Essigsäurepropylester
Essigsäurepropylester (nach IUPAC-Nomenklatur Propylethanoat, auch Essigsäure-n-propylester oder Propylacetat) ist ein Carbonsäureester, der sich aus Essigsäure und 1-Propanol zusammensetzt. Zusammen mit der isomeren Verbindung Essigsäureisopropylester bildet er die Gruppe der Propylacetate.
Vorkommen
Essigsäurepropylester kommt im Aroma vieler Früchte vor. Ein wichtiger Bestandteil ist es im Apfelaroma<ref>Vorlage:Literatur</ref><ref>Vorlage:Literatur</ref>, wo es bis zu 10 % der flüchtigen Verbindungen ausmacht.<ref>Vorlage:Literatur</ref> Beispielsweise wurde es in den Sorten Golden Delicious und Granny Smith nachgewiesen.<ref>Vorlage:Literatur</ref><ref>Vorlage:Literatur</ref> Es ist ebenso ein wichtiger Bestandteil im Aroma von Hancornia speciosa (bis zu 11 %)<ref>Vorlage:Literatur</ref> und von Pflaumen.<ref>Vorlage:Literatur</ref> Es kommt außerdem vor in Zuckermelonen<ref>Vorlage:Literatur</ref><ref>Vorlage:Literatur</ref><ref>Vorlage:Literatur</ref>, Nektarinen<ref>Vorlage:Literatur</ref><ref>Vorlage:Literatur</ref>, Passionsfrucht<ref>Vorlage:Literatur</ref>, Papaya,<ref>Vorlage:Literatur</ref> Erdbeeren,<ref>Vorlage:Literatur</ref> Feigen,<ref>Vorlage:Literatur</ref> Pfirsich<ref>Vorlage:Literatur</ref>, Guaven<ref>Vorlage:Literatur</ref> und Wein<ref>Vorlage:Literatur</ref><ref>Vorlage:Literatur</ref><ref>Vorlage:Literatur</ref>, sowie in Saft von Himbeeren, Brombeeren und Pfirsich.<ref>Vorlage:Literatur</ref><ref>Vorlage:Literatur</ref> In kleinen Mengen wurde es in Ananas<ref>Vorlage:Literatur</ref>, Bananen<ref>Vorlage:Literatur</ref> und Jackfrucht<ref>Vorlage:Literatur</ref> nachgewiesen. Außerdem ist es mitverantwortlich für den Geruch von Grassilage.<ref>Vorlage:Literatur</ref>
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Apfel
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Hancornia speciosa
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Pflaumen
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Zuckermelone
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Nektarinen
Gewinnung und Darstellung
Die technische Herstellung von Essigsäurepropylester erfolgt weitestgehend durch direkte Veresterung von Essigsäure mit 1-Propanol bei Temperaturen von 90–120 °C an stark sauren Kationenaustauschern als Katalysator.<ref name="VERFAHREN">Vorlage:Patent</ref>
Die Umsetzung wird in einem rohrförmigen Festbettreaktor durchgeführt und das entstehende Wasser kontinuierlich aus dem Reaktionsgemisch entfernt (Verschiebung des Gleichgewichts auf die Produktseite).<ref name="VERFAHREN" />
Im Labor- bzw. kleinerem Maßstab verwendet man gelegentlich auch starke Mineralsäuren wie Schwefel- oder Salzsäure, sowie oft auch p-Toluolsulfonsäure als Katalysator.<ref name="RÖMPP"> Vorlage:RömppOnline</ref> Essigsäurepropylester kann auch enzymatisch hergestellt werden, durch Umesterung von Vinylacetat mit 1-Propanol.<ref>Vorlage:Literatur</ref>
Eigenschaften
Physikalische Eigenschaften
Essigsäurepropylester ist eine farblose Flüssigkeit, die bei Normaldruck bei 101,5 °C siedet.<ref>Vorlage:Literatur</ref> Die molare Verdampfungsenthalpie beträgt am Siedepunkt 33,92 kJ·mol−1.<ref name="Majer">Majer, V.; Svoboda, V.: Enthalpies of Vaporization of Organic Compounds: A Critical Review and Data Compilation, Blackwell Scientific Publications, Oxford, 1985, 300.</ref> Die Dampfdruckfunktion ergibt sich nach Antoine entsprechend log10(P) = A−(B/(T+C)) (P in bar, T in K) mit A = 4,14386, B = 1283,861 und C = −64,378 im Temperaturbereich von 312,22 bis 374,03 K.<ref name="Polak">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, Vorlage:DOI.</ref> Es besitzt eine spezifische Wärmekapazität bei 25 °C von 196,07 J·K−1·mol−1 bzw. 1,92 J·K−1·g−1<ref name="Grolier">Jimenez, E.; Romani, L.; Paz Andrade, M.I.; Roux-Desgranges, G.; Grolier, J.-P.E.: Molar excess heat capacities and volumes for mixtures of alkanoates with cyclohexane at 25°C in J. Solution Chem. 15 (1986) 879–890, Vorlage:DOI.</ref>, eine Oberflächenspannung von 24,28 mN/m, eine Standardverdampfungsenthalpie von 39,77 kJ/mol<ref name="Majer" />, eine Dielektrizitätszahl von 6,002 und eine Viskosität von 0,58 mPa·s (jeweils bei 20 °C).
Sicherheitstechnische Kenngrößen
Essigsäurepropylester bildet leicht entzündliche Dampf-Luft-Gemische. Die Verbindung hat einen Flammpunkt bei 10 °C.<ref name="GESTIS"/><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 Explosionsbereich liegt zwischen 1,7 Vol.‑% (70 g/m3) als untere Explosionsgrenze (UEG) und 8,0 Vol.‑% (340 g/m3) als obere Explosionsgrenze (OEG).)<ref name="GESTIS"/> Der maximale Explosionsdruck beträgt 8,6 bar.<ref name="GESTIS"/> Die Grenzspaltweite wurde mit 1,04 mm bestimmt.<ref name="GESTIS"/><ref name="Brandes" /> Es resultiert damit eine Zuordnung in die Explosionsgruppe IIA.<ref name="GESTIS"/> Die Zündtemperatur beträgt 455 °C.<ref name="GESTIS"/><ref name="Brandes" /> Der Stoff fällt somit in die Temperaturklasse T1.
Verwendung
Essigsäurepropylester ist eines der wichtigsten Lösungsmittel in der Druckindustrie.<ref>Vorlage:Literatur</ref><ref>Winchester, R. V. "Solvent exposure of workers during printing ink manufacture." The Annals of occupational hygiene 29.4 (1985): 517-519.</ref> Auch in der Kosmetikindustrie wird es als Lösungsmittel verwendet, dort überwiegend in Nagellack-Produkten.<ref>Vorlage:Literatur</ref><ref>Vorlage:Literatur</ref><ref name=":0">Vorlage:Literatur</ref> Beim Voluntary Cosmetic Registration Program der FDA im Jahr 2010 wurden beispielsweise insgesamt 46 Produkte registriert, die die Verbindung enthalten, darunter auch 26 von 333 Nagellack-Produkten.<ref name=":1">Vorlage:Literatur</ref>
Daneben wird es in Kosmetika auch als Duftstoff verwendet.<ref>Vorlage:Literatur</ref><ref name=":0" /> Seine Geruchsschwelle beträgt 2000 μL/m3.<ref>Vorlage:Literatur</ref> Es ist zum Beispiel eine wichtige Geruchskomponente in Duftkerzen mit Apfelaroma.<ref>Vorlage:Literatur</ref> In Lebensmitteln wird es als Aroma eingesetzt, bei der FDA ist es GRAS (generally recognized as safe)<ref name=":1" />, in der EU ist es unter der FL-Nummer 09.002 für Lebensmittel allgemein zugelassen.<ref>Vorlage:Internetquelle</ref>
Als Elektrolyt in Lithium-Ionen-Batterien wird vor allem Ethylencarbonat eingesetzt, eine Verwendung von Essigsäurepropylester, insbesondere zum Einsatz bei tiefen Temperaturen, wird jedoch erforscht.<ref>Vorlage:Literatur</ref>
Toxikologie / Risikobewertung
Die Verbindung wird im menschlichen Körper zu Essigsäure und 1-Propanol metabolisiert. Die akute Toxizität von Essigsäurepropylester ist sehr gering.<ref name=":1" /> In verschiedenen Studien wurde der LD50-Wert bestimmt, zu 9,37 g/kg Körpergewicht (Ratte, oral)<ref name=":2">Vorlage:Literatur</ref>, 8,3 g/kg (Maus oral)<ref name=":2" />, sowie größer 5 g/kg (Kaninchen, dermal).<ref name=":1" /> In geringen und mäßigen Mengen verursachte die Verbindung keine Hautreizungen in Versuchen an Tieren und Menschen, in sehr hohen Mengen (10 mL/kg an Meerschweinchen) verursachte es deutliche, vorübergehende Reizungen oder (20 mL/kg an Kaninchen) zum Teil sogar Nekrosen.<ref name=":1" /> In Versuchen an Kaninchen verursachte es leichte Augenreizungen. In zwei Studien konnte keine Genotoxizität festgestellt werden.<ref name=":1" /> Die Dämpfe von Essigsäurepropylester wirken auf Menschen narkotisierend.
Essigsäurepropylester wurde 2015 von der EU gemäß der Verordnung (EG) Nr. 1907/2006 (REACH) im Rahmen der Stoffbewertung in den fortlaufenden Aktionsplan der Gemeinschaft (CoRAP) aufgenommen. Hierbei werden die Auswirkungen des Stoffs auf die menschliche Gesundheit bzw. die Umwelt neu bewertet und ggf. Folgemaßnahmen eingeleitet. Ursächlich für die Aufnahme von Essigsäurepropylester waren die Besorgnisse bezüglich Verbraucherverwendung, Exposition von Arbeitnehmern, hoher (aggregierter) Tonnage, anderer gefahrenbezogener Bedenken und weit verbreiteter Verwendung sowie der möglichen Gefahr durch reproduktionstoxische Eigenschaften. Die Neubewertung wurde zurückgezogen.<ref>Vorlage:CoRAP-Status</ref>
Weblinks
Einzelnachweise
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