乙酸酐（Acetic Anhydride、Acetic 氧化物等），又稱醋酸酐、乙酐、醋酐、乙酰化氧等，是一種重要的有機溶劑，也是常用的乙酰化試劑。其分子式為C4H6O3或(CH3CO)2O，摩爾質量102.09g/摩爾，它是一種無色透明流動性液體，有強烈的冰醋刺激性氣味和腐蝕性，易揮發，在水中的溶解度（20℃）為12%，可與苯、丙酮、乙醇、乙醚和乙酸乙酯等互溶。乙酸酐能進行乙酰化反應，有一定的抗氧化和抗甲基斷裂的能力；在一定溫度下，乙酸酐也可發生分解反應，在280-650℃范圍內發生熱分解，生成乙烯酮和乙酸；在特定溫度下分解產生乙烷、一氧化碳及二氧化碳等產物。
乙酸酐是一種重要的有機化工原料，主要用于醋酸纖維素、藥物、香料等的生產。在醫藥行業，乙酸酐是合成藥物的重要中間體，用于制造合霉素、地巴唑、阿司匹林、非那西汀、麻醉劑等藥物。在香料工業中，它用于生產香豆素、乙酸龍腦酯、葵子麝香和乙酸柏木酯等香料。此外，乙酸酐還用于生產分散深藍HGL等染料、聚合反應的引發劑和漂白劑、改性淀粉，以及用作木材的改性試劑等。
乙酸酐的制備方法有很多，如乙醛氧化法、乙酸裂解法、羰基化法等。乙酸酐是一種有機腐蝕物品，易燃，遇明火、高溫、氧化劑有燃燒危險，其蒸氣濃度達到爆炸極限時遇火星會爆炸。此外，它也有很大的毒性，對眼及呼吸道粘膜有刺激性，其高濃度蒸氣能引起結膜炎、畏光、流淚，嚴重刺激鼻和咽喉，嚴重者出現結膜水腫、角膜灼傷，甚至發展成暫時性或永久性的間質性角膜炎，中毒需對癥處理。乙酸酐與Morphine反應可用于合成海洛因，因此在中華人民共和國《易制毒化學品管理條例》中被列為第二類易制毒化學品，《中華人民共和國刑法》第350條也將其列為違禁物質。
相關歷史
1865年，舒策伯格（Schützenberger）將棉花與乙酸酐封入玻璃管中，在180℃下反應，首次得到醋酸纖維素。直到1905年，德國拜耳集團（Bayer）公司才開始大規模生產醋酸纖維素，用作涂料、電影膠片。20世紀60年代以來，包裝用的醋酸纖維素大幅度增長，大量地用于糖果包裝等。
1931年，肖維尼根（Shawinigan）化學公司開始用乙醛氧化法制乙酸酐，德國瓦克（Wacker）化學公司用乙烯酮與乙酸反應制乙酸酐。1980年，伊士曼化學產品公司（Eastman Chemical）和哈爾康（Halcon）科研開發公司開發了甲醇羰基合成法。1983年，世界上第1套以煤為原料，通過生產甲醇、乙酸甲酯繼而生產乙酸酐的裝置在美國田納西州的伊士曼化學產品公司投產，實現了乙酸酐規模化生產。
理化性質
物理性質
乙酸酐是一種無色透明流動性液體，有強烈的乙酸刺激性氣味和腐蝕性，易揮發，折射能力很強，可與苯、丙酮、乙醇、乙醚和乙酸乙酯等互溶。它的分子式為C4H6O3或(CH3CO)2O，摩爾質量102.09g/摩爾，密度為1.08g/cm3，熔點73.4℃，沸點139.5℃，脂水分配系數（logP）為-0.480，爆炸極限2.7%~10.3%，閃點49°C（閉口杯），自燃溫度為316℃。
化學性質
乙酰化反應
乙酸酐能進行乙酰化反應，有強烈的乙酰化能力（比乙酸強）。
（1）胺的乙酰化：伯胺和仲胺可與乙酸酐發生酰基化反應，氨基上的氫原子被酰基取代，生成相應的N-取代酰胺。例如，二乙胺和苯胺分別與乙酸酐反應，生成相應的酰胺和乙酸。
（2）芳香烴的乙酰化：芳烴與乙酸酐在氯化鋁作用下進行酰基化反應，可以直接在芳環上引入乙酰，從而得到芳酮。例如，乙酸酐和苯在碘化鈉三氯化鋁等催化劑作用下，發生酰基化反應生成苯乙酮。
（3）醛的乙酰化：將高氯酸固定在硅膠上用于催化醛與乙酸酐偕二酰化反應十分有效且方便。室溫無溶劑條件下，0.5ωt%HCIO4/SiO2存在時2~20min內許多芳香醛和脂肪醛可以很容易轉化為相應的縮醛。例如，4-氯代苯甲醛在2min內就發生轉化得到產率98%的相應縮醛。
分解反應
在280~650℃時，乙酸酐可熱分解為乙烯酮和乙酸。在一定溫度下，乙酸酐還能分解為乙烷和一氧化碳、二氧化碳等產物。此外，它還能與高碳羧酸進行復分解反應，生成冰醋和高碳羧酸酐。
酯化反應
在酯化反應中，由于產生的酯會發生水解反應，因而使用在產生酯的同時而不使酯水解的乙酸酐，在反應中生成的酯和乙酸不再發生反應，所以生成酯的產率高。如乙酸酐與乙醇發生酯化反應，生成乙酸乙酯。
Perkin反應
乙酸酐和芳香醛在堿性催化劑的作用下，首先發生親核加成反應（類似交叉羥醛縮合反應），然后不穩定的中間體再發生反式消除反應，得到目標產物。例如，在無水碳酸鉀的催化下，乙酸酐與苯甲醛反應生成肉桂酸和乙酸：
其它反應
乙酸酐具有強乙酰化能力，同時表現出抗氧化性和抗甲基斷裂性。在無催化劑和自由基引發劑的一般情況下，氧和空氣難與乙酸酐發生反應。此外，乙酸酐可迅速與H2O2進行反應，生成過氧乙酸，也能與空氣中的蒸汽生成冰醋。
應用
醋酸纖維素
乙酸酐的主要用途為制造醋酸纖維素。纖維素被乙酸酐或乙酸鹽類酯化后的纖維素酯，稱為醋酸纖維素。醋酸纖維素可在熔鑄混合炸藥、熱塑性燃氣發生劑中作為粘合劑，在固體推進劑中采用二醋酸纖維素主要作為交聯劑，提高推進劑強度。醋酸纖維素易著色、易加工拋光、不會老化、不易燃燒、耐光性好，在民用上用途十分廣泛。例如，它既可用于制造藥物腸溶原料、印刷制版和電影膠片片基的銅帶流延機上表面皂化鏡光層，也可用于制作香煙過濾嘴、分析薄膜、細菌濾膜、逆滲透和超濾膜、微孔過濾膜等。
醫藥原料
乙酸酐在醫藥領域中主要用于藥物合成，可以制造合霉素、地巴唑、阿司匹林、非那西汀、麻醉劑等藥物。例如，在酸催化下，乙酸酐與水揚酸反應，可以制得解熱鎮痛藥阿司匹林（乙酰水揚酸）。此外，乙酸酐與苯胺反應，也可生成乙酰苯胺，它是較早使用的一種解熱鎮痛藥，也是磺胺類藥物合成中重要的中間體。
香料
乙酸酐在香料工業中用于生產香豆素、乙酸龍腦酯、葵子麝香、乙酸柏木酯、乙酸松香酯、乙酸苯乙酯、乙酸香葉酯等。其中的香豆素是由乙酸酐和水楊醛在乙酸鉀的存在下反應而得。香豆素為有機合成原料，用于配制日用化學品用的香精，也用于橡膠制品、塑料制品的增香劑，但不能用于食品、香煙等的香精中。
其他
乙酸酐是重要的乙酰化試劑，可用于制造乙酸塑料、不燃性電影膠片，還可用于生產分散深藍HGL、分散大紅S-SWEL、分散黃棕S-2REC等染料。乙酸酐所制造的過氧化乙酰，是聚合反應中常用的引發劑和漂白劑。在淀粉改性方面，用乙酸酐對淀粉進行酯化，制備淀粉醋酸酯，是淀粉改性中常見的一種。此外，乙酸酐還被用作木材改性試劑，有效提升木材對生物敗壞的抵抗力以及在濕度變化下的尺寸穩定性等。
毒性
毒理數據
大鼠經口吸入的LD50為1780mg/kg，兔經皮吸收的LD50為4000mg/kg，大鼠吸入的LC50為4170mg/m3·4h。
中毒表現
乙酸酐有很大的毒性，對眼及呼吸道粘膜有刺激性，其蒸氣的刺激性更強，空氣中乙酸酐的最高容許濃度為5ppm。乙酸酐的高濃度蒸氣能引起結膜炎，畏光，流淚，嚴重刺激鼻和咽喉。液態乙酸酐與皮膚接觸后不會引起嚴重灼傷，但如果不清除，皮膚可能變白和產生皺紋，并可能出現遲發性嚴重灼傷。液態和蒸氣態乙酸酐都能引起結膜水腫和角膜灼傷，也可能發展成暫時性或永久性的間質性角膜炎。乙酸酐引起接觸性或過敏性皮炎者較常見。此外，乙酸酐能刺激食道、胃，引起嘔吐、腹瀉，也可引起循環系統的麻痹、酸中毒、尿毒癥和血尿病。乙酸酐中毒嚴重者，會致死亡。
急救
乙酸酐若濺入眼中，需立即用流水沖洗并征求醫生意見；若濺及或粘附于皮膚時，立即用清水或2%蘇打水沖洗；如大量吸入，立即移離現場至新鮮空氣處，必要時，進行人工呼吸；如被吞服，服以大量水，洗胃，不誘吐。后兩種情況如引起全身中毒時，應注射咖啡因和鹽酸腎上腺素；嚴重者急送醫院搶救。
制備方式
乙醛氧化法
乙醛在催化劑（醋酸銅、乙酸鈷混合物）的存在下，通入空氣或氧氣進行氧化，便可得到冰醋和乙酸酐的混合物。反應式為：
（1）
（2）
（3）
由上述反應式可以看出，要獲得乙酸酐，只有設法抑制反應（3），使生成的乙酸酐不發生水解。實踐表明，在273K乙酸酐與水不發生反應，低于308K水解反應在很大程度上可被抑制。但為了防止在此溫度下生成的過氧乙酸大量的聚集而發生爆炸，故采用較高溫度（318~323K），并加入稀釋劑（乙酸乙酯），以此抑制乙酸酐的水解和排除反應熱，確保反應溫度穩定和反應順利進行。
乙酸裂解法
乙酸裂解是以磷酸鹽為催化劑，在高溫下生成乙烯酮，乙烯酮經冷凍鹽水急冷后再與乙酸反應，便得到產品乙酸酐。
羰基化法
乙酸甲酯羰化法包括甲醇和乙酸酯化生成乙酸甲酯，乙酸甲酯與純CO進行氫化甲酰化反應生成乙酸酐。
羰基化反應是在液相中進行的，催化系統由銠-碘化物（CH3I），加入鋰、膦或4-甲基吡啶等促進劑和配位體組成。
丙酮熱解法
以丙酮、食用醋酸為原料，先將丙酮氣相裂解成乙烯酮，裂解溫度650~800℃，停留時間0.25~0.75秒，加入少量二硫化碳以抑制碳生成，產物用醋酸淬冷即得。
乙烯酮再以乙酸吸收即成乙酸酐，其反應式如下：
乙酸甲酯法
以乙酸甲酯為原料，采用活性炭載體的蘭尼鎳，助催化劑為碘甲烷（5~20%），約在250℃、3.92兆帕下于耐酸鋼反應管中進行反應，乙酸甲酯部分轉化為乙酸酐。
安全事宜
GHS分類
H226（99.83%）：危險易燃液體
H302（97.56%）：吞咽有害
H314（99.88%）：腐蝕刺激皮膚，損傷眼睛
H318（42.03%）：嚴重損傷、刺激眼睛
H330（16.4%）：吸入致命
H331（13.02%）：吸入有毒
H332（68.2%）：吸入有害
消防與泄漏
乙酸酐為有機腐蝕物品，易燃，遇明火、高溫、氧化劑有燃燒危險。其蒸氣濃度達到爆炸極限時遇火星會爆炸。如發生火災，用霧狀水、干粉滅火劑、抗溶性泡沫或CO2滅火。可用水使暴露在火中的容器冷卻。如滲漏或外溢物未燃燒，用霧狀水驅散其蒸氣，并將溢漏物沖離火場和并將其稀釋成不易燃的混合物。制止滲漏時，要用霧狀水保護操作人員。
乙酸酐泄露時，需迅速撤離泄漏污染區人員至安全區，并進行隔離，嚴格限制出入。切斷火源。應急處置人員應佩戴安全防護用品（建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器，穿防酸堿工作服）。不要直接接觸泄漏物，盡可能切斷泄漏源。防止流入下水道、排洪溝等限制性空間。小量泄漏：用沙土、干燥生石灰或碳酸鈉灰混合。大量泄漏：構筑圍堤或挖坑收容。噴霧狀水冷卻和稀釋蒸氣、保護現場人員、把泄漏物稀釋成不燃物。用防爆泵轉移至槽車或專用收集器內，回收或運至廢物處理場所處置。
防護措施
設備應密閉，防止漏泄，操作人員工作時應穿防護工作服，戴防護眼鏡，以防止眼和皮膚與之接觸。工作者如皮膚被弄濕或受到污染，立即用肥皂和清水洗凈。可滲透的工作服如被弄濕或受到污染，立即脫去。備置安全信號指示器和洗眼劑。
貯存與運輸
乙酸酐需用玻璃瓶或帶箱皮保護的大玻瓶或鋁桶、不銹鋼桶盛裝，防止機械性損壞。最好使用露天或附建的倉庫。存放在陰涼、通風良好的地方，密封保存。遠離火源和熱源。避免存放在地窖、洼地和地下室。與其他倉庫隔開。室內倉庫必須是標準的易燃液體倉庫。
搬運時應輕拿輕放，防止包裝破損，并且容器上須標出“有腐蝕性”標記。
法律法規
海洛因以嗎啡為原料，與乙酸酐等乙酰化試劑反應合成而得。鑒于乙酸酐是一種可用于制毒的化學配劑，故在中華人民共和國《易制毒化學品管理條例》中被列為第二類易制毒化學品。此外，根據《中華人民共和國刑法》第350條的規定，乙酸酐也被列為違禁物質。
參考資料 >
Acetic Anhydride .PubChem.2024-06-03
乙酸酐.國際化學品安全卡.2024-06-03
易制毒化學品管理條例.應急管理部.2024-06-08
什么是走私制毒物品罪？.中國政府網.2024-06-08