([109-94-4], Trivialnamen Ameisensäureethylester, Methansäureethylester)
Ethylformiat ist ein interessanter Ester. Einerseits kann er zu Formylierungen eingesetzt werden, andererseits kann er zum empfindlichen Nachweis von Wasser in Alkohol eingesetzt werden: In einer Mischung aus Ethanol und Ethylformiat wird Natrium aufgelöst, sie stellt sich dabei selbst wasserfrei ein. Gibt man die klare Lösung zu einem wasserhaltigen Alkohol, so hydrolysiert das Natriumethanolat zu NaOH die wiederum sofort den Ester zu Natriumformiat verseift das unlöslich ausfällt - ein Niederschlag zeigt somit Wasser an.
Die klassiche säurekatalysierte Fischer-Veresterung aus den Edukten Säure und Alkohol kann durch Überschuss an Edukt oder Entzug von Produkt (bzw Nebenprodukt) effizient gestaltet werden. In diesem Fall bietet sich vor allem das Entziehen von Produkt an, da Ethylformiat einen Siedepunkt von 54 °C hat - weniger als alle anderen beteiligten Komponenten. Ethylformiat bildet lediglich mit Wasser ein Azeotrop (Siedepunkt 52,6 °C mit einem Gehalt von 5 % Wasser), mit Ethanol (Siedepunkt 78,4 °C) oder Ameisensäure (Siedepunkt 101 °C) sind keine Azeotrope bekannt.
Geräte:
250 ml Rundkolben, 100 ml Rundkolben, Apparatur für einfache Destillation, Vigreux-Kolonne
Chemikalien:
Ethanol
Ameisensäure
Schwefelsäure
Ethylformiat
Hinweis: Ameisensäure und Schwefelsäure können zu Kohlenmonoxid reagieren. Es ist daher unbedingt unter dem Abzug zu arbeiten bzw. auf gute Lüftung zu achten!
Durchführung:
In einem 250 ml Rundkolben wurden 50 ml (0,857 mol) abs. Ethanol, 50 ml (1,32 mol) 100% Ameisensäure sowie 5 ml (0,093 mol) konz. Schwefelsäure vorgelegt. Der Übschuss Säure wurde gewählt, weil ein Ethanolüberschuss aufgrund des niedrigeren Siedepunkts schwerer vom Produkt abzutrennen wäre. Dann wurde eine Apparatur zur Destillation mit einere Vigreux-Kolonne sowie einem Dimroth-Kühler aufgebaut. Die Reaktionsmischung wurde nun langsam und vorsichtig erhitzt, bis Destillat überging (1 Tropfen alle paar Sekunden). Die Kopftemperatur bewegte sich dabei zwischen 48 und 53 °C - durch den langsamen Produktstrom war die Temperatur nicht sehr stabil und wurde möglichereweise durch Wäremeverluste zu gering angezeigt. Nachdem der Produktstrom merklich nachgelassen hatte, wurde die Destillation beendet.
Erhalten wurden so 50,2 g Rohprodukt (79,1% d.Th.). Zur Entfernung von Wasser, das als Azeotrop mit übergegangen sein könnte, wurde das Rohprodukt 2 Tage lang über wasserfreiem Magnesiumsulfat gelagert (Achtung: lt. Literatur[1] darf angeblich kein CaCl2 verwendet werden da es eine Additionsverbindung eingeht) und anschließend erneut einer einfachen Destillation unterzogen. Die Kopftemperatur bewegte sich dabei langsam steigend in einem Bereich von 51-53 °C, es war also entweder nicht alles Wasser entfernt (was mich wundern würde - es war ausreichend Trockenmittel vorhanden und genug Zeit vergangen; es kam auch zu keinem merklichen Zusammenbacken) oder es könnte als Nebenprodukt aus dem Ethanol Diethylether entstanden sein der zwar laut Literatur auch kein Azeotrop bildet aber eventuell doch schwer abzutrennen ist.
Ausbeute: 38,6 g (61,1% d.Th.)
Siedepunkt lit.[1]: 54,3 °C
Dichte lit.[1]: 0,92 g/ml
Entsorgung:
Abfälle kommen zu den Halogenfreien organischen Abfällen.
Erklärung:
Ameisensäure und Ethanol reagieren unter Säurekatalyse zu Ethylformiat (Fischer-Veresterung). Durch laufenden Entzug des Produkts wird das Gleichgewicht auf die rechte Seite verschoben.
Bilder:
Destillationsapparatur zur Veresterung unter laufender Entfernung des Produkts
Fröhliches Rühren und Blubbern im Sumpf
Tropfen um Tropfen fällt vom Dimroth in die Vorlage
Zweite Destillation
Das fertige Produkt im tarierten Kolben.
Literatur:
[1] Arbeitsmethoden in der organischen Chemie: Mit Einführungsprogramm, herausgegeben von Joachim Podlech, 3. Auflage, p. 295
) war mir bekannt, wollte eben einen leicht anderen Weg einschlagen. Naja, und wenn es nur als abschreckendes Beispiel dient ist es auch gut 
A
