制備方法乙酸的制備可以通過(guò)人工合成和細(xì)菌發(fā)酵兩種方法。生物合成法，即利用細(xì)菌發(fā)酵，僅占整個(gè)世界產(chǎn)量的10%，但是仍然是生產(chǎn)乙酸，尤其是醋的的方法，因?yàn)楹芏鄧?guó)家的食品安全法規(guī)規(guī)定食物中的醋必須是通過(guò)生物法制備，而發(fā)酵法又分為有氧發(fā)酵法和無(wú)氧發(fā)酵法。有氧發(fā)酵法在氧氣充足的情況下，醋屬細(xì)菌能夠從含有酒精的食物中生產(chǎn)出乙酸。通常使用的是蘋(píng)果酒或葡萄酒混合谷物、麥芽、米或馬鈴薯?yè)v碎后發(fā)酵。由這些細(xì)菌發(fā)酵反應(yīng)的化學(xué)方程式為：C?H5OH O? →CH?COOH H?O




具體做法是將醋菌屬的細(xì)菌接種于稀釋后的酒精溶液并保持一定溫度，放置于一個(gè)通風(fēng)的位置，在幾個(gè)月內(nèi)就能夠經(jīng)過(guò)發(fā)酵，后生成醋。工業(yè)生產(chǎn)醋的方法通過(guò)提供充足的氧氣使得反應(yīng)過(guò)程加快，此方法已經(jīng)被商業(yè)化生產(chǎn)采用，也被稱為“快速方法”或“德國(guó)方法”，因?yàn)樵诘聡?guó)1823年應(yīng)用成功而因此得名。此方法中，發(fā)酵是在一個(gè)塞滿了木屑或木炭的塔中進(jìn)行。含有酒精的原料從塔的上方滴入，新鮮空氣從下方自然進(jìn)入或強(qiáng)制對(duì)流。強(qiáng)化的空氣量使得此過(guò)程能夠在幾個(gè)星期內(nèi)完成，大大縮短了制醋的時(shí)間。Otto Hromatka和Heinrich Ebner在1949年提通過(guò)液態(tài)的細(xì)菌培養(yǎng)基制備醋。在此方法中，酒精在持續(xù)的攪拌中發(fā)酵為乙酸，空氣通過(guò)氣泡的形式被充入溶液。通過(guò)這個(gè)方法，含乙酸15%的醋能夠在兩至三天制備完成。




無(wú)氧發(fā)酵法部分厭氧細(xì)菌，包括梭菌屬的部分成員，能夠?qū)⑻穷?lèi)直接轉(zhuǎn)化為乙酸而不需要乙醇作為中間體?？傮w反應(yīng)方程式如下：C6H12O6==3CH3COOH此外，許多細(xì)菌能夠從僅含單碳的化合物中生產(chǎn)乙酸，例如，或二氧化碳與氫氣的混和物。2CO2 4H2 →CH3COOH 2H2O2CO 2H2 →CH3COOH梭菌屬因?yàn)橛心軌蚍磻?yīng)糖類(lèi)的能力，減少了成本，這意味著這些細(xì)菌有比醋菌屬細(xì)菌的乙醇氧化法生產(chǎn)乙酸更有效率的潛力。然而，梭菌屬細(xì)菌的耐酸性不及醋菌屬細(xì)菌。耐酸性梭菌屬細(xì)菌也只能生產(chǎn)不到10%的乙酸，而有的醋酸菌能夠生產(chǎn)20%的乙酸。使用醋酸屬細(xì)菌制醋仍然比使用梭菌屬細(xì)菌制備后濃縮更經(jīng)濟(jì)。所以，盡管梭菌屬的細(xì)菌早在1940年就已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)，但它的工業(yè)應(yīng)用范圍較窄。




通過(guò)控制反應(yīng)條件，也可以通過(guò)同樣的反應(yīng)生成。因?yàn)楹途浅Ｓ玫幕ぴ?，所以甲基羰基化一直以?lái)備受青睞。早在1925年，英國(guó)塞拉尼斯公司就開(kāi)發(fā)出個(gè)甲基羰基化制乙酸的試點(diǎn)裝置。然而，由于缺少能耐高壓（200atm或更高）和耐腐蝕的容器，此方法的應(yīng)用一直受到限制。1963年，德國(guó)巴斯夫化學(xué)公司用鈷作催化劑，開(kāi)發(fā)出個(gè)適合工業(yè)生產(chǎn)乙酸的工藝。1968年，銠催化劑的大大降低了反應(yīng)難度。采用銠的羰基化合物和碘化物組成的催化劑體系，使和在水-乙酸的介質(zhì)中在175℃和低于3兆帕的壓力條件下反應(yīng)，即可得到乙酸產(chǎn)品。因?yàn)榇呋瘎┑幕钚院瓦x擇性都比較高，所以反應(yīng)的副產(chǎn)物很少。低壓羰基化法制乙酸，具有原料價(jià)廉，操作條件緩和，乙酸產(chǎn)率高，產(chǎn)品質(zhì)量好和工藝流程簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)，但反應(yīng)介質(zhì)有嚴(yán)重的腐蝕性，需要使用耐腐蝕的特殊材質(zhì)。1970年，美國(guó)孟山都公司建造了采用此工藝的裝置，因此銠催化甲基羰基化制乙酸逐漸成為支配性的孟山都法。90年代后期，英國(guó)石油成功的將Cativa催化法商業(yè)化，此方法采用釕催化劑，使用（[Ir(CO)?I?]），它比孟山都法更加綠色也有更高的效率。