硝基甲烷

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硝基甲烷
IUPAC名
nitromethane
别名 一硝基甲烷
识别
CAS号 75-52-5
SMILES
RTECS PA9800000
性质
化学式 CH3NO2
摩尔质量 61.04 g·mol⁻¹
外观 无色透明油状液体
密度 1.138 g/cm³(液)
熔点 −29 °C (244.15 K)
沸点 100–103 °C (373-376 K)
溶解性 ~ 10 g/100 mL
pKa 10.2
黏度 0.61 mPa·s,25 °C
危险性
R/S术语 R5, R10, R22, S41
主要危害 可燃性,有毒
NFPA 704
NFPA 704.svg
3
2
4
 
闪点 35 °C
相关物质
相关硝基化合物 硝基乙烷
相关化学品 亚硝酸甲酯硝酸甲酯
若非注明,所有数据均出自一般条件(25 ℃,100 kPa)下。

硝基甲烷化学式CH3NO2)是最简单的有机硝基化合物。室温下为无色油状有微弱芳香气味的透明液体,有较大的极性,可燃,有毒,具爆炸性。可作燃料。它可以和乙醇丙酮乙醚混溶,是一种良好的溶剂萃取剂。同时由于硝基α-氢具有较强的活性,故硝基甲烷也是化工有机合成中的常见原料,用于制取药物杀虫剂炸药染料纤维等。

制备[编辑]

工业上采取硝酸气相(350-450°C)硝化丙烷的方法制取硝基甲烷及其他低级的硝基化合物,比如硝基乙烷、1-硝基丙烷和2-硝基丙烷等。反应为放热反应,自由基机理,中间体是烷基亚硝酸酯均裂产生的CH3CH2CH2O·类型的自由基。它们大多不稳定,容易发生C-C键的断裂,故反应得到一硝基化合物以及低级硝基化合物的混合物。[1]

此外,甲烷/乙烷气相硝化法、氯乙酸钠与亚硝酸钠水溶液反应(方程式见下)、硫酸二甲酯与亚硝酸钠反应等方法都可以制得硝基甲烷。由于这些反应物都是易得的化工原料,故硝基甲烷很容易制取,用途也很广泛。

ClCH2COONa + NaNO2 + H2O → CH3NO2 + NaCl + NaHCO3

粗硝基甲烷冷却至凝固点以下,得到的固体用冷乙醚洗涤,再经蒸馏,便得到纯品。[2]

用途[编辑]

硝基甲烷在有机合成中为一碳合成子。受硝基电子效应的影响,碳上的氢具有酸性,可以与碱作用去质子化。生成的碳负离子可以与发生1,2-加成,生成β-羟基硝基化合物,若失水则生成硝基烯烃。这个反应称为Henry反应。作为亲核碳负离子的给体,硝基甲烷也可以和α,β-不饱和羰基化合物在碱催化下发生共轭加成,称为Michael加成反应

硝基甲烷的衍生物包括三氯硝基甲烷氯化苦)、三溴硝基甲烷四硝基甲烷三硝基甲烷等。常用的缓冲液Tris,即“三羟甲基氨基甲烷”,就是由三羟甲基硝基甲烷经还原得到的。

参考资料[编辑]

  1. ^ Sheldon B. Markofsky “Nitro Compounds, Aliphatic” Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2002 by Wiley-VCH, Wienheim, 2002. DOI: 10.1002/14356007.a17_401.
  2. ^ Coetzee, J. F. and Chang, T. H. Recommended Methods for the Purification of Solvents and Tests for Impurities: Nitromethane. Pure Appl. Chem. 1986, 58: 1541–1545. doi:10.1351/pac198658111541.