Propionsäuremethylester

Strukturformel
Struktur von Methylpropionat
Allgemeines
Name	Propionsäuremethylester
Andere Namen	Methylpropanoat (IUPAC) Propansäuremethylester Methylpropionat
Summenformel	C4H8O2
Kurzbeschreibung	farblose Flüssigkeit mit fruchtigem Geruch<ref name="GESTIS" />
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer Vorlage:CASRN EG-Nummer 209-060-4 ECHA-InfoCard 100.008.238 PubChem 11124 DrugBank Wikidata [[:d:|]]
Eigenschaften
Molare Masse	88,11 g·mol−1
Aggregatzustand	flüssig
Dichte	0,91 g·cm−3<ref name="GESTIS">Eintrag zu Methylpropionat in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFAVorlage:Abrufdatum (JavaScript erforderlich)</ref>
Schmelzpunkt	−88 °C<ref name="GESTIS" />
Siedepunkt	80 °C<ref name="GESTIS" />
Dampfdruck	122 hPa (25 °C)<ref name="GESTIS" /> 140 hPa (30 °C)<ref name="GESTIS" /> 340 hPa (50 °C)<ref name="GESTIS" />
Löslichkeit	mäßig in Wasser (62,4 g·l−1)<ref name="Sánchez López" /> Löslich in den meisten organischen Lösemitteln<ref name="Hawleys"></ref>
Brechungsindex	1,377<ref name="GESTIS" />
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP),<ref name="CLP_100.008.238">Eintrag zu Methyl propionate in der Datenbank ECHA CHEM der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA)Vorlage:Abrufdatum Hersteller bzw. Inverkehrbringer können die harmonisierte Einstufung und Kennzeichnung erweitern.</ref> ggf. erweitert<ref name="GESTIS" /> Gefahr H- und P-Sätze H: 225​‐​332 P: 210​‐​240​‐​304+340<ref name="GESTIS" />
Toxikologische Daten	5000 mg·kg−1 (LD50, Ratte, oral)<ref name="GESTIS" /> 5000 mg·kg−1 (LD50, Kaninchen, transdermal)<ref name="GESTIS" />
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa). Brechungsindex: Na-D-Linie, 20 °C

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.<ref name="ullmann">Ulf-Rainer Samel, Walter Kohler, Armin Otto Gamer and Ullrich Keuser: Propionic Acid and Derivatives. In: Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. 2000, ISBN 978-3-527-30673-2, doi:10.1002/14356007.a22_223.pub2. </ref>

Die Verbindung kann auch durch eine Hydrierung von Acrylsäuremethylester<ref name="Veselova">Veselova, 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.</ref> oder Propiolsäuremethylester<ref name="Flitcroft">Flitcroft, T.L.; Skinner, H.A.: Heats of hydrogenation Part 2. Acetylene derivatives in Trans. Faraday Soc. 54 (1958) 47–53, doi:10.1039/TF9585400047.</ref> erhalten werden.

Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften

Propionsäuremethylester ist eine farblose Flüssigkeit, die unter Normaldruck bei 80 °C siedet.<ref name="Hoffmann">Hoffmann, F.W.; Weiss, J.M.: Esterification of Carboxylic Acids by Dialkyl Phosphonates in J. Amer. Chem. Soc. 79 (1957) 4759–4761, doi:10.1021/ja01574a045.</ref> 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.<ref name="Polák"> 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, doi:10.1135/cccc19653526</ref> Die Temperaturabhängigkeit der Verdampfungsenthalpie lässt sich entsprechend der Gleichung Δ_VH⁰=A·e^(−βT_r)(1−T_r)^β (Δ_VH⁰ in kJ/mol, T_r =(T/T_c) reduzierte Temperatur) mit A = 53,29 kJ/mol, β = 0,2857 und T_c = 530,6 K im Temperaturbereich zwischen 298 K und 363 K beschreiben.<ref name="Majer Svoboda" />

Zusammenstellung der wichtigsten thermodynamischen Eigenschaften

Eigenschaft	Typ	Wert [Einheit]	Bemerkungen
Standardbildungsenthalpie	ΔfH0liquid	−471,1 kJ·mol−1<ref name="Schjanberg" />	als Flüssigkeit
Verbrennungsenthalpie	ΔcH0gas	−2246 kJ·mol−1<ref name="Schjanberg">Schjanberg, E.: Die Verbrennungswarmen und die Refraktionsdaten einiger chlorsubstituierter Fettsauren und Ester in Z. Phys. Chem. A 172 (1935) 197–233, doi:10.1515/zpch-1935-17216.</ref>	als Flüssigkeit
Wärmekapazität	cp	171,21 J·mol−1·K−1 (25 °C)<ref name="Pintos">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, doi:10.1139/v88-19.</ref> 1,94 J·g−1·K−1 (25 °C)<ref name="Pintos" />	als Flüssigkeit
Kritische Temperatur	Tc	530,50 K<ref name="Young" />
Kritischer Druck	pc	40,050 bar<ref name="Young">Young, 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, doi:10.1039/CT8936301191.</ref>
Kritische Dichte	ρc	3,545 mol·l−1<ref name="Young" />
Verdampfungsenthalpie	ΔVH	32,24 kJ·mol−1<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>	beim Normaldrucksiedepunkt

Mit Wasser existiert ein bei 71,4 °C azeotrop siedendes Gemisch mit einem Wassergehalt von 3,9 Ma%.<ref name="Azeotropic Data I">Horsley, L.H.: Azeotropic Data, Advances in Chemistry Series 6, American Chemical Society Washington D.C. 1952, ISBN 978-08-412-2444-5, doi:10.1021/ba-1952-0006, S. 8.</ref> Propionsäuremethylester löst sich mäßig in Wasser.<ref name="Sánchez López">José A. Sánchez López, Marco Wellinger, Alexia N. Gloess, Ralf Zimmermann, Chahan Yeretzian: Extraction kinetics of coffee aroma compounds using a semi-automatic machine: On-line analysis by PTR-ToF-MS. In: International Journal of Mass Spectrometry. Band 401, 25. April 2016, S. 22–30, doi:10.1016/j.ijms.2016.02.015. </ref>

Chemische Eigenschaften

Die Hydrolyse der Verbindung führt zu Propionsäure und Methanol. Die Reaktion verläuft mit einer Reaktionswärme von −60,17 kJ·mol⁻¹ exotherm.<ref name="Cullimore">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, doi:10.1139/v80-201.</ref>

Sicherheitstechnische Kenngrößen

Propionsäuremethylester bildet leicht entzündliche Dampf-Luft-Gemische. Die Verbindung hat einen Flammpunkt von −2 °C.<ref name="GESTIS"/><ref name="ChemSafe">Chemsafe Datenbank für sicherheitstechnische Kenngrößen im Explosionsschutz, PTB Braunschweig/BAM Berlin, abgerufen am 24. Februar 2021.</ref> Der Explosionsbereich liegt zwischen 2,4 Vol.‑% (85 g/m³) als untere Explosionsgrenze (UEG) und 13 Vol.‑% als obere Explosionsgrenze (OEG).<ref name="GESTIS"/><ref name="ChemSafe" /> Experimentell wurden ein unterer Explosionspunkt von −6,5 °C und ein oberer Explosionspunkt von 30 °C bestimmt.<ref name="GESTIS"/><ref name="ChemSafe" /> Die Sauerstoffgrenzkonzentration liegt bei 7,5 %.<ref name="Mitu">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, doi:10.1016/j.jlp.2020.104384.</ref> Die Zündtemperatur beträgt 460 °C.<ref name="ChemSafe" /> Der Stoff fällt somit in die Temperaturklasse T1. Unter erhöhtem Druck wird ein starkes Absinken der Zündtemperatur beobachtet.<ref name="ChemSafe" />

Zündtemperaturen unter erhöhtem Druck<ref name="ChemSafe" />
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.<ref name="ullmann" />

Einzelnachweise

<references />