N,N-二甲基甲酰胺
结构式
| 物竞编号 | 01F6 |
|---|---|
| 分子式 | C3H7NO |
| 分子量 | 73 |
| 标签 | 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 |
编号系统
CAS号：68-12-2
MDL号：MFCD00003284
EINECS号：200-679-5
RTECS号：LQ2100000
BRN号：605365
PubChem号：24893883
物性数据
1.性状：无色透明或淡黄色液体，有鱼腥味。[1]
2.熔点（℃）：-61[2]
3.沸点（℃）：153[3]
4.相对密度（水=1）：0.95[4]
5.相对蒸气密度（空气=1）：2.51[5]
6.饱和蒸气压（kPa）：0.5（25℃）[6]
7.燃烧热（kJ/mol）：-1921[7]
8.临界温度（℃）：374[8]
9.临界压力（MPa）：4.48[9]
10.辛醇/水分配系数：-0.87[10]
11.闪点（℃）：58（OC）[11]
12.引燃温度（℃）：445[12]
13.爆炸上限（%）：15.2[13]
14.爆炸下限（%）：2.2[14]
15.溶解性：与水混溶，可混溶于多数有机溶剂。[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.燃点（ºC）：445
20.蒸发热（KJ/mol,25ºC）：47.545
21.蒸发热（KJ/mol,100ºC）：43.585
22.蒸发热（KJ/mol,b.p.）：38.368
23.熔化热（KJ/mol）：16.165
24.燃烧热（KJ/mol）：1915.46
25.比热容（KJ/(kg·K),25ºC,定压）：2.14
26.电导率（S/m）：6×10-8
27.热导率（W/(m·K),20ºC）：0.16579
毒理学数据
1.急性毒性[16]
LD50：4000mg/kg（大鼠经口）；4720mg/kg（兔经皮）
LC50：9400mg/m3（小鼠吸入，2h）
2.刺激性[17]家兔经眼：100%，重度刺激（用水冲洗）
3.亚急性与慢性毒性[18]大鼠吸入2500mg/m3，每天6h，共5d，16只中有8~10只死亡，尸解可见肝脏和肺脏损伤。
生态学数据
1.生态毒性[19]
LC50：1430mg/L（96h）（黑头呆鱼）；10000~13000mg/L（96h）（虹鳟鱼）
2.生物降解性暂无资料
3.非生物降解性[20]空气中，当羟基自由基浓度为5.00×105个/cm3时，降解半衰期为22h（理论）。
分子结构数据
1、摩尔折射率：19.85
2、摩尔体积（cm3/mol）：82.6
3、等张比容（90.2K）：186
4、表面张力（dyne/cm）：25.7
5、介电常数（F/m）：36.7
6、偶极距（D）：3.86（1D=3.33×10-30C·m）
7、极化率（10-24cm3）：7.87
计算化学数据
1、疏水参数计算参考值（XlogP）：-1
2、氢键供体数量：0
3、氢键受体数量：1
4、可旋转化学键数量：0
5、拓扑分子极性表面积（TPSA）：20.3
6、重原子数量：5
7、表面电荷：0
8、复杂度：33.9
9、同位素原子数量：0
10、确定原子立构中心数量：0
11、不确定原子立构中心数量：0
12、确定化学键立构中心数量：0
13、不确定化学键立构中心数量：0
14、共价键单元数量：1
性质与稳定性
1.为非质子型极性溶剂，对多种有机化合物和无机化合物均有良好的溶解能力，在无碱、酸、水存在下，具有良好的化学稳定性。
2.化学性质：在无酸、碱、水存在下，即使加热到沸点也是比较稳定的。在酸的作用下分解成甲酸和二甲胺盐，而在碱的作用下则分解成甲酸盐和二甲胺。
3.受紫外线作用分解成二甲胺与甲醛，加热到350℃左右分解成二甲胺与一氧化碳。与盐酸形成比较稳定的等摩尔的加合物，其熔点为40℃，沸点为110℃。与SO3也能形成结晶性加合物，其熔点为138℃，沸点为145℃，DMF-SO3可作为缓和的磺化剂和硫酸化剂使用。与POCl3、COCl2、SOCl2等形成的加合物可在电子密度高的芳香环上引入CHO基（Vilsmeier反应）。P2O5在室温下不溶于N,N-二甲基甲酰胺，但在40℃以上形成稳定的络合物后，在室温即能溶解，而不发生沉淀。在金属钠存在下加热时发生激烈反应并放出氢气。与三乙基铝在0℃也能发生激烈反应。也能与Grignard试剂反应。与酰氯及酸酐发生反应时生成二甲酰胺的衍生物。
4.属低毒类。动物试验证明，连续投给大量的N,N-二甲基甲酰胺时，引起体重减轻，并阻碍造血机能。对眼、皮肤、黏膜有强烈的刺激作用，其液体或蒸气被皮肤吸收后还能引起肝脏障碍。吸入高浓度的蒸气能引起急性中毒，主要症状为严重刺激、全身痉挛、疼痛性便秘和恶心、呕吐等。慢性中毒除有皮肤、黏膜刺激外，尚有恶心、呕吐、胸闷、头痛、全身不适、食欲减少、胃痛、便秘、肝大和肝功能变化、尿胆素原和尿胆素亦可增加。使用时要求平均蒸气浓度在29.9mg/m3以下，59.8mg/m3时即出现中毒症状（伤害中枢神经)。大鼠和小鼠的经口毒性LD50为3000~7000mg/kg。嗅觉阈浓度0.14mg/m3，TJ 36-79规定车间空气中最高容许浓度为10mg/m3。
5.稳定性[21]稳定
6.禁配物[22]强氧化剂、酰基氯、氯仿、强还原剂、卤素、氯代烃、浓硫酸、发烟硝酸
7.聚合危害[23]不聚合
贮存方法
储存注意事项[24]储存于阴凉、通风的库房。库温不宜超过37℃。远离火种、热源。保持容器密封。应与氧化剂、还原剂、卤素等分开存放，切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。
合成方法
自从1899年用甲酸与二甲胺反应首次合成二甲基甲酰胺以后，发展了以不同原料合成二甲基甲酰胺的工艺方法，如二甲胺-一氧化碳法、甲酰胺-二甲胺法、氰氢酸-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。但目前国外的工业化生产仍以二甲胺-一氧化碳法为主。
1、甲酸甲酯-二甲胺法：由甲酸与甲醇酯化生成甲酸甲酯，然后与二甲胺气相反应生成二甲基甲酰胺，再经蒸馏回收甲醇和未反应的甲酸甲酯后进行减压精馏制得成品。
2、二甲胺-一氧化碳法：由二甲胺与一氧化碳在甲醇钠作用下，直接反应而得。反应条件是1.5-2.5MPa和110-150℃。粗品经精馏制得成品。
3、由一氧化碳和甲醇在高压和80-100℃温度下经羰基合成得甲酸甲酯，然后再与二甲胺反应生成二甲基甲酰胺，精馏后得到成品。
4、三氯乙醛法：由三氯乙醛与二甲胺反应而得。
将氯仿与0.52份的三氯乙醛加入反应釜，冷却至30℃以下，通入气态的二甲胺，同时将其佘0.78份的三氯乙醛滴入反应釜，进行反应。反应结束后进行蒸馏操作，当精馏塔塔顶温度为58-64℃时的馏分为氯仿，64-150℃的馏分为氯仿与二甲基甲酰胺的混合物，将此混合液进行减压蒸馏得粗品二甲基甲酰胺，然后将粗晶再进行精馏，即得成品。
消耗定额（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、仲胺等杂质，并能与2分子水形成HCON(CH3)2·2H2O。要得到高纯度产品，可使用干燥剂与蒸馏并用的方法。首先加入1/10体积的苯，常压下进行共沸蒸馏以除去水。再按下列方法精制：
① 加入无水硫酸镁(25g/L)干燥，减压下2~2.67KPa蒸馏。
② 加入粉状氧化钡，搅动后倾出液体，减压蒸馏。
③ 加入氧化铝粉末（50g/L，500~600℃烧成），混合摇动，减压下（0.67~1.33KPa）蒸馏。
④ 加入三苯基氯硅烷（5~10g/L），120~140℃加热24小时后减压（0.67KPa）蒸馏。
由以上方法所得产品电导率：(1) (0.9~1.5)×10-7 S/m；(2) (0.4~1.0)×10-7S/m；(3) (0.3~0.9)×10-7S/m；(4) (0.2~0.5)×10-7S/m。
5.以工业品二甲基甲酰胺为原料，经提纯而得试剂二甲基甲酰胺。工业品中若含有少量水，可以通过4A分子筛除去。若水分含量较高，可加适量颗粒氢氧化钾，不进摇动并充分静置分层，分去含有甲酸等杂质的水层后，加入二甲基甲酰胺体积1/5的试剂级苯进行常压精馏，当气相温度达130℃时，在残液中加入适量五氧化二磷，加盖振荡3.5h，静置后滤去固体，然后在充氮条件下用氢氧化钾脱水，再在干燥氮气保护下减压精馏，收集中间馏分，即得高纯度产品。
6.二甲胺与二氧化碳在甲醇钠催化下加压合成或二甲胺与甲酸甲酯气相反应制得,也可由二甲胺与三氯乙醛反应而得。
用途
1.二甲基甲酰胺对多种高聚物如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚酰胺等均为良好的溶剂，可用于聚丙烯腈纤维等合成纤维的湿纺丝、聚氨酯的合成；用于塑料制膜；也可作去除油漆的脱漆剂；它还能溶解某些低溶解度的颜料，使颜料带有染料的特点。二甲基甲酰胺用于芳烃抽提以及用于从碳四馏分中分离回收丁二烯和从碳五馏分中分离回收异戊二烯，还可用作从石蜡中分离非烃成分的有效试剂。
2.它对间苯二甲酸和对苯二甲酸的溶解性有良好的选择性：间苯二甲酸在二甲基甲酰胺中的溶解度大于对苯二甲酸，在二甲酸甲酰胺中进行溶剂萃取或部分结晶，可将两者分离。在石油化学工业中，二甲基甲酰胺可作为气体吸收剂，用来分离和精制气体。
3.在有机反应中，二甲基甲酰胺不但广泛用作反应的溶剂，也是有机合成的重要中间体。农药工业中可用来生产杀虫脒。
4.非水溶液滴定用试剂，乙烯树脂和乙炔的溶剂，有机合成，光度测定，气相色谱固定液（最高使用温度50℃，溶剂为甲醇），分离分析C2-C5烃，并能分离正、异丁烯]及顺、反丁烯。农药残留量分析。有机合成。肽的合成。照相工业用。
5.一种用途极广的优良溶剂及化工原料。对多种聚合物如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚酰胺等均为优良溶剂。可用于聚丙烯腈纤维等合成纤维的湿法纺丝；聚氨酯的合成；除油漆的脱漆剂；乙炔的选择性吸收和丁二烯的分离精制；人造革的生产中用作溶剂；在农药上用来合成杀虫剂；医药工业中可用于合成碘胺嘧啶、强力霉素、可的松、维生素B6、碘苷、驱蛲净、噻嘧啶、N-甲酰溶肉瘤素、抗瘤氨酸、甲氧芳芥、卞氮芥、环己亚硝脲、呋氟脲嘧啶、止血环酸、倍分美松、甲地孕酮、胆维他、扑尔敏等等。
6.用作液相色谱中的溶剂和有机改性剂，薄层色谱分析用萃取剂和展开剂，乙烯树脂和乙炔的溶剂，以及非水溶剂滴定的溶剂。并用于有机合成。
7.主要用作工业溶剂，医药工业上用于生产、激素，也用于制造杀虫脒。[25]
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