乙酸钠( 英语 : Sodium acetate ), 有机化合物 , 分子式 为CH₃COONa,分子量为82.03。乙酸钠是一种醋酸盐,又被称为醋酸钠、醋酸钠盐、利尿钠、 无水醋酸钠 等。 无水醋酸钠 的密度为1.5 g/cm³, 熔点 为328 °C。在常温状态下,乙酸钠是一种白色的无味吸湿性结晶粉末,吸水结晶成为 三水醋酸钠 。乙酸钠在20 °C水中的 溶解度 为46.5 g/100ml,溶于水后呈弱碱性,微溶于 乙醇 。 乙酸 钠可通过乙酸与碱反应制备,包括 有机碱 与 无机 碱。乙酸钠可用于食品、化学品行业作为调味剂或 乙酰化 助剂等,还可用于 污水处理 和土壤修复等。乙酸钠的等渗溶液在肠胃外可以补充急性 细胞外液 流失在临床医疗中发挥了重要的作用。
物质结构
乙酸钠的 化学式 为CH₃COONa, 球棍模型 如下图所示。乙酸钠有多种晶型,包括四方、 正交晶系 等,可作为 相变材料 使用。
理化性质
物理性质
无水醋酸钠 在常温下为一种白色的无味吸湿性结晶粉末,密度为1.5 g/cm³,熔点为328 °C, 沸点 为120 °C,蒸气压为0.00000071 mmHg, 折射率 为1.464。无水乙酸钠易溶于水,微溶于乙醇、乙醚。在20℃时,其水中的溶解度为46.5 g/100ml。无水乙酸钠溶成1%的 水溶液 后的pH为8.0-9.5。
化学性质
无水乙酸钠 可燃,自燃温度为607 °C,可以与 强氧化剂 剧烈反应。在空气中, 无水乙酸钠 可被风化生成 三水乙酸钠 ,其在123℃时会脱去3分子水。
与强酸反应
乙酸 钠属于 强碱 弱酸 盐 ,在溶液中显碱性,可以与强酸(酸性大于 乙酸 )在加热条件下发生 复分解反应 反应生成乙酸 烟雾 ,此过程又被称为“强酸制弱酸”。
脱羧反应
乙酸钠与碱或 碱石灰 共熔时会脱羧生成烃。
与卤代烃反应
乙酸钠与 卤代烃 可以发生 取代反应 ,此反应可用来生成各种各样的 类化合物 。
与卤代烷烃反应
乙酸钠与 烯丙基氯 发生 亲核取代 ,4.5h后得到 乙酸酯 ,产率为96.4%。此反应用于制备 β- 紫罗兰酮 ——合成 维生素a 和(RS)- 脱落酸 的重要组成部分。
与卤代芳香烃反应
冰醋 钠还可以与 卤代芳烃 反应可以用于制备芳香酯。此反应的 催化 剂种类较多,目前可用的较好的催化剂为磁珠类催化剂,研究人员使用Fe₃O₄、 SiO₂ 、 DABCO 的复合磁珠催化 水溶液 中 苄基 卤化物 与 乙酸 根 阴离子 的 亲核取代反应 ,且不会观察到大量副产物(例如 异硫氰酸酯 或 苯甲醇 )的形成,产物未经进一步纯化就可以达到较高的纯度。在外部 磁场 的帮助下,催化剂也很容易从反应 混合物 中分离出来,并且可以重复使用几次,而不会显着降低其催化效率。
制备方法
以乙酸为原料制备
临用前无水醋酸钠的实验室制备
在有机合成中,例如用无水醋酸钠和碱石灰共熔制备甲烷时,所用无水醋酸钠应在临用前制备。将适量三水醋酸钠放在瓷蒸发皿中,在玻棒搅拌下加热至约58℃时,三水醋酸钠溶解于结晶水中,水分逐渐蒸发后,得到白色固体,此时温度约为120℃。继续加热至固体熔融,但温度不要超过三水醋酸钠的熔点(324℃),以免醋酸钠分解为丙酮及碳酸钠。在搅拌下稍冷却,趁热在乳钵中研细,并立即储存于密闭容器中备用。
乙酸与无机碱
将乙酸溶液加入 反应器 ,加入 氢氧化钠 ,边搅拌边加入至中和,防止局部 过热 ,充分搅拌得乙酸钠水溶液。加热浓缩后冷却结晶, 离心 脱水得到乙酸钠粗品,即为三水乙酸钠。其化学反应式如下:
把上述所得粗品用水 重结晶 ,进行离心分离。再将母液中的溶液蒸发,所得固体用水洗涤,然后干燥10min,温度控制在40℃;随后升温至120-130℃进行脱水干燥,时间为20min,即得高纯度乙酸钠粉末。其化学反应式如下:
工业上制备 无水醋酸钠 主要流程为:先合成三水乙酸钠,再通过将三水乙酸钠 晶体 或溶液高温脱水、减压浓缩、冷却析出、结晶干燥等一系列的步骤得到 无水乙酸钠 。但是,该方法在实际操作过程中存在 烘干 时间长、烘干强度大的问题,因此干燥设备必须可以长时间稳定运行,这使设备的负担增大;同时这样制得的 无水乙酸 钠 往往颗粒细小、 粒径 分布不均,平均粒度范围较大,在100目到300目之间。 冰醋 钠作为药剂学中常用的添加剂,如果粒径不均一导致药品混合不均匀,就很难满足医药级别高端的需求。
乙酸与有机碱
除了使用 NaOH 这类 无机化合物 碱反应之外,还可以使用 有机碱 来反应制备乙酸钠。这种反应过程可以避免水相的参与,无需进行脱水处理;而且本方法制得的 无水乙酸钠 粒度均一、流动性好、平均粒度范围达到50目到100目,满足了高端医药的99.9%的需求。其步骤为:在 甲醇 溶液将 甲醇钠 与 无水乙酸 混合,反应生成 无水乙酸钠 和甲醇;将剩余的甲醇溶液浓缩蒸发出来,分离得到 无水乙酸钠 晶体 ;然后将其在 负压 条件下进行干燥,可得到 无水乙酸钠 。
乙酸与碳酸钠
除了以上的方法之外,还可以用稀乙酸与 碳酸钠 反应得到。反应方程式如下:
其他方法
乙酸钠也可以用 硫酸钠 或碳酸钠与 乙酸钙 通过 复分解反应 制得,以硫酸钠与乙酸钙为反应物的反应方程式如下:
应用领域
工业应用
食品及医药行业
(1)乙酸钠作为调味剂的缓冲剂加入到食物中,可以缓和不良气味、防止食物变色并改善风味,具有防霉作用,使用量为0.1%-0.3%,可用于鱼肉糜制品。含有醋、盐味的 薯片 就是使用乙酸钠来制作调料的。 欧盟 给予乙酸钠E编码E262作为其认可的食品添加物的编号,具有E编号的添加物代表已经由欧盟核准认可,能够使用在食物中。除此之外,其还可用作调味酱、酸菜、 蛋黄酱 、 鱼糕 、 腊肠 、面包、粘糕等的酸味剂。乙酸钠与 甲基纤维素 、 磷酸盐 等混合后,可以用于延长香肠、面包、糕点等的保存时间。
(2) 虾青素 是一种具有极强 抗氧化 性的 类胡萝卜素 ,在医药和食品等行业有着广阔的应用前景。乙酸钠可以诱导雨生红球藻进行虾青素合成。
化学品行业
(1) 乙酸 钠可用作 乙酰化 的助剂,可用于制造各种 化工产品 ,如乙 氯、 肉桂酸 、乙酸 纤维素 、 呋喃 丙烯酸 、 乙酸酯 和 氯乙酸 等;
(2)在采用 草酸 络合法分离 对甲基苯酚 的过程中,用 无水乙酸钠 对滤液进行再次络合分离。这使得该方法对于 甲酚 质量分数在30%到80%之间的 对甲酚 和 间甲酚 的混酚体系分离可以得到高于99%纯度的 对甲酚 ,同时对甲酚回收率在80%以上。
(3)乙酸钠可用于肥皂、 电镀 、 革等材料的制备过程;并用作 脱水剂 、照相 缓冲剂 (在 摄影 中作为缓冲液消除 强酸 的影响)、 染料 和 聚酯树脂 制备的 催化剂 、染料的媒 染剂 等等;
(4)在 合成橡胶 生产的过程中使用乙酸钠可以防止 氯丁二烯 氯化;
环境治理应用
污水处理
随着 炼油工业 的迅速发展,炼油化工 废水 的成分逐渐复杂化,排污量也在逐年增加,污水处理场往往存在处理工艺落后,能耗较高等问题。在污水处理系统去除氮的过程中,通常通过反硝化反应提高脱氮效果,而 反硝化反应 需要通过投加碳源(如乙酸钠)来提供 电子 。乙酸钠作为碳源使用时,能被微生物直接代谢,且 代谢途径 简单,利用效率较高。
土壤修复
土壤中的Cr(VI)具有毒性、诱 变性 和致癌作用,进入土壤后会对土壤有严重危害,比如:破坏土壤中的微生物体系、抑制植物生长发育和通过 食物链 传递影响人体健康。且Cr(VI)迁移速度极快,在土壤中迁移和渗透将对大片土地和 地下水 产生严重污染。而 乙酸盐 是部分细菌还原Cr(VI)最有效的碳源。乙酸钠被加入铬污染的土壤中后,能有效降低土壤中Cr(VI)的含量,其机制可能是通过使土壤有机组分中的一些不溶于水的 羧酸 类物质进入液相,促进其与Cr(Ⅵ)的反应,从而修复铬污染的土壤。
医学应用
人类医疗
乙酸钠药物的适应症:乙酸钠浓缩注射液可以用作 电解质 来源的全胃肠外营养溶液,也可用于治疗低钠血症(钠耗竭),通常在口服钠治疗禁忌或不耐受的情况下使用。乙酸钠也可以添加到非肠道溶液中以增加pH值。
乙酸钠的主要临床用途如下:
(1)补充 钠离子 及电解质来源
乙酸钠提供的钠离子是 内环境 中的主要 阳离子 ,控制着水的分布、液体和电解质的平衡以及 体液 渗透压 ,在调节细胞外液体积中起主要作用,还参与神经传导、 肌肉收缩 、酸碱平衡和细胞营养吸收等过程。因此,乙酸钠可以预防或辅助治疗口服摄入受限或不口服摄入的患者的 低钠血症 。当标准 电解质 或 营养液 不能满足患者的需要时,它可作为添加剂用作制备特定的静脉输液配方。
(2)碱化剂
冰醋 钠和很多 碳酸氢盐 一样,属于碱化剂,它不仅是全身性碱化剂,也是一种泌尿性碱化剂,可用于代谢性酸中毒的治疗、酸性条件的肠外治疗或用于尿液的碱化。这是由于乙酸钠在肝脏中的 代谢产物 碳酸氢盐进入 血液循环 后,会增加患者的 血浆 碳酸氢盐浓度,帮助将血浆pH值恢复至正常范围(7.37-7.42)内。同时,乙酸钠会增加某些 弱酸 的 溶解度 ,并加速苯巴比妥和 水杨酸 盐等 脂溶性 有机酸 的 电离 和排泄,防止代谢性酸中毒。研究表明,即使在存在严重的 肝病 患者体内,乙酸钠的代谢过程也很容易进行。
动物医疗
充当动物的 电解质 来源;可用于牛 症的治疗
其他
(1)作为 乙酸 的共轭碱,乙酸钠可以与乙酸配置 缓冲溶液 ,pH调节范围为3.7-5.6,这种缓冲溶液经常用于 生物化学 方面。
(2)在一次性棉花垫的生产中可以用于防止 静电 的产生。
(3)三水乙酸钠作为 无机化合物 相变 储能材料可用于 暖手宝 的制作,还可用于制备有机‑无机共熔 混合物 相变 蓄热材料 ,作为储能模块用于储热系统中,包括工业 废热 回收系统,热水器储热系统和地板辐射采暖系统。
安全事宜
消防相关
存放环境及消防措施
乙酸钠在标准环境条件下 化学性质 稳定,但易燃且易吸湿,遇到 强酸 和 强氧化剂 会急剧反应。应当储存在干燥的、没有明火的地方,且需要与强酸和强氧化剂分开存放。
如发生乙酸钠相关的火灾,推荐使用雾状水灭火器、 泡沫灭火器 、粉末灭火器、 二氧化碳灭火器 。
泄露处理
乙酸钠泄漏后,使用微粒过滤呼吸器应对乙酸钠的 空气传播 。将溢出的乙酸钠清扫到有盖的容器中。如果允许,请先润湿以防止扬尘,用大量水洗去残留物。
其他注意事项
与 硝酸盐 混合有爆炸危险,与 反应放热剧烈;
健康相关
药物分布和代谢
吸收:乙酸钠被人体吸收后,非常容易进入 血液循环 ;
代谢:在肝脏中,乙酸钠被代谢成 碳酸氢盐 。这个过程为 乙酸盐 缓慢 水解 为 二氧化碳 和水,然后通过与 氢离子 结合转化为碳酸氢盐,代谢速度快且彻底。
排泄: 钠离子 主要在尿液中排出,部分钠从粪便中排出,少量也可从唾液、汗液、胆汁和 胰腺 分泌物中排出。
药物使用指南
(1)乙酸钠日常使用注意事项及禁忌症
乙酸钠的稀释溶液必须缓慢给药,因为快速静脉注射钠可能导致 高钠血症 和液体超负荷。
钠排泄机制受损的患者禁用乙酸钠;对钠、 乙酸盐 过敏或患有可能导致脱水的疾病(例如严重烧伤、严重或长期 腹泻 或呕吐、或不受控制的 糖尿病 )的患者禁用乙酸钠;对于 充血性心力衰竭 、其他水肿状态、肾功能损害、 肝硬化 、 子痫 、 高血压 或 醛固酮增多症 的患者,应极其谨慎地使用乙酸钠;少尿、无尿患者和接受皮质类固醇或 促肾上腺皮质激素 治疗的患者慎用乙酸钠。 (2)怀孕期间使用
由于高水平的钠可能导致脱水,因此应密切监测接受钠盐治疗的孕妇的 血清钾 水平和pH值,因为乙酸根离子可能导致 低钾血症 或代谢性碱中毒。
(3)哺乳期使用钠很可能被排泄到母乳中,谨慎将乙酸钠浓缩注射液用于母乳喂养的女性。 (4)与其他药物的相互作用
乙酸钠碱化尿液可能会增加酸性药物(如 水杨酸 盐、 巴比妥 酸盐和 四环素 )的肾脏清除率,同时可能会降低奎尼丁、 苯丙胺 、 麻黄碱 、 伪麻黄碱 和锂等碱性药物的肾清除率,并可能导致毒性。服用钾补充剂的患者同时使用乙酸钠与耗钾利尿剂(如 布美他尼 、依他利酸、 塞米和噻 类药物),可促进细胞内离子转移来降低血钾水平。
(5)药物过量症状及治疗
钠的过量给药或排泄受损会导致潜在致命的 高钠血症 ,而 乙酸盐 的过量给药可能导致 低钾血症 和代谢性碱中毒。
治疗过程中应测量 血清钠 浓度,如果存在高钠血症,通常口服大量水和限制钠的摄入可以缓解。在病情严重时,可通过缓慢静脉输注5% 葡萄糖 治疗。如果体内总钠含量过高,可以使用利尿剂来增加钠的排泄。如果患者存在明显的肾功能受损症状、血清钠浓度大于200 mmol/L甚至濒临死亡时,则可能需要进行 透析 。
乙酸钠 新陈代谢 后形成 碳酸氢盐 ,如果发生碱中毒,应停止给予 乙酸盐 ,轻症可以通过重新吸入呼出的空气缓解。更严重的碱中毒可能需要 葡萄糖酸钙 来预防可能出现的过敏和手足抽搐症状。在严重碱中毒的情况下,可以静脉内给药 氯化铵 。如果出现 低钾血症 ,应给予 氯化钾 。
毒性
人类毒性
目前没有关于乙酸钠致癌性或致突 变性 的证据,也没有关于服用乙酸钠是否会影响生育能力的证据。 乙酸盐 是肝脏中 乙醇 代谢的主要分解产物。已证明全身性的 乙酸盐 给药会引起运动障碍,这种效应被 腺苷 受体 拮抗剂 8- 苯基 茶碱阻断。
非人类毒性
(1)大鼠的LD50为25956毫克/公斤;其口服使用可加速和降低大鼠血液中的乙醇水平。
(2)乙酸钠在怀孕母鼠或其子代中未引起可观察到严重的不良作用。
(3)乙酸钠还可直接预防 小鼠 低血糖症状的发生,并在低血糖出现时治愈其主要症状。
(4)将0.1 mol/L的乙酸钠溶液中的pH值调节至7.0至7.5,并用 氯化钠 或 蔗糖 提高 渗透压 ,在兔眼中连续3小时测试,结果显示乙酸钠不会对角膜造成干扰。
暴露途径及治疗方法
环境中乙酸钠的蒸汽压力应小于7.08X10⁻⁷ mm Hg ,致死浓度为LC50(大鼠)>30000 mg/ 立方米 /1h。
吸入:使用局部排气方法进行救治,将患者保运至新鲜空气处,充分休息;
皮肤暴露:症状为皮肤发红;使用时需要戴防护手套,如果不慎暴露,需要用水和肥皂清洗皮肤;
眼睛暴露:眼睛变红;使用时需要佩戴安全护目镜,如果不慎暴露,首先用大量的水冲洗几分钟(如果有机会的话,请取下隐形眼镜),然后就医。
摄取:工作期间请勿进食、饮水或吸烟,充分休息。
个人防护及环境保护
眼睛面部防护:请使用经官方标准如NIOSH( 美国 )或EN166( 欧盟 )检测与批准的设备防护眼部。
皮肤保护:建议使用丁 橡胶手套进行防护。
呼吸系统 防护:在灰尘生成时需要对过滤呼吸防护的建议基于以下标准:DNEN143、DN14387及与所用呼吸防护装置相关的其他附带标准。
环境暴露的控制:不要让产品进入下水道。