硝基甲烷
硝基甲烷（化學式：CH3NO2）是最簡單的有機硝基化合物。室溫下為無色油狀有微弱芳香氣味的透明液體，有較大的極性，可燃，有毒，具爆炸性。可作燃料。它可以和乙醇、丙酮、乙醚混溶，是一種良好的溶劑和萃取劑。同時由於硝基α-氫具有較強的活性，故硝基甲烷也是化工和有機合成中的常見原料，用於製取藥物、殺蟲劑、炸藥、染料和纖維等。
| 硝基甲烷 | |||
|---|---|---|---|
| |||
| IUPAC名 nitromethane | |||
| 別名 | 一硝基甲烷 | ||
| 識別 | |||
| CAS號 | 75-52-5 
| ||
| PubChem | 6375 | ||
| ChemSpider | 6135 | ||
| SMILES |
| ||
| InChI |
| ||
| InChIKey | LYGJENNIWJXYER-UHFFFAOYAW | ||
| ChEBI | 77701 | ||
| RTECS | PA9800000 | ||
| KEGG | C19275 | ||
| 性質 | |||
| 化學式 | CH3NO2 | ||
| 摩爾質量 | 61.04 g·mol⁻¹ | ||
| 外觀 | 無色透明油狀液體 | ||
| 密度 | 1.138 g/cm³（液） | ||
| 熔點 | −29 °C (244.15 K) | ||
| 沸點 | 100–103 °C (373-376 K) | ||
| 溶解性（水） | ~ 10 g/100 mL | ||
| pKa | 10.2 | ||
| 黏度 | 0.61 mPa·s，25 °C | ||
| 危險性 | |||
| H-術語 | H203, H226, H301, H331, H351 | ||
| P-術語 | P210, P261, P280, P304+340, P312, P370+378, P403+233 | ||
| 主要危害 | 可燃性，有毒 | ||
| NFPA 704 |
 3
2
4
| ||
| 閃點 | 35 °C | ||
| 相關物質 | |||
| 相關硝基化合物 | 硝基乙烷 | ||
| 相關化學品 | 亞硝酸甲酯、硝酸甲酯 | ||
| 若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。 | |||
製備 編輯
工業上採取硝酸氣相（350-450°C）硝化丙烷的方法製取硝基甲烷及其他低級的硝基化合物，比如硝基乙烷、1-硝基丙烷和2-硝基丙烷等。反應為放熱反應，自由基機理，中間體是烷基亞硝酸酯均裂產生的CH3CH2CH2O·類型的自由基。它們大多不穩定，容易發生C-C鍵的斷裂，故反應得到一硝基化合物以及低級硝基化合物的混合物。[1]
此外，甲烷/乙烷氣相硝化法、氯乙酸鈉與亞硝酸鈉水溶液反應（方程式見下）、硫酸二甲酯與亞硝酸鈉反應等方法都可以製得硝基甲烷。由於這些反應物都是易得的化工原料，故硝基甲烷很容易製取，用途也很廣泛。
- ClCH2COONa + NaNO2 + H2O → CH3NO2 + NaCl + NaHCO3
用途 編輯
硝基甲烷在有機合成中為一碳合成子。受硝基吸電子效應的影響，碳上的氫具有酸性，可以與鹼作用去質子化。生成的碳負離子可以與醛發生1,2-加成，生成β-羥基硝基化合物，若失水則生成硝基烯烴。這個反應稱為Henry反應。作為親核碳負離子的給體，硝基甲烷也可以和α,β-不飽和羰基化合物在鹼催化下發生共軛加成，稱為Michael加成反應。
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。常用的緩衝液Tris，即「三羥甲基氨基甲烷」，就是由三羥甲基硝基甲烷經還原得到的。
參考資料 編輯
- ^ Sheldon B. Markofsky 「Nitro Compounds, Aliphatic」 Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2002 by Wiley-VCH, Wienheim, 2002. DOI: 10.1002/14356007.a17_401.
- ^ Coetzee, J. F. and Chang, T. H. Recommended Methods for the Purification of Solvents and Tests for Impurities: Nitromethane (PDF). Pure Appl. Chem. 1986, 58: 1541–1545 [2008-10-25]. doi:10.1351/pac198658111541. （原始內容存檔 (PDF)於2016-08-20）.