甲基叔丁基醚

甲基三級丁基醚（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。

甲基三級丁基醚
甲基三級丁基醚結構 甲基三級丁基醚的球棍模型
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號	1634-04-4  Y
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，烯烴中的叔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　${\displaystyle {\overset {H^{+}}{\rightarrow }}}$　CH₃OC(CH₃)₃

副反應：

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

${\displaystyle (CH_{3})_{2}C}$=${\displaystyle CH_{2}\ \rightarrow \ (CH_{3})_{3}COH}$^[可疑]

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

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年美國加州聖莫尼卡（Santa Monica）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。

相關鏈接

• 錢伯章：汽油禁用MTBE的預測分析
• 化工產品最新實用資料：MTBE （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
• 美國MTBE生產廠家產能情況 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
• http://www.guidechem.com/dictionary/1634-04-4.html （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）