甲基叔丁基醚

甲基叔丁基醚
甲基叔丁基醚結構	甲基叔丁基醚的球棍模型
	IUPAC名; 2-methoxy-2-methylpropane; 2-甲氧基-2-甲基丙烷
別名	Methyl tert-butyl ether; 甲基叔丁基醚; tert-butyl methyl ether; 叔丁基甲基醚
縮寫	MTBE
識別
CAS編號	1634-04-4
SMILES	CC(C)(C)OC;
性質
化學式	C5H12O
摩爾質量	88.15 g·mol⁻¹
密度	0.7404 g/cm³
熔點	-109 °C（164 K）
沸點	55.2 °C（328 K）
危險性
NFPA 704	3 1 0
閃點	−10 °C
	若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

甲基叔丁基醚（英語：methyl tert-butyl ether，縮寫為MTBE），是一種無色透明、粘度低的可揮發性液體，有特殊氣味，含氧量為18.2%的醚。它的蒸汽比空氣重，可沿地面擴散，與強氧化劑共存時可燃燒。

甲基叔丁基醚的主要用途是有機溶劑，也可以作為汽油添加劑，使其更抗爆。^[1]^[2]

毒性

MTBE有一定的毒性。20世紀80年代末開始研究其毒性。研究發現，它易於與水融合，可滲入土壤，破壞地下水質，認為它是可能的污染物。^{[來源請求]}

MTBE主要經呼吸道吸收，也可以經皮膚和消化道吸收，動物在高濃度MTBE中可致癌。對小鼠的麻醉濃度為1.0mM，致死濃度為1.6mM。對人體的影響主要表現在刺激上呼吸道、眼睛粘膜，長期接觸可使皮膚乾燥。^{[來源請求]}

美國EPA推薦飲用水中MTBE的質量濃度為5.2~10.3μg/L。

合成

MTBE一般是以甲醇和異丁烯為原料，藉助酸性催化劑合成，其中催化劑在工業上用得最多的是樹脂催化劑。其中異丁烯的來源不同而形成不同合成路線。^{[來源請求]}

異丁烯來源：

裂解制乙烯副產的C4餾分
煉油廠催化裂化裝置副產的C4餾分
以正丁烷為原料經異構化和脫氫製得

合成MTBE的催化劑：

氫氟酸
硫酸
苯乙烯系陽離子交換樹脂
固體酸
分子篩
- ZSM-5
- Zsm-11
- Y分子篩
- 絲光沸石
雜多酸

反應方程式

MTBE的反應是選擇性加成反應，烯烴中的三級碳原子在酸性催化劑的存在下形成正碳離子，再與醇結合形成醚。反應是可逆放熱反應。

主反應：

CH₃OH＋(CH₃)₂＝CH₂　

{\overset {H^{+}}{\rightarrow }}

　CH₃OC(CH₃)₃

副反應：

2(CH_{3})_{2}C

=

CH_{2}\ \rightarrow \ (CH_{3})_{3}CCH_{2}C(CH_{3})

=

CH_{2}

(CH_{3})_{2}C

=

CH_{2}\ \rightarrow \ (CH_{3})_{3}COH

^[可疑]

2CH_{3}OH\ \rightarrow \ (CH_{3})_{2}O+H_{2}O

合成工藝

固定床
膨脹床
催化蒸餾
混相床
異丁烯二聚聯產MTBE

物理性質

20℃密度：740.6kg·m⁻³
臨界溫度：223.9℃
比熱容：2.135℃
蒸發熱：30.10J·g⁻¹·K⁻¹
燃燒熱：38.21kJ·g⁻¹
雷德蒸汽壓：0.55bar
臨界壓力（KPC）：223.9
折光指數（20℃）：1.3689
着火點：480℃
空氣中爆炸極限（體積百分比）：上限1.65；下限8.4
研究法辛烷值：117
馬達法辛烷值：101
水的MTBE溶度（20℃，g/100g）：1.5
MTBE的水溶度（20℃，g/100g）：4.3

用途

汽油添加劑

20世紀70年代開始注意到MTBE可提高汽油的辛烷值，而且化學性質穩定。添加MTBE的汽油還能改善汽車的行車性能，降低排氣中一氧化碳含量。而且燃燒效率高，可以抑制臭氧的生成。它可以替代四乙基鉛作為抗爆劑，生產無鉛汽油。現在約有95%的MTBE用作辛烷值提高劑和汽油中含氧劑。

MTBE也是製取聚合級異丁烯的重要原料。還用於生產甲基丙烯醛和甲基丙烯酸。

1973年意大利開發了世界上第一套MTBE工業裝置。1990年美國制定的空氣清潔法修正案（CAA-1990）要求新配方汽油添加含氧化合物（如MTBE），以減少汽車污染。中國從二十世紀70年代末和80年代初開始研究MTBE技術。1983年齊魯石化公司橡膠廠建成了中國第一套MTBE工業試驗裝置，1986年吉化公司建成了中國第一套萬噸級MTBE工業裝置。1999年，中國啟動了「全國空氣淨化工程——清潔汽車行動」，開始鼓勵使用含有MTBE的汽油。

由於發現了MTBE對人體的影響，1996年美國Santa Monica市部分地區由於飲用水中MTBE含量抬高，使得這些地區50%的供水系統關閉，這是首次引起公眾關注的MTBE污染事件。1999年，美國加利福尼亞州空氣資源委員會規定從2002年12月31日起，禁止加州新配方汽油中使用MTBE。現已推遲一年到2003年12月31日。紐約州也簽署法案，規定從2004年1月起禁止使用MTBE，2010年全面禁用MTBE。^{[來源請求]}

禁用MTBE後，許多廠家開始研究乙醇汽油、烷基化油、改產異辛烷、聚異丁烯添加劑等替代產品。

但是迄今為止，歐洲和亞洲尚無禁用MTBE的意向，在一定時期內，MTBE仍將繼續成為清潔汽油的主要組分。

有機溶劑

叔丁基能防止生成易爆的過氧化醚，MTBE在工業用作二乙醚的安全替代品；在實驗室也用作有機溶劑。^[3]^[4]^[5]MTBE是弱路易斯鹼，無法用於製備格氏試劑；而且在強酸中不穩定；MTBE會與溴劇烈反應。^[6]

MTBE能與水（52.6℃；96.5% MTBE）^[7]和甲醇（51.3℃；68.6% MTBE）^[8]共沸。

參考文獻

^ Methyl tertiary butyl ether prices, markets & analysis. ICIS Explore. [2020-06-28]. （原始內容存檔於2021-11-16）（美國英語）.
^ Oxygenates. www.api.org. [2020-06-28]. （原始內容存檔於2021-11-16）（英語）.
^ Matyash, V.; Liebisch, G.; Kurzchalia, T. V.; Shevchenko, A.; Schwudke, D. Lipid extraction by methyl-tert-butyl ether for high-throughput lipidomics. The Journal of Lipid Research. 2008, 49 (5): 1137–1146. PMC 2311442  . PMID 18281723. doi:10.1194/jlr.D700041-JLR200.
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^ Vopička, Ondřej; Radotínský, Daniel; Friess, Karel. Sorption of vapour mixtures of methanol and dimethyl carbonate in PTMSP: Cooperative and competitive sorption in one system. European Polymer Journal. 2016-02-01, 75: 243–250. doi:10.1016/j.eurpolymj.2015.12.015.
^ Interaction between bromine and tert-butyl methyl ether. UK Chemical Reaction Hazards Forum. [13 May 2010]. （原始內容存檔於13 March 2011）.
^ Zeon Corporation 互聯網檔案館的存檔，存檔日期2011-07-22.
^ CRC Handbook of Chemistry and Physics, 90th edition

[1] Methyl tertiary butyl ether prices, markets & analysis. ICIS Explore. [2020-06-28]. （原始內容存檔於2021-11-16）（美國英語）.

[2] Oxygenates. www.api.org. [2020-06-28]. （原始內容存檔於2021-11-16）（英語）.

[3] Matyash, V.; Liebisch, G.; Kurzchalia, T. V.; Shevchenko, A.; Schwudke, D. Lipid extraction by methyl-tert-butyl ether for high-throughput lipidomics. The Journal of Lipid Research. 2008, 49 (5): 1137–1146. PMC 2311442  . PMID 18281723. doi:10.1194/jlr.D700041-JLR200.

[4] Vopička, Ondřej; Pilnáček, Kryštof; Číhal, Petr; Friess, Karel. Sorption of methanol, dimethyl carbonate, methyl acetate, and acetone vapors in CTA and PTMSP: General findings from the GAB Analysis. Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics. 2016-03-01, 54 (5): 561–569. Bibcode:2016JPoSB..54..561V. ISSN 1099-0488. doi:10.1002/polb.23945 （英語）.

[5] Vopička, Ondřej; Radotínský, Daniel; Friess, Karel. Sorption of vapour mixtures of methanol and dimethyl carbonate in PTMSP: Cooperative and competitive sorption in one system. European Polymer Journal. 2016-02-01, 75: 243–250. doi:10.1016/j.eurpolymj.2015.12.015.

[6] Interaction between bromine and tert-butyl methyl ether. UK Chemical Reaction Hazards Forum. [13 May 2010]. （原始內容存檔於13 March 2011）.

[7] Zeon Corporation 互聯網檔案館的存檔，存檔日期2011-07-22.

[8] CRC Handbook of Chemistry and Physics, 90th edition

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