Propionsäuremethylester ist eine chemische Verbindung aus der Gruppe der Carbonsäureester. Es ist der Ester, der aus Propionsäure und Methanol gebildet wird.
Gewinnung und Darstellung Propionsäuremethylester kann durch Veresterung von Propionsäure mit Methanol hergestellt werden.
Industriell wird Propionsäuremethylester durch die Umsetzung von Ethen mit Kohlenmonoxid und Methanol in Gegenwart von Nickeltetracarbonyl bei 160–200 °C und 50 bar hergestellt.
Die Verbindung kann auch durch eine Hydrierung von AcrylsäuremethylesterVeselova, M.E.; Sul'man, E.M.: Effect of the chemical structure of α,β-unsaturated esters and ketones on the selectivity of their hydrogenation in Svoistva Veshchestv i Stroenie Molekul, Kalinin, 1980, 140–143. oder PropiolsäuremethylesterFlitcroft, T.L.; Skinner, H.A.: Heats of hydrogenation Part 2. Acetylene derivatives in Trans. Faraday Soc. 54 (1958) 47–53, . erhalten werden.
Eigenschaften Physikalische Eigenschaften Propionsäuremethylester ist eine farblose Flüssigkeit, die unter Normaldruck bei 80 °C siedet.Hoffmann, F.W.; Weiss, J.M.: Esterification of Carboxylic Acids by Dialkyl Phosphonates in J. Amer. Chem. Soc. 79 (1957) 4759–4761, . Die Dampfdruckfunktion ergibt sich nach Antoine entsprechend log10(P) = A−(B/(T+C)) (P in bar, T in K) mit A = 4,03986, B = 1155,987 und C = −65,979 im Temperaturbereich von 293,74 bis 351,90 K. Polák, J.; Mertl, I.: Saturated vapour pressure of methyl acetate, ethyl acetate, n-propyl acetate, methyl propionate, and ethyl propionate in Collect. Czech. Chem. Commun. 30 (1965) 3526–3528, Die Temperaturabhängigkeit der Verdampfungsenthalpie lässt sich entsprechend der Gleichung ΔVH0=A·e(−βTr)(1−Tr)β (ΔVH0 in kJ/mol, Tr =(T/Tc) reduzierte Temperatur) mit A = 53,29 kJ/mol, β = 0,2857 und Tc = 530,6 K im Temperaturbereich zwischen 298 K und 363 K beschreiben.
+ Zusammenstellung der wichtigsten thermodynamischen Eigenschaften Eigenschaft Typ Wert [Einheit] Bemerkungen Standardbildungsenthalpie ΔfH0liquid −471,1 kJ·mol−1 als Flüssigkeit Verbrennungsenthalpie ΔcH0gas −2246 kJ·mol−1Schjanberg, E.: Die Verbrennungswarmen und die Refraktionsdaten einiger chlorsubstituierter Fettsauren und Ester in Z. Phys. Chem. A 172 (1935) 197–233, . als Flüssigkeit Wärmekapazität cp 171,21 J·mol−1·K−1 (25 °C)Pintos, M.; Bravo, R.; Baluja, M.C.; Paz Andrade, M.I.; Roux-Desgranges, G.; Grolier, J.-P.E.: Thermodynamics of alkanoate + alkane binary mixtures. Concentration dependence of excess heat capacities and volumes in Can. J. Chem. 66 (1988) 1179–1186, .1,94 J·g−1·K−1 (25 °C) als Flüssigkeit Kritische Temperatur Tc 530,50 K Kritischer Druck pc 40,050 barYoung, S.; Thomas, G.L.: The vapour pressures, molecular volumes, and critical constants of ten of the lower esters in J. Chem. Soc., Trans. 63 (1893) 1191–1262, . Kritische Dichte ρc 3,545 mol·l−1 Verdampfungsenthalpie ΔVH 32,24 kJ·mol−1V. Majer, V. Svoboda: Enthalpies of Vaporization of Organic Compounds: A Critical Review and Data Compilation. Blackwell Scientific Publications, Oxford 1985, S. 300. beim Normaldrucksiedepunkt
Mit Wasser existiert ein bei 71,4 °C azeotrop siedendes Gemisch mit einem Wassergehalt von 3,9 Ma%.Horsley, L.H.: Azeotropic Data, Advances in Chemistry Series 6, American Chemical Society Washington D.C. 1952, ISBN 978-08-412-2444-5, , S. 8. Propionsäuremethylester löst sich mäßig in Wasser.
Chemische Eigenschaften Die Hydrolyse der Verbindung führt zu Propionsäure und Methanol. Die Reaktion verläuft mit einer Reaktionswärme von −60,17 kJ·mol−1 exotherm.Guthrie, J.P.; Cullimore, P.A.: Effect of the acyl substituent on the equilibrium constant for hydration of esters in Can. J. Chem. 58 (1980) 1281–1294, .
Sicherheitstechnische Kenngrößen Propionsäuremethylester bildet leicht entzündliche Dampf-Luft-Gemische. Die Verbindung hat einen Flammpunkt von −2 °C.Chemsafe Datenbank für sicherheitstechnische Kenngrößen im Explosionsschutz, PTB Braunschweig/BAM Berlin, abgerufen am 24. Februar 2021. Der Explosionsbereich liegt zwischen 2,4 Vol.‑% (85 g/m³) als untere Explosionsgrenze (UEG) und 13 Vol.‑% als obere Explosionsgrenze (OEG). Experimentell wurden ein unterer Explosionspunkt von −6,5 °C und ein oberer Explosionspunkt von 30 °C bestimmt. Die Sauerstoffgrenzkonzentration liegt bei 7,5 %.Mitu, M.; Brandes, E.; Zakel, S.; Hirsch, W.: Explosion regions and limiting oxygen concentrations of methyl propionate, methyl acetate, dimethyl carbonate with air and inert gas mixtures in J. Loss Prev. Proc. Ind. 69 (2021) 104384, . Die Zündtemperatur beträgt 460 °C. Der Stoff fällt somit in die Temperaturklasse T1. Unter erhöhtem Druck wird ein starkes Absinken der Zündtemperatur beobachtet.
Zündtemperaturen unter erhöhtem Druck Druck in bar 1 2 5 10 Zündtemperatur in °C 460 398 284 253
Verwendung Propionsäuremethylester wird als Lösemittel für Lacke und als Grundstoff weiterer Synthesen (z. B. die von Methacrylsäuremethylester, dem Monomer des Acrylglases) verwendet. Auf Grund seines rumartigen Geruchs und Geschmacks wird er auch als Riechstoff und Aroma verwendet.
Einzelnachweise
Kategorie:Propionsäureester Kategorie:Aromastoff (EU) Kategorie:Carbonsäuremethylester