氨基氰[qíng](化學(xué)式:NH2CN),也被稱為單氰胺,是一種不穩(wěn)定的無色易溶晶體,易溶于水、乙醇、乙醚、苯、三氯甲烷、丙酮等,微溶于二硫化碳,有毒。在122℃時(shí)轉(zhuǎn)變成二氰胺(CN)2NH,是碳二亞胺(H2NCNHN=C=NH)的異構(gòu)體。易聚合,三個(gè)相同氨基氰分子可以化合形成一個(gè)三聚體化合物三聚氰胺。
氨基氰在運(yùn)輸過程中,意外泄漏可能導(dǎo)致直接接觸。在用作生產(chǎn)原材料的過程中也可能接觸到氨基氰。氨基氰對(duì)皮膚和粘膜有極強(qiáng)的刺激和腐蝕性,并能引起皮炎。吸入氨基氰蒸氣會(huì)導(dǎo)致面部潮熱、頭痛、嘔吐、眩暈、呼吸頻率增加、心跳過速和血壓升高,呈現(xiàn)出不同于一般氫氰酸中毒的癥狀。
單氰胺溶液可用作果樹的橙劑,以制備無毒除蟲劑;晶體單氰胺主要用于醫(yī)藥、保健品等的制備;還可用于飼料添加劑、農(nóng)藥中間體的合成;同時(shí)也被用作農(nóng)用肥料和植物調(diào)節(jié)劑;此外,它也是制備各種三聚氰胺的原料。
有關(guān)信息
IUPAC名Cyanamide, aminomethanenitrile
別名?單氰胺、氨基、氰胺、
氨基氰、氨腈、氰氨
識(shí)別
CAS號(hào)?420-04-2
PubChem?9864
SMILES?N#CN
UN編號(hào)?2811
EINECS?206-992-3
RTECS?GS5950000
性質(zhì)
化學(xué)式?NH2CN
外觀?無色晶體
密度?1.0724?g/cm3
熔點(diǎn)?44?°C(317?K)
沸點(diǎn)?260?°C(分解)
(83?°C?于?6.7?Pa)
(140?°C?于?2.5?kPa)
溶解度(水)易溶于水
85?g/100?ml?(25?°C)
危險(xiǎn)性
警示術(shù)語?R:R21,?R25,?R36/38,?R43
安全術(shù)語?S:S1/2,?S3,?S22,?S36/37,?S45
MSDS?icsc?0424
歐盟編號(hào)?615-013-00-2
歐盟分類?有毒?(T)
NFPA?704?143
閃點(diǎn)?141?°C
制備
可用氰化鈣(Ca(CN)2)與硫酸作用或用溴氰(CNBr)與氨反應(yīng),硫脲脫硫化制備。也可以用氰氨化鈣與二氧化碳和水反應(yīng)制備。
用途
用作有機(jī)合成試劑。用于制備胍類化合物、硫、抗癌藥阿糖胞苷、氰氨基甲酸(多菌靈原料)、巴比妥酸、磺胺類藥物,還用作還原劑、穩(wěn)定劑、促進(jìn)劑、固化劑等。
穩(wěn)定劑選擇
氨基氰的生產(chǎn)過程是由氰胺化鈣水解、碳化脫鈣、過濾除渣等幾個(gè)環(huán)節(jié)組成,其主要反應(yīng)為:
Ca =N - C≡N +H2O +CO2 H2N - C≡N +CaCO3 ↓
為提高產(chǎn)品純度,加強(qiáng)碳化脫鈣和鐵鋁等雜質(zhì)除去效果,該反應(yīng)在pH為9左右時(shí)進(jìn)行,在此條件下氨基氰極易聚合。因此,過濾除渣后的氨基氰溶液必須迅速酸化,使pH降至4~5。這就要求穩(wěn)定劑應(yīng)具備下述條件:
1)必須能夠提供大量H+以保證溶液pH穩(wěn)定在4 ~5,且用量小于2% (質(zhì)量分?jǐn)?shù)) ;
2)不能因穩(wěn)定劑的加入而改變氨基氰的性質(zhì)、活性和使用。
通過對(duì)甲酸、冰醋、磷酸、硝酸、鹽酸、硫酸等幾種酸的特點(diǎn)進(jìn)行比較可以看出:甲酸、乙酸中的羧基容易與氨基氰中氨基形成胺,而且這兩種酸熔點(diǎn)偏低,在10 ℃左右儲(chǔ)運(yùn)容易使氨基氰流動(dòng)性變差。
鹽酸、硝酸都有揮發(fā)性,硫酸具有氧化脫水性,都不宜用作氨基氰的穩(wěn)定劑。磷酸為無氧化性不揮發(fā)的三元中強(qiáng)酸, H3 PO4 與其提供的H+的質(zhì)量比為33,低于上述任何一種酸,有利于控制穩(wěn)定劑在氨基氰中的質(zhì)量比。此外,磷酸還不影響氨基氰作為制藥、農(nóng)藥生產(chǎn)中中間體的作用。因此,選用磷酸作為氨基氰的穩(wěn)定劑較為理想。用磷酸調(diào)節(jié)氨基氰溶液pH為4. 5 ±0. 2后,再加入少量NaH2 PO4,使之形成較為穩(wěn)定的緩沖體系,以保持溶液pH的穩(wěn)定。
磷酸反應(yīng)
向質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的氨基氰溶液中加入磷酸和適量的NaH2 PO4 進(jìn)行穩(wěn)定化處理,溶液pH控制在4. 5 ±0. 2。將樣品分為4組分別在5~10,11~16,17~22,25~30 ℃條件下保存70 d,每10 d分別取樣進(jìn)行測(cè)定。尿素、雙氰胺含量用Agilent 1100液相色譜測(cè)定,穩(wěn)定劑含量采用銻誘導(dǎo)磷鉬藍(lán)分光光度法測(cè)定。
1 ) 氨基氰溶液維持pH在4. 5 ±0. 2,穩(wěn)定劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)在1. 38%左右,雙氰胺質(zhì)量分?jǐn)?shù)符合小于2%的要求;
2)在15℃以下儲(chǔ)運(yùn)時(shí),尿素質(zhì)量分?jǐn)?shù)保持在0. 04%左右,雙氰胺質(zhì)量分?jǐn)?shù)在1. 22%左右,符合液體氨基氰質(zhì)量指標(biāo)中的規(guī)定
運(yùn)輸
利用H3 PO4和NaH2 PO4緩沖體系做穩(wěn)定劑,調(diào)節(jié)氨基氰溶液的pH保持在4. 5 ±0. 2,在15 ℃以下儲(chǔ)存運(yùn)輸,可以阻止氨基氰的水解和聚合,有效地保證氨基氰的活性
穩(wěn)定性
從氨基氰的分子結(jié)構(gòu)H2N—C≡N 可以看出,其由氨基和氰基兩個(gè)活性基團(tuán)組成,化學(xué)性質(zhì)十分活潑,不僅容易發(fā)生取代和加成反應(yīng),還極易發(fā)生水解和聚合反應(yīng)。
1 水解反應(yīng)
從質(zhì)量分?jǐn)?shù)50%氨基氰溶液25 ℃時(shí)水解曲線和聚合曲線可以看出在低于15 ℃的弱酸或弱堿溶液中,氨基氰幾乎不發(fā)生水解,但在25 ℃、pH < 2或pH > 12時(shí),水解反應(yīng)則很快完成,生成尿素。
2 聚合反應(yīng)
和水解反應(yīng)一樣,氨基氰的聚合反應(yīng)也與溶液酸度和溫度關(guān)系密切。在pH為8~10、溫度大于40 ℃時(shí)會(huì)迅速聚合成較穩(wěn)定的雙氰胺,且反應(yīng)不可逆。
室溫下,在pH < 3 或pH > 10時(shí),氨基氰水解成尿素的趨勢(shì)迅速增大,而在pH > 6時(shí)聚合速度明顯加快。因此溶液pH 控制在4 ~5為宜。pH為4~5、溫度控制在15 ℃以下時(shí),氨基氰幾乎沒有水解和聚合現(xiàn)象發(fā)生; 溫度控制在20 ℃,質(zhì)量分?jǐn)?shù)50%氨基氰水溶液在3個(gè)月內(nèi)雙氰胺生成率增長約0. 8% ,而溫度控制在25 ~30 ℃時(shí), 3個(gè)月內(nèi)雙氰胺生成率達(dá)8%以上
參見
二氰胺
參考資料 >