甲醇钠性质、用途与生产工艺
甲醇钠亦称甲氧基钠。是甲醇生成的醇盐的一种,化学式为CH3ONa,是有机合成中常用的强碱。
甲醇钠通常以甲醇、乙醇等醇类溶剂的溶液储存。溶于醚生成悬浊液,对湿气敏感,遇水分解为甲醇和氢氧化钠:CH3ONa + H2O → CH3OH + NaOH
甲醇钠产品有两种形式:固体和液体,固体是甲醇钠纯品,液体是甲醇钠的甲醇溶液,甲醇钠含量 27.5~31% 。
液体甲醇钠是无色或微黄色粘稠性液体,对氧气敏感,易燃,易爆。极易吸潮。溶于甲醇和乙醇,遇水分解成甲醇和氢氧化纳,在126.6℃以上的空气中分解。不溶于苯和甲苯。有强烈的刺激性,极强的腐蚀性。用作缩合剂和强碱性催化剂,以及甲氧基化剂用于制取维生素B1及A、磺胺嘧啶等药物。少量用于农药生产。也可用作处理食用脂肪和食用油(特别是处理猪油)的催化剂。还可用作分析试剂。
固体甲醇钠是无色无定型粉末,对氧气敏感,易燃,溶于甲醇、乙醇,遇水分解成甲醇和氢氧化钠,在126.6℃以上的空气中分解。主要用于生产磺胺类药物、 VB6和VA,甲醇钠也是一种有机合成的催化剂,用于农药生产和油脂加工工业。
![固体甲醇钠和甲醇钠甲醇溶液](/NewsImg/2014-09-18/20149189301418974.jpg)
固体甲醇钠和甲醇钠甲醇溶液
醇钠是加金属钠于相应的醇而制成的,系吸湿性强的白色粉末,遇水分解为醇和氢氧化钠。广泛用于有机合成反应。特别是乙醇钠用作缩合剂。而甲醇钠也是常用的一种催化剂。因其吸湿性不如乙醇钠强,性质较稳定,所以制备时容易控制其质量。
甲醇钠和乙醇钠是目前工业上常用的2种醇钠,二者均用于缩合反应剂及酯化剂 (如用于生产乙酸乙酯、乙酰丙酮、甲酸甲酯、丙二酸乙酯、巴比妥类药物、氨基酸类药物、甘油酸酯等的缩合及酯化);医药原料及反应剂(巴比土酸及其衍生物、磺胺剂类、维生素类、安替比林、氯喹、氨基酸类、阿的平、保泰松制剂等);染料(汉沙黄、甲基紫、酒石黄、甲苯胺等);香料(假紫罗兰酮、仙客来醛、吲哚等);油脂改性、脂肪酸酯制备、非离子表面活性剂制备、农药制备等方面。甲醇钠用作油脂的酯交换反应催化剂,通过酯交换反应可改善油脂的物性,例如改进油脂保型性、延展性等。
实验室由甲醇与金属钠反应制备甲醇钠,工业上由甲醇与氢氧化钠反应制备甲醇钠,相关化学反应式如下图:
![实验室和工业制备甲醇钠方法](/NewsImg/2014-09-18/2014918913611338.JPG)
参考资料:高鸿宾 主编.实用有机化学辞典.北京:高等教育出版社.1997.第710页.
碱法甲醇钠是由甲醇与氢氧化钠作用而得,其反应式如下:CH3OH + NaOH —— CH3ONa + H2O
(1) 甲醇碱液的配置
将固体氢氧化钠破碎,按比例加入盛有甲醇(99.8%)的溶碱锅中,开动液碱循环泵,控制温
度在70℃以下,使氢氧化钠溶解,当含量达20%~23%,冷却降温至4 0 ℃,打入沉淀罐,静置1 2 h,备用。
(2) 甲醇钠的制备
向汽化锅及反应塔夹层通水蒸气加热,控制温度在85~100℃,以180L/h 的流量加无水甲醇到
汽化锅中,同时以25kg/h 的流量,将甲醇碱液由反应塔顶加入,反应所产生的含2% 水分的甲醇气体,从反应塔顶蒸
出,进入提纯蒸馏塔分去水分,使成为无水甲醇循环使用。反应塔底(即汽化锅)温度控制在65~70℃,检查塔底物料
含甲醇钠为27%~31%,游离碱为1% 以下,即得制品,收率86%(以氢氧化钠计)。
该工艺的消耗定额如下:甲醇(95%)973kg/t,氢氧化钠(99.5%)209kg/t。
以金属钠和甲醇为原料,采用间歇生产工艺进行化学反应,生产甲醇钠甲醇溶液。其反应式如下:2CH3OH + 2Na —
— 2CH3ONa + H2↑
这一生产工艺主要分四个部分:
1,加料工序,将工业甲醇用泵输送到甲醇计量罐,将120kg 金属钠投入反应釜中
2,氮气置换工序,关闭加料和放
空阀门,通入氮气至反应釜内,使压力表指数达到0.1MPa,打开放空阀卸压,重复三次后回流,放空阀保持打开状态
继续通入氮气
3,反应工序,将冷凝器通入冷却水,立即通过甲醇计量罐加入甲醇( 注意甲醇加入速度),进行反
应,反应5~10min后停止通入氮气。继续加入甲醇,在2~3h 内将820kg 甲醇计量加入后关闭甲醇加料阀,继续反应
2~3h 至反应液无气泡产生
4,调和工序,将产品加入调和贮罐,取样分析,并调和至所需浓度,装桶。
用钠法比用碱法获得的甲醇钠含量高而且稳定可靠,游离碱低,钠法甲醇钠在反应中,能大量脱去钠中的“醇”等杂
质,用钠法比用碱法获得的甲醇钠中的Na2CO3含量低,能提高用户的产品质量和收率。
项 目 指 标
外 观 无色至淡黄色粘稠液体
含量(总碱) 29.5%~31.0%
甲醇钠(NaOCH3) 28.9-31.0%
氢氧化钠(NaOH) ≤0.5%
碳酸钠(Na2CO3) ≤0.1%
水份(H2O) ≤0.2%
甲醇 69.0-70.7%
1.溶于水(醇钠与水反应剧烈,生成醇和氢氧化钠)
2.蒸馏(分离出醇)
3.蒸发(分离出氢氧化钠)
4.把醇尽量弄成无水的状态(反复蒸馏)
5.加钠成醇钠
6.蒸出醇,得醇钠的固体.(当蒸的时候避免让他和空气接触,如果让它和空气接触或没等蒸干和没等冷却取下,析出来
的醇钠状态就不好,做好了会是白色的,如果没作好就是带有黄褐色的,但不会有什么太大影响,很好做的)
固体氢氧化钠和甲醇按一定比例配制,搅拌溶解后,经过沉淀澄清,除去固体杂质,清液用泵打入反应脱水塔顶部,
精甲醇蒸汽从塔底加入在塔内连续反应脱水,从塔底获得产品。含水甲醇蒸汽从塔顶出来后进入精馏系统精制,无水
甲醇返回使用。
可与氧和二氧化碳起反应。在水中分解,该溶液的钠试验(IT-28)呈阳性。
取5%稀硫酸0.1m1和高锰酸钾试液(TS-193)0.2ml,加1%试样水溶液1滴,放置5min后加25%亚硫酸钠试液0.2ml和硫酸3ml,再加铬变酸试液(TS-l66)0.2ml,溶液呈紫红至紫色。
在下述含量分析和质量指标分析中,试样应尽量避免暴露于空气中,并最好在氮封中进行。
含量分析和碳酸钠、氢氧化钠分析
试样配制 选择两只直径约30mm、高约80mm、已恒重的称重瓶,几乎装满试样后,小心地加盖,称重,应为12~15g。
甲醇钠(CH
3ONa)的碱度测定,取下一试样瓶盖子,迅速将试样瓶沿边壁滑入一500ml锥形烧瓶中,瓶中盛有200ml脱二氧化碳的冰水,应防止飞溅。立即用一橡皮塞塞住烧瓶,并摇动至试样溶解。用脱二氧化碳水将试样液洗入一250ml容量瓶中,并稀释至将近刻度处。让溶液达到室温后再加水定容并混合。取此溶液50.0ml移人一500ml带玻塞的锥形烧瓶中,加脱二氧化碳水150ml和氯化钡试液(TS-37)5ml,加塞混合后静置5min。加酚酞试液(TS-167)3滴,用1mol/L盐酸滴定至粉红色消失。保留被滴定液供测定碳酸钠之用。甲醇钠碱度的百分含量A按下式计算:
A=(V
1×c×5.403)/(W×0.2)式中V
1——所耗盐酸的体积,m1;
c——所耗盐酸的浓度,mol/L;
w——试样质量,g。
碳酸钠的测定在上述保留的被滴定液中加甲基橙试液(TS-148)2滴,再继续用1mol/L盐酸滴定至持久的粉红色。碳酸钠(Na
2CO
3)百分含量按下式计算:
Na
2CO
3含量(%)=(V
2×cf×5.30)/(W×0.2)式中 V
2——第二次滴定所耗盐酸的体积,ml;
c和W——含义同上述甲醇钠的碱度测定。
)氢氧化钠的测定 可参照GT-32中卡尔.费休滴定法进行,或用下法测定。
溶液A取含水量不超过0.05%的无色吡啶400ml,加于一500ml平底烧瓶中,塞一双孔橡皮塞,在一个孔中塞一根7mm玻璃管,并下伸至烧瓶底部附近,另一孔中装一排气管,上面装有橡皮管并用夹子夹住。将烧瓶放入有循环水的冷却槽中。从一直立的钢瓶中通人干燥的二氧化硫(80士0.5)g。在气阀关闭前,排气管应松开。将此溶液移人一干燥带玻塞瓶中,加无水甲醇400ml,混合后贮于暗处。
溶液B在盛有900ml无水甲醇的干燥带玻塞瓶中,加入碘75g,摇至碘溶解后移人一有干燥管保护的自动滴定管中。
溶液B的标定 用一干燥量筒量取溶液A15ml,移人一干燥的125ml碘量瓶中,用溶液B滴定至棕黄色。迅即塞好碘量瓶,以防止吸湿和终点消失。所加溶液B的量不予计算。取每毫升甲醇中含有1.0mg水的标准甲醇/水溶液50ml,加入碘量瓶,立即用溶液B滴定至同样的棕黄色终点。算出当量因数F:每毫升溶液B中所含水的质量(mg)。此项标定工作需每天进行。
操作选用两只有塑料螺旋盖的120ml广口瓶,先用盐酸洗涤,再用水漂洗,最后用异丙醇淋洗后经气流干燥。另在一备用的塑料螺旋盖上钻个孔,使可接在自动滴定管的尖端上。在每只瓶子中放入磁性搅拌短棒,并通入干燥氮气以驱除二氧化碳。每只瓶中各加溶液A30ml和无水甲醇1,5ml,旋上盖子。取备用盖子代替一只盖子,插入滴定管尖端,并开始搅拌。用溶液B滴定至上述棕黄色,并至少维持5min。换上原来的盖子。用同样方法滴定另一溶液。取掉两瓶子的盖子,于其中一只瓶子中,从上述制备试样中用减量法准确称取试样2g,加入其中。重新将盖子盖在两只瓶子上。用溶液B滴定试样液(第一只瓶子)至棕黄色,再同样滴定空白样(第二只瓶子)。试样中水的百分含量A按下式计算:
A(%)=(F×V×100)/(w×1000)
式中 F——溶液B的当量因数,mg/ml;
y——试样所耗溶液B的净体积,ml;
w——试样质量,g。
计算 氢氧化钠的百分含量A由下式计算:
A(%)=2.222×[%H
2O-(%NaCO
3×0.170)]
最后按下式计算甲醇钠的百分含量(B):
B(%)=%AO(%NaOH×1.350)
砷取试样1g,小心地溶于10ml水中,用稀硫酸试液(TS-241)中和至石蕊试纸呈中性,再用水稀释至35ml,以此作为试样液,然后按GT-3方法测定。
重金属 取试样800mg,小心地溶于10ml水中,加稀盐酸试液(TS-117)10ml,加热至沸。冷却,用水稀释成25ml,以此作为试样液,按GT-16方法测定。对照液(溶液A)中的铅离子(Pb)量取20μg。
铅取试样1g,小心地溶于10ml水中,加稀盐酸试液(TS-117)10ml,加热至沸。冷却,用水稀释至25ml,以此作为试样液,按GT-18方法测定。对照液中的铅离子(Pb)量取10μg。
汞取试样2g,放入一小烧杯中,小心地溶于10ml水中,加酚酞试液(TS-167)2滴,在不断搅拌下,用20%稀硫酸溶液缓慢中和。再加1:5稀硫酸溶液1ml和1:25高锰酸钾溶液1m1,混合。以此作为试样液,然后按GT-22方法测定。
化学性质
无色无定形细粉末。 溶于甲醇、乙醇。
用途
用作有机合成中的碱性缩合剂及催化剂,用于香料、染料等的合成,是维生素B1、A及磺胺嘧啶的原料
用途
有机合成中用作缩合剂,食用油脂处理中用作催化剂,又是磺胺咪啶、新诺明、磺胺增效剂等药物合成的重要原料
用途
主要用作医药、农药的原料,也用于染料及化纤业
用途
脂肪酯交换催化剂。以改变脂肪结构,使适用于人造奶油等。在最终食品中必须除去。
用途
主要用作缩合剂、强碱性催化剂以及甲氧基化剂,用于制取维生素B1及A、磺胺嘧啶等药物,少量用于农药生产。也用作处理食用脂肪和食用油(特别是处理猪油)的催化剂。还用作分析试剂。
用途
广泛用于香料、染料等工业中。
主要用作缩合剂和强碱性催化剂,以及甲氧基化剂用于制取维生素B1及A、磺胺嘧啶等药物。少量用于农药生产。也可用作处理食用脂肪和食用油(特别是处理猪油)的催化剂。还可用作分析试剂。
用途
用作有机合成的缩合剂
生产方法
在反应锅中加入二甲苯(水分<0.05)、金属钠,加热至130-140℃,保温1h,停止加热,快速搅拌1h后,用冷却水冷至50℃,开始滴加无水甲醇(水分<0.1%),并适当补加无水二甲苯,滴加速度视甲醇回流量与氢气释放量而定。滴加完毕,加热回流4h后,冷至室温,即得浆状甲醇钠,减压蒸馏回收二甲苯,再真空干燥4h,充氮冷却得成品甲醇钠。收率90%以上。也可采用氢氧化钠与甲醇在85-100℃连续反应脱水而制得。
生产方法
由氢氧化钠与甲醇在苯中反应而得。
类别
腐蚀物品
爆炸物危险特性
其水解产物苛性钠对皮肤,角膜有腐蚀性
可燃性危险特性
遇水分解甲醇和氢氧化钠, 可燃
储运特性
库房通风低温干燥; 与酸类及氧化剂分开存放。
灭火剂
泡沫、二氧化碳、砂土
甲醇钠
上下游产品信息
上游原料
下游产品
2-噻吩基乙酰腈
ETHYL 5-(3-NITROPHENYL)-1H-PYRAZOLE-3-CARBOXYLATE
2-[2-(2-噻吩基)乙基]苯甲酸
2-硝基苯甲醚
N-甲基-4-甲氧基-1,8-萘酰亚胺
ETHYL 5-(2-FURYL)-1H-PYRAZOLE-3-CARBOXYLATE
吡拉西坦
4,6-二氯-2-甲基硫烷基嘧啶
纳多洛尔
4,6-二甲氧基-2-甲磺酰基嘧啶
甲氧乙酰基丙酮
3-氨基-1-苯基丙烷-1-醇
亚氨基芪甲酰氯
4-氧四氢噻酚-3-羧酸甲酯
2,4-二甲氧基嘧啶
2-甲氧基吡嗪
菲尼酮
Α-二甲氧甲基-Β-甲氧基丙腈
4,6-二羟基-2-巯基嘧啶
对氰基苯甲酸甲酯
3-(噻吩-2-基)-1H-吡唑-5-羧酸乙酯
2-甲基-4-羟基嘧啶
2-[Β(2-噻吩基)乙烯基]苯甲酸
3-(5-甲基呋喃-2-基)-1H-吡唑-5-羧酸乙脂
2-(苯氧基甲基)苯甲酸
1-甲基-4-哌啶酮-3-羧酸甲酯
3-羟基-2-苯基丙酸甲酯
1,3-二(2-吡啶)-1,3-丙烷二酮
5-硝基-2-甲氧基吡啶
5-甲氧基-2-巯基-4-嘧啶醇
5-甲氧基-吡啶-3-甲醛
硫尿嘧啶
乙酸丙酯
2,4-二氨基-6-氯嘧啶
2,4,6-三甲氧基苯甲醛
2-异丙基-3-甲氧基吡嗪
乙嘧酚
5-乙基-2-硫脲嘧啶
2-甲基-6-三氟甲基-4-羟基嘧啶
Α,2,6,6-四甲基-1-环己烯-1-巴豆醛