N,N-二甲基甲酰胺
結構式
| 物競編號 | 01F6 |
|---|---|
| 分子式 | C3H7NO |
| 分子量 | 73 |
| 標簽 |
二甲基甲酰胺, 甲酰二甲胺, 二甲替甲酰胺, N-甲 酰二甲胺；, Dimethylformamide, Dormyl dimethylamine, DMF, DMFA, N-Formyldimethylamine, 脂肪族含氮化合物 |
編號系統(tǒng)
CAS號：68-12-2
MDL號：MFCD00003284
EINECS號：200-679-5
RTECS號：LQ2100000
BRN號：605365
PubChem號：24893883
物性數(shù)據(jù)
1.性狀：無色透明或淡黃色液體，有魚腥味。[1]
2.熔點（℃）：-61[2]
3.沸點（℃）：153[3]
4.相對密度（水=1）：0.95[4]
5.相對蒸氣密度（空氣=1）：2.51[5]
6.飽和蒸氣壓（kPa）：0.5（25℃）[6]
7.燃燒熱（kJ/mol）：-1921[7]
8.臨界溫度（℃）：374[8]
9.臨界壓力（MPa）：4.48[9]
10.辛醇/水分配系數(shù)：-0.87[10]
11.閃點（℃）：58（OC）[11]
12.引燃溫度（℃）：445[12]
13.爆炸上限（%）：15.2[13]
14.爆炸下限（%）：2.2[14]
15.溶解性：與水混溶，可混溶于多數(shù)有機溶劑。[15]
16.折射率（25oC）：1.42817
17.黏度（mPa·s,25oC）：0.802
18.比旋光度（o）：0.94
19.燃點（oC）：445
20.蒸發(fā)熱（KJ/mol,25oC）：47.545
21.蒸發(fā)熱（KJ/mol,100oC）：43.585
22.蒸發(fā)熱（KJ/mol,b.p.）：38.368
23.熔化熱（KJ/mol）：16.165
24.燃燒熱（KJ/mol）：1915.46
25.比熱容（KJ/(kg·K),25oC,定壓）：2.14
26.電導率（S/m）：6×10-8
27.熱導率（W/(m·K),20oC）：0.16579
毒理學數(shù)據(jù)
1.急性毒性[16]
LD50：4000mg/kg（大鼠經(jīng)口）；4720mg/kg（兔經(jīng)皮）
LC50：9400mg/m3（小鼠吸入，2h）
2.刺激性[17] 家兔經(jīng)眼：100%，重度刺激（用水沖洗）
3.亞急性與慢性毒性[18] 大鼠吸入2500mg/m3，每天6h，共5d，16只中有8~10只死亡，尸解可見肝臟和肺臟損傷。
生態(tài)學數(shù)據(jù)
1.生態(tài)毒性[19]
LC50：1430mg/L（96h）（黑頭呆魚）；10000~13000mg/L（96h）（虹鱒魚）
2.生物降解性 暫無資料
3.非生物降解性[20] 空氣中，當羥基自由基濃度為5.00×105個/cm3時，降解半衰期為22h（理論）。
分子結構數(shù)據(jù)
1、摩爾折射率：19.85
2、摩爾體積（cm3/mol）：82.6
3、等張比容（90.2K）：186
4、表面張力（dyne/cm）：25.7
5、介電常數(shù)（F/m）：36.7
6、偶極距（D）：3.86（1D=3.33×10-30C·m）
7、極化率（10-24cm3）：7.87
計算化學數(shù)據(jù)
1、疏水參數(shù)計算參考值（XlogP）：-1
2、氫鍵供體數(shù)量：0
3、氫鍵受體數(shù)量：1
4、可旋轉化學鍵數(shù)量：0
5、拓撲分子極性表面積（TPSA）：20.3
6、重原子數(shù)量：5
7、表面電荷：0
8、復雜度：33.9
9、同位素原子數(shù)量：0
10、確定原子立構中心數(shù)量：0
11、不確定原子立構中心數(shù)量：0
12、確定化學鍵立構中心數(shù)量：0
13、不確定化學鍵立構中心數(shù)量：0
14、共價鍵單元數(shù)量：1
性質與穩(wěn)定性
1.為非質子型極性溶劑，對多種有機化合物和無機化合物均有良好的溶解能力，在無堿、酸、水存在下，具有良好的化學穩(wěn)定性。
2.化學性質：在無酸、堿、水存在下，即使加熱到沸點也是比較穩(wěn)定的。在酸的作用下分解成甲酸和二甲胺鹽，而在堿的作用下則分解成甲酸鹽和二甲胺。
3.受紫外線作用分解成二甲胺與甲醛，加熱到350℃左右分解成二甲胺與一氧化碳。與鹽酸形成比較穩(wěn)定的等摩爾的加合物，其熔點為40℃，沸點為110℃。與SO3也能形成結晶性加合物，其熔點為138℃，沸點為145℃，DMF-SO3可作為緩和的磺化劑和硫酸化劑使用。與POCl3、COCl2、SOCl2等形成的加合物可在電子密度高的芳香環(huán)上引入CHO基（Vilsmeier反應）。P2O5在室溫下不溶于N,N-二甲基甲酰胺，但在40℃以上形成穩(wěn)定的絡合物后，在室溫即能溶解，而不發(fā)生沉淀。在金屬鈉存在下加熱時發(fā)生激烈反應并放出氫氣。與三乙基鋁在0℃也能發(fā)生激烈反應。也能與Grignard試劑反應。與酰氯及酸酐發(fā)生反應時生成二甲酰胺的衍生物。
4.屬低毒類。動物試驗證明，連續(xù)投給大量的N,N-二甲基甲酰胺時，引起體重減輕，并阻礙造血機能。對眼、皮膚、黏膜有強烈的刺激作用，其液體或蒸氣被皮膚吸收后還能引起肝臟障礙。吸入高濃度的蒸氣能引起急性中毒，主要癥狀為嚴重刺激、全身痙攣、疼痛性便秘和惡心、嘔吐等。慢性中毒除有皮膚、黏膜刺激外，尚有惡心、嘔吐、胸悶、頭痛、全身不適、食欲減少、胃痛、便秘、肝大和肝功能變化、尿膽素原和尿膽素亦可增加。使用時要求平均蒸氣濃度在29.9mg/m3以下，59.8mg/m3時即出現(xiàn)中毒癥狀（傷害中樞神經(jīng))。大鼠和小鼠的經(jīng)口毒性LD50為3000~7000mg/kg。嗅覺閾濃度0.14mg/m3，TJ 36-79規(guī)定車間空氣中最高容許濃度為10mg/m3。
5.穩(wěn)定性[21] 穩(wěn)定
6.禁配物[22] 強氧化劑、酰基氯、氯仿、強還原劑、鹵素、氯代烴、濃硫酸、發(fā)煙硝酸
7.聚合危害[23] 不聚合
貯存方法
儲存注意事項[24] 儲存于陰涼、通風的庫房。庫溫不宜超過37℃。遠離火種、熱源。保持容器密封。應與氧化劑、還原劑、鹵素等分開存放，切忌混儲。采用防爆型照明、通風設施。禁止使用易產(chǎn)生火花的機械設備和工具。儲區(qū)應備有泄漏應急處理設備和合適的收容材料。
合成方法
自從1899年用甲酸與二甲胺反應首次合成二甲基甲酰胺以后，發(fā)展了以不同原料合成二甲基甲酰胺的工藝方法，如二甲胺-一氧化碳法、甲酰胺-二甲胺法、氰氫酸-甲醇法、乙腈-甲醇法、甲酸甲酯-二甲胺法、三氯乙醛-二甲胺法等等。但目前國外的工業(yè)化生產(chǎn)仍以二甲胺-一氧化碳法為主。
1、甲酸甲酯-二甲胺法：由甲酸與甲醇酯化生成甲酸甲酯，然后與二甲胺氣相反應生成二甲基甲酰胺，再經(jīng)蒸餾回收甲醇和未反應的甲酸甲酯后進行減壓精餾制得成品。
2、二甲胺-一氧化碳法：由二甲胺與一氧化碳在甲醇鈉作用下，直接反應而得。反應條件是1.5-2.5MPa和110-150℃。粗品經(jīng)精餾制得成品。
3、由一氧化碳和甲醇在高壓和80-100℃溫度下經(jīng)羰基合成得甲酸甲酯，然后再與二甲胺反應生成二甲基甲酰胺，精餾后得到成品。
4、三氯乙醛法：由三氯乙醛與二甲胺反應而得。
將氯仿與0.52份的三氯乙醛加入反應釜，冷卻至30℃以下，通入氣態(tài)的二甲胺，同時將其佘0.78份的三氯乙醛滴入反應釜，進行反應。反應結束后進行蒸餾操作，當精餾塔塔頂溫度為58-64℃時的餾分為氯仿，64-150℃的餾分為氯仿與二甲基甲酰胺的混合物，將此混合液進行減壓蒸餾得粗品二甲基甲酰胺，然后將粗晶再進行精餾，即得成品。
消耗定額（kg/t):二甲胺（40%）2372；三氯乙醛（95%）2543。
精制方法：N,N-二甲基甲酰胺常含有水、乙醇、伯胺、仲胺等雜質，并能與2分子水形成HCON(CH3)2·2H2O。要得到高純度產(chǎn)品，可使用干燥劑與蒸餾并用的方法。首先加入1/10體積的苯，常壓下進行共沸蒸餾以除去水。再按下列方法精制：
① 加入無水硫酸鎂(25g/L)干燥，減壓下2~2.67KPa蒸餾。
② 加入粉狀氧化鋇，攪動后傾出液體，減壓蒸餾。
③ 加入氧化鋁粉末（50g/L，500~600℃燒成），混合搖動，減壓下（0.67~1.33KPa）蒸餾。
④ 加入三苯基氯硅烷（5~10g/L），120~140℃加熱24小時后減壓（0.67KPa）蒸餾。
由以上方法所得產(chǎn)品電導率：(1) (0.9~1.5)×10-7 S/m；(2) (0.4~1.0)×10-7 S/m；(3) (0.3~0.9)×10-7 S/m；(4) (0.2~0.5)×10-7 S/m。
5.以工業(yè)品二甲基甲酰胺為原料，經(jīng)提純而得試劑二甲基甲酰胺。工業(yè)品中若含有少量水，可以通過4A分子篩除去。若水分含量較高，可加適量顆粒氫氧化鉀，不進搖動并充分靜置分層，分去含有甲酸等雜質的水層后，加入二甲基甲酰胺體積1/5的試劑級苯進行常壓精餾，當氣相溫度達130℃時，在殘液中加入適量五氧化二磷，加蓋振蕩3.5h，靜置后濾去固體，然后在充氮條件下用氫氧化鉀脫水，再在干燥氮氣保護下減壓精餾，收集中間餾分，即得高純度產(chǎn)品。
6.二甲胺與二氧化碳在甲醇鈉催化下加壓合成或二甲胺與甲酸甲酯氣相反應制得,也可由二甲胺與三氯乙醛反應而得。
用途
1.二甲基甲酰胺對多種高聚物如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚酰胺等均為良好的溶劑，可用于聚丙烯腈纖維等合成纖維的濕紡絲、聚氨酯的合成；用于塑料制膜；也可作去除油漆的脫漆劑；它還能溶解某些低溶解度的顏料，使顏料帶有染料的特點。二甲基甲酰胺用于芳烴抽提以及用于從碳四餾分中分離回收丁二烯和從碳五餾分中分離回收異戊二烯，還可用作從石蠟中分離非烴成分的有效試劑。
2.它對間苯二甲酸和對苯二甲酸的溶解性有良好的選擇性：間苯二甲酸在二甲基甲酰胺中的溶解度大于對苯二甲酸，在二甲酸甲酰胺中進行溶劑萃取或部分結晶，可將兩者分離。在石油化學工業(yè)中，二甲基甲酰胺可作為氣體吸收劑，用來分離和精制氣體。
3.在有機反應中，二甲基甲酰胺不但廣泛用作反應的溶劑，也是有機合成的重要中間體。農(nóng)藥工業(yè)中可用來生產(chǎn)殺蟲脒。
4.非水溶液滴定用試劑，乙烯樹脂和乙炔的溶劑，有機合成，光度測定，氣相色譜固定液（最高使用溫度50℃，溶劑為甲醇），分離分析C2-C5烴，并能分離正、異丁烯]及順、反丁烯。農(nóng)藥殘留量分析。有機合成。肽的合成。照相工業(yè)用。
5.一種用途極廣的優(yōu)良溶劑及化工原料。對多種聚合物如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚酰胺等均為優(yōu)良溶劑。可用于聚丙烯腈纖維等合成纖維的濕法紡絲；聚氨酯的合成；除油漆的脫漆劑；乙炔的選擇性吸收和丁二烯的分離精制；人造革的生產(chǎn)中用作溶劑；在農(nóng)藥上用來合成殺蟲劑；醫(yī)藥工業(yè)中可用于合成碘胺嘧啶、強力霉素、可的松、維生素B6、碘苷、驅蟯凈、噻嘧啶、N-甲酰溶肉瘤素、抗瘤氨酸、甲氧芳芥、卞氮芥、環(huán)己亞硝脲、呋氟脲嘧啶、止血環(huán)酸、倍分美松、甲地孕酮、膽維他、撲爾敏等等。
6.用作液相色譜中的溶劑和有機改性劑，薄層色譜分析用萃取劑和展開劑，乙烯樹脂和乙炔的溶劑，以及非水溶劑滴定的溶劑。并用于有機合成。
7.主要用作工業(yè)溶劑，醫(yī)藥工業(yè)上用于生產(chǎn)、激素，也用于制造殺蟲脒。[25]
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