Essigsäurebutylester
| Strukturformel | ||||||||||||||||
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| Struktur von Essigsäurebutylester | ||||||||||||||||
| Allgemeines | ||||||||||||||||
| Name | Essigsäurebutylester | |||||||||||||||
| Andere Namen |
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| Summenformel | C6H12O2 | |||||||||||||||
| Kurzbeschreibung |
farblose, fruchtartig riechende Flüssigkeit<ref name="GESTIS" /> | |||||||||||||||
| Externe Identifikatoren/Datenbanken | ||||||||||||||||
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| Eigenschaften | ||||||||||||||||
| Molare Masse | 116,16 g·mol−1 | |||||||||||||||
| Aggregatzustand |
flüssig | |||||||||||||||
| Dichte |
0,88 g·cm−3 (20 °C)<ref name="GESTIS">Eintrag zu Butylacetat in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFAVorlage:Abrufdatum (JavaScript erforderlich)</ref> | |||||||||||||||
| Schmelzpunkt |
−77 °C<ref name="GESTIS" /> | |||||||||||||||
| Siedepunkt |
127 °C<ref name="GESTIS" /> | |||||||||||||||
| Dampfdruck |
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| Löslichkeit |
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| Brechungsindex |
1,3941 (20 °C)<ref name="CRC90_3_76">David R. Lide (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90. Auflage. (Internet-Version: 2010), CRC Press / Taylor and Francis, Boca Raton FL, Physical Constants of Organic Compounds, S. 3-76.</ref> | |||||||||||||||
| Sicherheitshinweise | ||||||||||||||||
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| MAK |
DFG/Schweiz: 100 ml·m−3 bzw. 480 mg·m−3<ref name="GESTIS" /><ref>Schweizerische Unfallversicherungsanstalt (Suva): Grenzwerte – Aktuelle MAK- und BAT-Werte (Suche nach 123-86-4 bzw. Essigsäure-n-butylester)Vorlage:Abrufdatum</ref> | |||||||||||||||
| Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa). Brechungsindex: Na-D-Linie, 20 °C | ||||||||||||||||
Essigsäurebutylester, auch Essigsäure-n-butylester, Butylacetat oder Butylethanoat, ist ein klares, farbloses Lösungsmittel mit eher angenehmem, fruchtartigem Geruch, das natürlich in vielen Früchten vorkommt und Bestandteil des Apfelaromas ist.<ref name="Ullmann2012">Karl‐Georg Fahlbusch, Franz‐Josef Hammerschmidt, Johannes Panten, Wilhelm Pickenhagen, Dietmar Schatkowski, Kurt Bauer, Dorothea Garbe, Horst Surburg: Flavors and Fragrances. In: Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. Band 15, 2012, S. 73–198, doi:10.1002/14356007.a11_141.</ref> Es handelt sich um den Ester der Essigsäure mit 1-Butanol. Neben diesem haben noch die Butylacetate der isomeren Butanole Essigsäure-sec-butylester, Essigsäureisobutylester und Essigsäure-tert-butylester Bedeutung.
Vorkommen[Bearbeiten]
Butylacetat ist als Fruchtester in Fruchtaromen weitverbreitet und in einigen Fällen eine der Hauptkomponenten. Es kommt beispielsweise in Äpfeln<ref>En-tai Liu, Gong-shuai Wang, Yuan-yuan Li, Xiang Shen, Xue-sen Chen, Fu-hai Song, Shu-jing Wu, Qiang Chen, Zhi-quan Mao: Replanting Affects the Tree Growth and Fruit Quality of Gala Apple. In: Journal of Integrative Agriculture. Band 13, Nr. 8, August 2014, S. 1699–1706, doi:10.1016/S2095-3119(13)60620-6.</ref><ref>T. Lavilla, J. Puy, M. L. López, I. Recasens, M. Vendrell: Relationships between Volatile Production, Fruit Quality, and Sensory Evaluation in Granny Smith Apples Stored in Different Controlled-Atmosphere Treatments by Means of Multivariate Analysis. In: Journal of Agricultural and Food Chemistry. Band 47, Nr. 9, 1. September 1999, S. 3791–3803, doi:10.1021/jf990066h.</ref> vor, unter anderem in den Sorten Granny Smith,<ref name=":0">M.L. LóPez, M.T. Lavilla, M. Riba, M. Vendrell: COMPARISON OF VOLATILE COMPOUNDS IN TWO SEASONS IN APPLES: GOLDEN DELICIOUS AND GRANNY SMITH. In: Journal of Food Quality. Band 21, Nr. 2, April 1998, S. 155–166, doi:10.1111/j.1745-4557.1998.tb00512.x.</ref> Golden Delicious<ref name=":0" /> und Gala,<ref>Isabel Lara, Gemma Echeverría, Jordi Graell, María Luisa López: Volatile Emission after Controlled Atmosphere Storage of Mondial Gala Apples (Malus domestica): Relationship to Some Involved Enzyme Activities. In: Journal of Agricultural and Food Chemistry. Band 55, Nr. 15, 1. Juli 2007, S. 6087–6095, doi:10.1021/jf070464h.</ref> und auch in Apfelbaumblüten.<ref>Gerhard. Buchbauer, Leopold. Jirovetz, Michael. Wasicky, Alexej. Nikiforov: Headspace and essential oil analysis of apple flowers. In: Journal of Agricultural and Food Chemistry. Band 41, Nr. 1, Januar 1993, S. 116–118, doi:10.1021/jf00025a025.</ref> Auch in Birnen,<ref>Peng-Fei Lu, Ling-Qiao Huang, Chen-Zhu Wang: Identification and Field Evaluation of Pear Fruit Volatiles Attractive to the Oriental Fruit Moth, Cydia molesta. In: Journal of Chemical Ecology. Band 38, Nr. 8, August 2012, S. 1003–1016, doi:10.1007/s10886-012-0152-4.</ref><ref>Peng-Fei Lu, Hai-Li Qiao, Zhi-Chun Xu, Jin Cheng, Shi-Xiang Zong, You-Qing Luo: Comparative analysis of peach and pear fruit volatiles attractive to the oriental fruit moth, Cydia molesta. In: Journal of Plant Interactions. Band 9, Nr. 1, 2. Januar 2014, S. 388–395, doi:10.1080/17429145.2013.843724.</ref><ref>María Alejandra Moya-León, Mireya Vergara, Carolina Bravo, María Elena Montes, Claudia Moggia: 1-MCP treatment preserves aroma quality of ‘Packham's Triumph’ pears during long-term storage. In: Postharvest Biology and Technology. Band 42, Nr. 2, November 2006, S. 185–197, doi:10.1016/j.postharvbio.2006.06.003.</ref> Bananen,<ref>Alice I. McCARTHY, James K. Palmer, Carol P. Shaw, Edward E. Anderson: Correlation of Gas Chromatographic Data with Flavor Profiles of Fresh Banana Fruit. In: Journal of Food Science. Band 28, Nr. 4, Juli 1963, S. 379–384, doi:10.1111/j.1365-2621.1963.tb00214.x.</ref><ref>N Boudhrioua, P Giampaoli, C Bonazzi: Changes in aromatic components of banana during ripening and air-drying. In: LWT - Food Science and Technology. Band 36, Nr. 6, September 2003, S. 633–642, doi:10.1016/S0023-6438(03)00083-5.</ref> Melonen<ref>María J. Jordán, Philip E. Shaw, Kevin L. Goodner: Volatile Components in Aqueous Essence and Fresh Fruit of Cucumis melo cv. Athena (Muskmelon) by GC-MS and GC-O. In: Journal of Agricultural and Food Chemistry. Band 49, Nr. 12, 1. Dezember 2001, S. 5929–5933, doi:10.1021/jf010954o.</ref><ref>Moshe Shalit, Nurit Katzir, Yaakov Tadmor, Olga Larkov, Yosef Burger, Fernond Shalekhet, Elena Lastochkin, Uzi Ravid, Orit Amar, Menahem Edelstein, Zvi Karchi, Efraim Lewinsohn: Acetyl-CoA: Alcohol Acetyltransferase Activity and Aroma Formation in Ripening Melon Fruits. In: Journal of Agricultural and Food Chemistry. Band 49, Nr. 2, 1. Februar 2001, S. 794–799, doi:10.1021/jf001075p.</ref> und Erdbeeren<ref>Dangyang Ke, Lili Zhou, Adel A. Kader: Mode of Oxygen and Carbon Dioxide Action on Strawberry Ester Biosynthesis. In: Journal of the American Society for Horticultural Science. Band 119, Nr. 5, September 1994, S. 971–975, doi:10.21273/JASHS.119.5.971.</ref><ref>Eun Kyoung Mo, Chang Keun Sung: Phenylethyl alcohol (PEA) application slows fungal growth and maintains aroma in strawberry. In: Postharvest Biology and Technology. Band 45, Nr. 2, August 2007, S. 234–239, doi:10.1016/j.postharvbio.2007.02.005.</ref><ref>Samuel Macario Padilla-Jiménez, María Valentina Angoa-Pérez, Hortencia Gabriela Mena-Violante, Guadalupe Oyoque-Salcedo, José Luis Montañez-Soto, Ernesto Oregel-Zamudio: Identification of Organic Volatile Markers Associated with Aroma during Maturation of Strawberry Fruits. In: Molecules. Band 26, Nr. 2, 19. Januar 2021, S. 504, doi:10.3390/molecules26020504, PMID 33477940, PMC 7833409 (freier Volltext).</ref><ref>J.Fernando Ayala-Zavala, Shiow Y Wang, Chien Y Wang, Gustavo A González-Aguilar: Effect of storage temperatures on antioxidant capacity and aroma compounds in strawberry fruit. In: LWT - Food Science and Technology. Band 37, Nr. 7, November 2004, S. 687–695, doi:10.1016/j.lwt.2004.03.002.</ref> ist es enthalten. Weiterhin kommt es in Pflaumen,<ref>Jorge Antonio Pino, Clara Elizabeth Quijano: Study of the volatile compounds from plum (Prunus domestica L. cv. Horvin) and estimation of their contribution to the fruit aroma. In: Food Science and Technology. Band 32, Nr. 1, 31. Januar 2012, S. 76–83, doi:10.1590/S0101-20612012005000006.</ref> Feigen,<ref>Mehdi Trad, Christian Ginies, Badii Gaaliche, Catherine M.G.C. Renard, Messaoud Mars: Does pollination affect aroma development in ripened fig [Ficus carica L.] fruit? In: Scientia Horticulturae. Band 134, Februar 2012, S. 93–99, doi:10.1016/j.scienta.2011.11.004.</ref> Passionsfrucht,<ref>Mariana Serrão Macoris, Natália Soares Janzantti, Deborah dos Santos Garruti, Magali Monteiro: Volatile compounds from organic and conventional passion fruit (Passiflora edulis F. Flavicarpa) pulp. In: Ciência e Tecnologia de Alimentos. Band 31, Nr. 2, Juni 2011, S. 430–435, doi:10.1590/S0101-20612011000200023.</ref> Jackfrucht,<ref>José Guilherme S Maia, Eloisa Helena A Andrade, Maria das Graças B Zoghbi: Aroma volatiles from two fruit varieties of jackfruit (Artocarpus heterophyllus Lam.). In: Food Chemistry. Band 85, Nr. 2, April 2004, S. 195–197, doi:10.1016/S0308-8146(03)00292-9.</ref> Papaya<ref>David B. Katague, Ernst R. Kirch: Chromatographic Analysis of the Volatile Components of Papaya Fruit. In: Journal of Pharmaceutical Sciences. Band 54, Nr. 6, Juni 1965, S. 891–894, doi:10.1002/jps.2600540616.</ref> und Bergpapaya,<ref>Alicia L. Morales, Carmenza Duque: Aroma constituents of the fruit of the mountain papaya (Carica pubescens) from Colombia. In: Journal of Agricultural and Food Chemistry. Band 35, Nr. 4, Juli 1987, S. 538–540, doi:10.1021/jf00076a024.</ref> Pfirsich und Nektarinen,<ref>J. Cano-Salazar, M.L. López, C.H. Crisosto, G. Echeverría: Volatile compound emissions and sensory attributes of ‘Big Top’ nectarine and ‘Early Rich’ peach fruit in response to a pre-storage treatment before cold storage and subsequent shelf-life. In: Postharvest Biology and Technology. Band 76, Februar 2013, S. 152–162, doi:10.1016/j.postharvbio.2012.10.001.</ref> sowie in Lulo,<ref>Margoth Suarez, Carmenza Duque: Volatile constituents of lulo (Solanum vestissimum D.) fruit. In: Journal of Agricultural and Food Chemistry. Band 39, Nr. 8, August 1991, S. 1498–1500, doi:10.1021/jf00008a026.</ref> Pepino<ref>Haruyasu Shiota, Harry Young, Vivienne J Paterson, Mamoru Irie: Volatile aroma constituents of pepino fruit. In: Journal of the Science of Food and Agriculture. Band 43, Nr. 4, 1988, S. 343–354, doi:10.1002/jsfa.2740430407.</ref> und Curuba<ref>Natalia Conde-Martínez, Diana Cristina Sinuco, Coralia Osorio: Chemical studies on curuba (Passiflora mollissima (Kunth) L. H. Bailey) fruit flavour. In: Food Chemistry. Band 157, August 2014, S. 356–363, doi:10.1016/j.foodchem.2014.02.056.</ref> vor. Es ist auch in Fruchtsäften (beispielsweise von Birne und Aprikose)<ref>Montserrat Riu-Aumatell, Elvira López-Tamames, Susana Buxaderas: Assessment of the Volatile Composition of Juices of Apricot, Peach, and Pear According to Two Pectolytic Treatments. In: Journal of Agricultural and Food Chemistry. Band 53, Nr. 20, 1. Oktober 2005, S. 7837–7843, doi:10.1021/jf051397z.</ref> sowie in Olivenöl<ref>G. Luna, M.T. Morales, R. Aparicio: Characterisation of 39 varietal virgin olive oils by their volatile compositions. In: Food Chemistry. Band 98, Nr. 2, Januar 2006, S. 243–252, doi:10.1016/j.foodchem.2005.05.069.</ref> enthalten.
Gewinnung und Darstellung[Bearbeiten]
Großtechnisch wird Essigsäurebutylester durch säurekatalysierte Veresterung von Essigsäure mit 1-Butanol bei Temperaturen von 80–120 °C hergestellt. Als Katalysator werden dafür meist saure Ionentauscherharze verwendet.<ref>Patent EP1690849B1: Verfahren zur Herstellung von Carbonsäureester mittels einer Reaktivdestillation. Angemeldet am 11. Januar 2006, veröffentlicht am 26. August 2009, Anmelder: Sulzer Chemtech AG, Erfinder: Laurent Zuber et al.</ref><ref name="RÖMPP" /> Im Labormaßstab wird als Katalysator meist p-Toluolsulfonsäure verwendet.<ref>Klaus Schwetlick u. a.: Organikum. 24. Auflage. Wiley-VCH, Weinheim 2015, ISBN 978-3-527-33968-6.</ref>
Nach dem Prinzip von Le Chatelier bewirkt eine Abtrennung des entstehenden Wassers bzw. das Abziehen des Esters eine Verlagerung des Gleichgewichts auf die Produktseite (siehe auch Massenwirkungsgesetz).
Eigenschaften[Bearbeiten]
Essigsäurebutylester ist eine farblose Flüssigkeit mit fruchtartigem Geruch. Die Schmelztemperatur beträgt −76 °C. Der Siedepunkt unter Normaldruck liegt bei 126 °C.<ref name="Ullmann" /> Mit Wasser bildet die Verbindung ein azeotrop siedendes Gemisch. Bei Normaldruck und mit einem Wassergehalt von 26,7 Ma% liegt der azeotrope Siedepunkt bei 90,2 °C.<ref name="Ullmann">H. Cheung, R. S. Tanke, G. P. Torrence: Acetic Acid. In: Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley-VCH, Weinheim 2005, doi:10.1002/14356007.a01_045.</ref>
Thermodynamische Eigenschaften[Bearbeiten]
Die Dampfdruckfunktion ergibt sich nach Antoine entsprechend log10(P) = A−(B/(T+C)) (P in bar, T in K) mit A = 4,26803, B = 1440,231 und C = −61,362 im Temperaturbereich von 332,9 bis 399,2 K.<ref name="Kliment">V. Kliment, V. Fried, J. Pick: Gleichgewicht Flussigkeit-Dampf. XXXIII. Systeme Butylacetat-Phenol und Wasser-Phenol. In: Collect Czech Chem Commun. 29, 1964, S. 2008–2015, doi:10.1135/cccc19642008.</ref>
Zusammenstellung der wichtigsten thermodynamischen Eigenschaften Eigenschaft Typ Wert [Einheit] Bemerkungen Standardbildungsenthalpie ΔfH0liquid
ΔfH0gas−609,6 kJ·mol−1<ref name="Schiopu" />
−566,0 kJ·mol−1<ref name="Schiopu">M. Șchiopu, O. Bot, V. Onu: Studiul termodinamic și cinetic al sistemului acetat de n-butil-apa. Nota I. In: Bul. Inst. Politehnic Iași. 7, 1961, S. 115–118.</ref>als Flüssigkeit
als GasVerbrennungsenthalpie ΔcH0liquid −3467,0 kJ·mol−1<ref name="Schiopu" /> Wärmekapazität cp 225,11 J·mol−1·K−1 (25 °C)<ref name="Jimenez">E. Jimenez, L. Romani, Paz Andrade, M.I., Roux-Desgranges, G., J.-P. E. Grolier: Molar excess heat capacities and volumes for mixtures of alkanoates with cyclohexane at 25°C. In: J. Solution Chem. 15, 1986, S. 879–890.</ref> als Flüssigkeit Kritische Temperatur Tc 575,4 K<ref name="Quadri">S. K. Quadri, A. P. Kudchadker: Measurement of the critical temperatures and critical pressures of some thermally stable or mildly unstable esters, ketones, and ethers. In: J. Chem. Thermodyn. 23, 1991, S. 129–134, doi:10.1016/S0021-9614(05)80288-5.</ref> Kritischer Druck pc 30,9 bar<ref name="Quadri" /> Verdampfungsenthalpie ΔVH0 43,89 kJ·mol−1<ref name="Majer Svoboda" /> beim Normaldrucksiedepunkt
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 = 64,07 kJ/mol, β = 0,306 und Tc = 579 K im Temperaturbereich zwischen 298 K und 358 K beschreiben.<ref name="Majer Svoboda">V. Majer, V. Svoboda: Enthalpies of Vaporization of Organic Compounds: A Critical Review and Data Compilation. Blackwell Scientific Publications, Oxford 1985, S. 300.</ref>
Dampfdruckfunktion von n-Butylacetat
Sicherheitstechnische Kenngrößen[Bearbeiten]
Essigsäurebutylester bildet leicht entzündliche Dampf-Luft-Gemische. Die Verbindung hat einen Flammpunkt von 27 °C. Der Explosionsbereich liegt zwischen 1,2 Vol.‑% (58 g/m3) als untere Explosionsgrenze (UEG) und ca. 8,5 Vol.‑% als obere Explosionsgrenze (OEG).<ref name="Brandes">E. Brandes, W. Möller: Sicherheitstechnische Kenngrößen. Band 1: Brennbare Flüssigkeiten und Gase. Wirtschaftsverlag NW – Verlag für neue Wissenschaft, Bremerhaven 2003.</ref> Der untere Explosionspunkt liegt bei 19,5 °C.<ref name="GESTIS" /><ref name="Brandes2007">E. Brandes, M. Mitu, D. Pawel: The lower explosion point — A good measure for explosion prevention: Experiment and calculation for pure compounds and some mixtures. In: J. Loss Prev. Proc. Ind. 20, 2007, S. 536–540, doi:10.1016/j.jlp.2007.04.028.</ref> Der maximale Explosionsdruck beträgt 8,6 bar.<ref name="Brandes" /> Die Grenzspaltweite wurde mit 1,02 mm bestimmt.<ref name="Brandes" /> Es resultiert damit eine Zuordnung in die Explosionsgruppe IIA.<ref name="Brandes" /> Die Zündtemperatur beträgt 390 °C.<ref name="Brandes" /> Der Stoff fällt somit in die Temperaturklasse T2.
Verwendung[Bearbeiten]
Die Weltjahresproduktion von Butylacetat betrug 2003 über 500.000 Tonnen.<ref>sec-butyl Acetate. In: Hawley's Condensed Chemical Dictionary. John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, NJ, USA 15. März 2007.</ref> Butylacetat wird als Lösungsmittel in Beschichtungsprozessen, beispielsweise für Möbel, verwendet.<ref>RON L. STOUT: SOLVENTS IN TODAY'S COATINGS. In: Applied Polymer Science: 21st Century. Elsevier, 2000, S. 527–543.</ref><ref>Yiqing Qi, Liming Shen, Jilei Zhang, Jia Yao, Rong Lu, Tetsuo Miyakoshi: Species and release characteristics of VOCs in furniture coating process. In: Environmental Pollution. Band 245, Februar 2019, S. 810–819, doi:10.1016/j.envpol.2018.11.057.</ref><ref>Song Gao, Shuwei Zhang, Xiang Che, Yiran Ma, Xi Chen, Yusen Duan, Qingyan Fu, Shanshan Wang, Bin Zhou, Chuanming Wei, Zheng Jiao: New understanding of source profiles: Example of the coating industry. In: Journal of Cleaner Production. Band 357, Juli 2022, S. 132025, doi:10.1016/j.jclepro.2022.132025.</ref> In Nagellack-Produkten ist es neben Ethylacetat eines der beiden meistgenutzten Lösungsmittel.<ref>Eeva-Liisa Sainio, Kerstin Engström, Maj-Len Henriks-Eckerman, Lasse Kanerva: Allergenic ingredients in nail polishes. In: Contact Dermatitis. Band 37, Nr. 4, Oktober 1997, S. 155–162, doi:10.1111/j.1600-0536.1997.tb00189.x.</ref><ref>Harleen Arora, Antonella Tosti: Safety and Efficacy of Nail Products. In: Cosmetics. Band 4, Nr. 3, 15. Juli 2017, S. 24, doi:10.3390/cosmetics4030024.</ref> Auch in Klebstoffen, beispielsweise für die Schuh-Produktion und im Modellbau, wird es verwendet.<ref>Andrew Ross: La nuova geografia del lavoro precario. In: SOCIOLOGIA DEL LAVORO. Nr. 115, Dezember 2009, S. 95–214, doi:10.3280/sl2009-115012.</ref><ref>Jun Saito, Masayuki Ikeda: Solvent constituents in paint, glue and thinner for plastic miniature hobby. In: The Tohoku Journal of Experimental Medicine. Band 155, Nr. 3, 1988, S. 275–283, doi:10.1620/tjem.155.275.</ref>
Butylacetat wird außerdem als Aromastoff verwendet und ist in der EU unter der FL-Nummer 09.004 für Lebensmittel allgemein zugelassen.<ref>Food and Feed Information Portal Database | FIP. Abgerufen am 18. Oktober 2023.</ref>
Einzelnachweise[Bearbeiten]
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- Gefährlicher Stoff mit harmonisierter Einstufung (CLP-Verordnung)
- Feuergefährlicher Stoff
- Beschränkter Stoff nach REACH-Anhang XVII, Eintrag 40
- Betäubender Stoff
- Wikipedia:Wikidata-Wartung:CAS-Nummer fehlt lokal
- Essigsäureester
- Aromastoff (EU)
- Futtermittelzusatzstoff (EU)
- Butylester