二甲醚
[CAS 115-10-6]

基本信息

• 产品分类: 有机原料 >> 醚类化合物及其衍生物 >> 醚、醚醇
• 产品名称: 二甲醚
• 英文名: Dimethyl ether
• 别名: Methyl ether; Methoxymethane
• 分子式: C₂H₆O
• 分子量: 46.07
• CAS 登录号: 115-10-6
• EC 号码: 204-065-8
• 分子行输入简码SMILES: COC

物理化学性质

• 密度: 0.7±0.1 g/cm³ 计算值^*
• 熔点: -141 °C (实验值)
• 沸点: -29.5±3.0 °C 760 mmHg (计算值)^*, -24.8 °C (实验值)
• 闪点: -85.9±5.7 °C (计算值)^*, -41 °C (实验值)
• 溶解度: 水, 溶解 (实验值)
• 折射率: 1.309 (计算值)^*

^* 使用计算机软件 Advanced Chemistry Development (ACD/Labs) Software.

安全数据

• 危险品标志: GHS02;GHS04 危险GHS02
• 危害标签: H220
• 防护标签: P203-P210-P222-P280-P377-P381-P403

危害分类

危害	分类	类别码	危害标签
易燃气体	Flam. Gas	1	H220
加压气体 (液体)	Press. Gas (Liq.)		H280
加压气体 (压缩)	Press. Gas (Comp.)		H280
致癌性	Carc.	1A	H350
生殖细胞致突变性	Muta.	1B	H340
特定目标器官毒性—单次接触	STOT SE	3	H336
眼刺激	Eye Irrit.	2	H319
特定目标器官毒性—单次接触	STOT SE	1	H370
皮肤刺激	Skin Irrit.	2	H315

• 危险品运输编号: UN 1033

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两个化合物可以分子式相同，却在液态、气态和燃料应用中表现明显不同。二甲醚（CAS 115-10-6）就是鲜明例子。它与乙醇一样具有C₂H₆O的分子式，但氧连接两个甲基，而不是处于醇羟基中。这种连接差异有助于解释它为何在普通大气条件下是气体，以及为何具有不同于熟悉醇化学的用途。

二甲醚没有氧氢键。它能够与氢键供体相互作用，却不具有使乙醇分子彼此强烈缔合的醇类供氢位点。这一区别既涉及化学分类，也涉及分子间作用。只将两者都称为含氧二碳化合物，会遗漏解释相行为所必需的信息。

加压可以使二甲醚保持液态，因此压力储存构成其气雾推进剂及候选燃料用途的一部分。气体与液体是同一物质的不同物理状态，但设备必须适应不同密度和平衡行为。有效应用需要将分子性质与合适输送系统联系起来。

燃料研究尤其关注压燃式发动机。二甲醚具有适合这类发动机的着火特征，因此，与火花点火燃料抗爆性相关的辛烷值相比，十六烷值所反映的着火性能更有意义。两项指标针对不同燃烧目标；容易着火在一种发动机构想中可能有利，却不意味着适合另一种。

其结构还提供了研究烟炱形成的理由。分子含氧且没有碳碳键，起始反应网络不同于常规柴油烃组分。发动机实验在特定运行条件下观察到很低烟炱，但这是一项需要具体研究的排放优势，并不意味着燃烧没有污染物，也不意味着每种标定都得到相同结果。

例如，一项共轨发动机研究同时考察了二甲醚喷雾、燃烧及排放；在受测比较中，低烟炱伴随氮氧化物方面的权衡。这说明燃料化学、喷射行为与发动机运行需要作为整体评价，改善一项排放指标并不会自动改善所有指标。

生产过程又增加了一个层次。美国能源部介绍了由合成气制备，以及经甲醇脱水间接制备的路线。最终二甲醚分子不会显示碳来自哪种原料。因此，评价生产相关环境影响，需要路线和能源投入信息，不能只依靠分子式或发动机表现。

甲醇脱水也提供了结构比较。两个醇分子可以为醚的两个甲基及含氧连接提供组成，并在总转化中伴随生成水。产物并不是甲醇的另一种物理状态，因为共价连接已经改变；气态二甲醚冷凝则只改变相态，并不会重新变回甲醇。区分这两种变化，有助于分别理解生产化学与储存热力学。

因此，二甲醚的故事把异构现象与实际技术联系起来。重新安排一个小分子式中的原子，就能改变分子间缔合、储存需求及燃烧行为。这些差异为推进剂及专门设计的燃料系统创造机会，同时也对设备提出要求。理解完整应用，需要从生产和相态，一直追踪到输送、着火及实际测得的排放。

参考文献：
1. NIST Chemistry WebBook. Dimethyl ether, CAS 115-10-6: identity and phase-change data. https://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C115106&Mask=4
2. U.S. Department of Energy, Alternative Fuels Data Center. Dimethyl Ether: applications, fuel systems and production routes. https://afdc.energy.gov/fuels/emerging-dme
3. Experimental Investigation of Spray and Combustion Characteristics of Dimethyl Ether in a Common-Rail Diesel Engine. Energy Fuels. 2007. https://doi.org/10.1021/ef060310o

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