在工業用作二乙醚的安全替代品;在實驗室也用作有機溶劑。[3][4][5]MTBE是弱路易斯鹼,無法用於製備格氏試劑;而且在強酸中不穩定;MTBE會與劇烈反應。[6]

MTBE能與水(52.6℃;96.5% MTBE)[7]和甲醇(51.3℃;68.6% MTBE)[8]共沸

相關鏈接

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參考文獻

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  1. ^ Methyl tertiary butyl ether prices, markets & analysis. ICIS Explore. [2020-06-28]. (原始內容存檔於2021-11-16) (美國英語). 
  2. ^ Oxygenates. www.api.org. [2020-06-28]. (原始內容存檔於2021-11-16) (英語). 
  3. ^ Matyash, V.; Liebisch, G.; Kurzchalia, T. V.; Shevchenko, A.; Schwudke, D. Lipid extraction by methyl-tert-butyl ether for high-throughput lipidomics. The Journal of Lipid Research. 2008, 49 (5): 1137–1146. PMC 2311442可免費查閱. PMID 18281723. doi:10.1194/jlr.D700041-JLR200. 
  4. ^ Vopička, Ondřej; Pilnáček, Kryštof; Číhal, Petr; Friess, Karel. Sorption of methanol, dimethyl carbonate, methyl acetate, and acetone vapors in CTA and PTMSP: General findings from the GAB Analysis. Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics. 2016-03-01, 54 (5): 561–569. Bibcode:2016JPoSB..54..561V. ISSN 1099-0488. doi:10.1002/polb.23945 (英語). 
  5. ^ Vopička, Ondřej; Radotínský, Daniel; Friess, Karel. Sorption of vapour mixtures of methanol and dimethyl carbonate in PTMSP: Cooperative and competitive sorption in one system. European Polymer Journal. 2016-02-01, 75: 243–250. doi:10.1016/j.eurpolymj.2015.12.015. 
  6. ^ Interaction between bromine and tert-butyl methyl ether. UK Chemical Reaction Hazards Forum. [13 May 2010]. (原始內容存檔於13 March 2011). 
  7. ^ Zeon Corporation 網際網路檔案館存檔,存檔日期2011-07-22.
  8. ^ CRC Handbook of Chemistry and Physics, 90th edition