碳酸二乙酯（无色清澈的液体）

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更新时间：2023-05-19
碳酸二乙酯
无色清澈的液体
碳酸二乙酯（CAS:105-58-8，英语名：Diethylcarbonate）是乙醇的二碳酸酯，常温下为无色清澈液体。主要用作硝酸纤维素、树脂和一些药物（如红霉素）的溶剂，及有机合成（如苯巴比妥、除虫菊酯）的中间体。它还可用在锂电池的电解液中。碳酸二乙酯是碳酸酯中的重要物质，化学式为C5H10O3，常温下为有特殊香味的无色液体，可以作为化工生产中间体，有着广泛的用途。
基本信息
中文名
碳酸二乙酯
外文名
Diethyl carbonate
化学式
C5H10O3
外观
无色清澈液体
密度
0.975 g/mL at 25 °C（lit.）
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计算化学数据
1.疏水参数计算参考值（XlogP）：无
2.氢键供体数量：0
3.氢键受体数量：3
4.可旋转化学键数量：4
5.互变异构体数量：无
6.拓扑分子极性表面积：35.5
7.重原子数量：8
8.表面电荷：0
9.复杂度：62.1
10.同位素原子数量：0
11.确定原子立构中心数量：0
12.不确定原子立构中心数量：0
13.确定化学键立构中心数量：0
14.不确定化学键立构中心数量：0
15.共价键单元数量：1
分子结构数据
1、摩尔折射率：28.73
2、摩尔体积：120.9
3、等张比容（90.2K）：275.4
4、表面张力（dyne/cm）：26.9
5、极化率：11.39
碳酸二乙酯
安全术语
S16Keepawayfromsourcesofignition.
远离火源。
风险术语
R10Flammable.
易燃。
监测方法
高效液相色谱法，参照《分析化学手册》（第四分册，色谱分析），化学工业出版社
应急处理
泄漏应急处理
碳酸二乙酯
迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并进行隔离，严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿消防防护服。尽可能切断泄漏源。防止进入下水道、排洪沟等限制性空间。小量泄漏：用或其它惰性材料吸收。也可以用不燃性分散剂制成的乳液刷洗，洗液稀释后放入废水系统。大量泄漏：构筑围堤或挖坑收容。用泡沫覆盖，降低蒸气灾害。用防爆泵转移至槽车或专用收集器内，回收或运至废物处理场所处置。
防护措施
呼吸系统防护：空气中浓度较高时，建议佩戴自吸过滤式防毒面具（半面罩）。
眼睛防护：戴安全防护眼镜。
身体防护：穿防静电工作服。
手防护：戴橡胶手套。
其它：工作现场严禁吸烟。工作毕，淋浴更衣。注意个人清洁卫生。
急救措施
皮肤接触：脱去被污染的衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。
眼睛接触：提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗。就医。
吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。
食入：饮足量温水，催吐，就医。
灭火方法：喷水冷却容器，可能的话将容器从火场移至空旷处。灭火剂：泡沫、干粉、二氧化碳、砂土。
物理性质
性状无色透明液体，微有刺激性气味。蒸汽压1.33kPa/23.8℃；闪点25℃；熔点-43℃；沸点125.8℃；溶解性：不溶于水，可混溶于醇、酮、酯等多数有机溶剂；密度：相对密度（水=1）1.0；相对密度（空气=1）4.07；稳定性：稳定；危险标记7（易燃液体）；主要用途：用作溶剂及用于有机合成。
生产方法
无水乙醇与光气反应生成氯甲酸乙酯，再继续与乙醇反应成碳酸二乙酯。然后经水洗、蒸馏得成品。原料消耗定额：乙醇1450kg/t、光气2250kg/t。
性质与稳定性
1、避免与氧化剂、酸、还原剂、碱、水接触。碳酸二乙酯易燃，应远离火源，着火时用泡沫灭火器、二氧化碳、四氯化碳或干式化学灭火剂灭火。对金属无腐蚀性。
2、化学性质：碳酸二乙酯在室温下与钠作用，逐渐分解成二氧化碳和乙醇钠，若加热到110℃，则分解反应加速。在钠粉存在下于沸腾的醚中用丙酮处理和乙酸分解，生成乙酰乙酸酯。在钠粉存在下于沸腾的苯中用乙酸乙酯处理，用稀乙酸分解，生成少量的丙二酸二乙酯和乙酰乙酸酯。碳酸二乙酯在金属醇化物存在下，能与酮及有机酸酯发生缩合反应。碳酸二乙酯也具有一般酯的通性。
编号系统
CAS号：105-58-8
MDL号：MFCD00009107
EINECS号：212-786-4
RTECS号：YE1050000
BRN号：956591
PubChem号：24859278
生态学数据
该物质对水有稍微的危害。
毒理学数据
急性毒性LD50：8500mg/kg（大鼠皮下）
仓鼠腹腔LD50：11.4mg/kg（孕鼠），有明显致畸胎作用。
合成方法
1、光气法
传统生产DEC的方法：无水乙醇与光气反应生成氯甲酸乙酯，氯甲酸乙酯继续与乙醇反应生成DEC，然后经水洗蒸馏制成。因为DEC在生产中使用光气为原料，因此生产时需注意设备密闭及保持通风良好，反应过程中又有大量的盐酸产生，对设备有腐蚀作用，因而对设备的要求较高。
将光气通入无水乙醇中反应，光气与乙醇的摩尔比为1.05-1.10，反应温度70-90℃。通完光气后加热回流2h。反应放出氯化氢气体，冷却可得到副产品盐酸，在125-128℃蒸馏收集产物，得到即为DEC含量在99%以上的工业产品。
2、酯交换法
碳酸丙烯酯（简称PC）或碳酸乙烯酯（简称EC）与乙醇进行酯交换的反应机理是乙醇作为亲核剂进攻PC（或EC）羰基上的碳，生成DEC和丙二醇（或乙二醇）。酯交换法合成碳酸二烷基酯。该反应的催化剂体系主要分为均相催化和非均相催化两种。常用均相催化剂有碱金属或碱金属的衍生物、脂肪族三胺、烷基酸盐、锌（铝或钛）的醇盐、铊的化合物及在二氧化硅或分子筛上的碱或碱土金属的硅酸盐、锆（钛或锡）的氧化物等。
3、乙醇氧化羰基合成法
1966年由Fenton首先发现采用氧化碳和醇气相催化氧化偶联制得碳酸酯和草酸酯后这方面的研究日渐活跃，现已成为DEC研究开发的主要方向。
此种方法的原子经济性达到了86.8%，副产物为无害的水，符合绿色化学的原则，具有很好的发展前景。[1]
乙醇氧化羰基合成工艺主要有两种：液相法和气相法。所用的催化剂主要分为铜系、硒系、钯系以及其复合体系。此外，碱金属、碱土金属或其他金属化合物等催化剂的添加剂以及有机助剂的引人，可以提高DEC的生成速率、收率以及选择性。
4、一氧化碳低压气相合成法
用一氧化碳在多相铂金属催化剂存在下，与亚硝酸乙酯进行连续气相反应加人少量卤素来保持催化剂的活性。反应压力为0.3MPa,温度115℃。催化剂为PdCl2，DEC几乎可选择性生成，并且不出现催化剂失活的现象。所用的载体可以是三氧化二铝、尖晶石类、硅酸盐类、5A沸石、活性炭、分子筛、硅藻土、二氧化硅等。亚硝酸乙酯与CO的体积比在0.8-1.8之间，反应率在99%以上。
脱羰基法制备DEC是以草酸二乙酯为原料，在碳酸钾为催化剂存在下，于250℃、常压反应，通过脱羰基反应直接得到DEC和一氧化碳。选择性在90%以上。
由于反应在气相中进行，对环境的污染小，操作条件温和。反应副产大量的一氧化碳，需要进行有效的回收。此方法提供了另外条制备DEC的途径，以CO为原料氧化羰基合成草酸二乙酯，进步脱羰基合成DEC，可根据市场需求，随时切换生产草酸二乙酯和DEC。
6、乙醇、二氧化碳一步法
以乙醇和二氧化碳为原料采用一步合成DEC的绿色工艺既可以在液相中进行，也可以在气相中进行。其中所使用的催化剂有分子筛负载铜催化剂、有机锡催化剂、碱系列催化剂、镁粉催化剂、Cu-Ni复合型催化剂等。由于是在CO2超临界条件下进行合成，对环境保护具有重要意义，已成为热点开发工艺，所使用的催化剂为乙氧基镁、碳酸钾-碘乙烷、二丁基锡二乙醇盐等。
产品用途
1、化工生产中用作硝酸纤维素、纤维素醚、合成树脂和天然树脂的溶剂。制药工业用于制造苯巴比妥。农药工业用于制造除虫菊。仪表工业用于制造密封固定液。分析化学中用作化学试剂以及锂离子电池电解液成分等。还用于真空管用的特殊漆的制备。此外，碳酸二乙酯还是有机合成的重要试剂和反应载体。
2、碳酸二乙酯是一种常用的碳酰化试剂，可用来合成酮、叔醇以及杂环化合物。另外，碳酸二乙酯也可作为碳酸硅酯以及亲核底物的烷基化试剂。
碳负离子的碳酰化碳酸二乙酯常用于烯醇负离子的碳酰化，该反应的反应条件比较温和，产率较高。在反应过程中，可使用氢化钠、氢化钾、LDA（或者其混合物）等作为碱。同时反应底物的选择比较广泛，大多数带有吸电子基团分子[如羰基、氰基、酯基和烯胺等]的α-位均可发生碳酰化。
酮、叔醇的合成将金属有机物与碳酸二乙酯直接反应，可得到酮或叔醇，如由咪唑合成相应酮的反应。
烷基化或烯丙基化在适当条件下，使用钯-三苯基膦作催化剂，可实现对β-羰基酯、β-二酮、丙二酸酯、氰化物以及硝基化合物的烷基化或烯丙基化。
杂环化合物的合成许多底物均可与碳酸二酯类化合物反应生成杂环化合物，如1，2-氨基醇与碳酸二乙酯作用可生成唑烷酮类化合物。
3、用作溶剂及用于有机合成。
碳酸二乙酯是重要的有机合成中间体。主要用作硝化纤维素、纤维素醚、合成树脂和天然树脂的溶剂，农药除虫菊酯和药物苯巴比妥的中间体。在仪器仪表工业中用来制取固定漆，用在电子管阴极的密封固定上。
危险性描述
健康危害
侵入途径：吸入、食入、经皮吸收。
健康危害：该品为轻度刺激剂和麻醉剂。吸入后引起头痛、头昏、虚弱、恶心、呼吸困难等。液体或高浓度蒸气有刺激性。口服刺激胃肠道。皮肤长期反复接触有刺激性。
危险特性
毒性：估计能通过胃肠道、皮肤和呼吸道进入机体表现为中等度毒性。刺激性比碳酸二甲酯大。
急性毒性：LD50：1570mg/kg（大鼠经口）；人吸入20mg/L（蒸气）×10分钟，流泪及鼻粘膜刺激。
生殖毒性：仓鼠腹腔11.4mg/kg（孕鼠），有明显致畸胎作用。
危险特性：易燃，遇明火、高热有引起燃烧的危险。其蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇明火会引着回燃。
燃烧（分解）产物：一氧化碳、二氧化碳。
包装与运输
包装方法：小开口钢桶；安瓿瓶外普通木箱；螺纹口玻璃瓶、铁盖压口玻璃瓶、塑料瓶或金属桶（罐）外普通木箱；螺纹口玻璃瓶、塑料瓶或镀锡薄钢板桶(罐)外满底板花格箱、纤维板箱或者胶合板箱。
运输注意事项：运输时运输车辆应配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。夏季最好早晚运输。运输时所用的槽（罐）车应有接地链，槽内可设孔隔板以减少震荡产生静电。严禁与氧化剂、还原剂、酸类、食用化学品等混装混运。运输途中应防曝晒、雨淋，防高温。中途停留时应远离火种、热源、高温区。装运该物品的车辆排气管必须配备阻火装置，禁止使用易产生火花的机械设备和工具装卸。公路运输时要按规定路线行驶，勿在居民区和人口稠密区停留。铁路运输时要禁止溜放。严禁用木船、水泥船散装运输。
贮存方法
储存于阴凉、干燥、通风良好的库房。远离火种、热源。库温不宜超过37℃。保持容器密封。应与氧化剂、还原剂、酸类、食用化学品分开存放，切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。
法规信息
化学危险物品安全管理条例（1987年2月17日国务院发布），化学危险物品安全管理条例实施细则（化劳发[1992]677号），工作场所安全使用化学品规定（19961芳部发423号）等法规，针对化学危险品的安全使用、生产、储存、运输、装卸等方面均作了相应规定；常用危险化学品的分类及标志（GB13690-92）将该物质划为第3.3关高闪点易燃液体。