氨基氰

氨基氰

氨基氰(化學式:NH2CN),白色晶狀固體,易溶於水、乙醇、乙醚、苯、三氯甲烷、丙酮等,微溶於二硫化碳。有毒。在122℃時轉變成二氰胺(CN)2NH。是碳二亞胺(H2NCNHN=C=NH)的異構體。易聚合,三個相同氨基氰分子可以化合形成一個三聚體化合物三聚氰胺。

有關信息


結構式
結構式
分子式
分子式
IUPAC名Cyanamide, aminomethanenitrile
別名 單氰胺、氨基腈、氰胺、
氨基氰、氨腈、氰氨

識別

CAS號 420-04-2
PubChem 9864
SMILES N#CN
UN編號 2811
EINECS 206-992-3
RTECS GS5950000

性質

化學式 NH2CN
摩爾質量 42.04 g·mol−1
外觀 無色晶體
密度 1.0724 g/cm3
熔點 44 °C(317 K)
沸點 260 °C(分解)
(83 °C 於 6.7 Pa)
(140 °C 於 2.5 kPa)
溶解度(水)易溶於水
85 g/100 ml (25 °C)

危險性

警示術語 R:R21, R25, R36/38, R43
安全術語 S:S1/2, S3, S22, S36/37, S45
MSDS icsc 0424
歐盟編號 615-013-00-2
歐盟分類 有毒 (T)
NFPA 704 143
閃點 141 °C

製備


可用氰化鈣(Ca(CN)2)與硫酸作用或用溴化氰(CNBr)與氨反應,硫脲脫硫化製備。也可以用氰氨化鈣與二氧化碳和水反應製備。

用途


用作有機合成試劑。用於製備胍類化合物、硫脲、抗癌藥阿糖胞苷、氰氨基甲酸酯(多菌靈原料)、巴比妥酸、磺胺類藥物,還用作還原劑、穩定劑、促進劑、固化劑等。

穩定劑選擇


氨基氰的生產過程是由氰胺化鈣水解、碳化脫鈣、過濾除渣等幾個環節組成,其主要反應為:
Ca =N - C≡N +H2O +CO2 H2N - C≡N +CaCO3 ↓
為提高產品純度,加強碳化脫鈣和鐵鋁等雜質除去效果,該反應在pH為9左右時進行,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。這就要求穩定劑應具備下述條件:
1)必須能夠提供大量H+以保證溶液pH穩定在4 ~5,且用量小於2% (質量分數) ;
2)不能因穩定劑的加入而改變氨基氰的性質、活性和使用。
通過對甲酸、乙酸、磷酸、硝酸、鹽酸、硫酸等幾種酸的特點進行比較可以看出:甲酸、乙酸中的羧基容易與氨基氰中氨基形成醯胺,而且這兩種酸熔點偏低,在10 ℃左右儲運容易使氨基氰流動性變差。
鹽酸硝酸都有揮發性,硫酸具有氧化脫水性,都不宜用作氨基氰的穩定劑。磷酸為無氧化性不揮發的三元中強酸, H3 PO4 與其提供的H+的質量比為33,低於上述任何一種酸,有利於控制穩定劑在氨基氰中的質量比。此外,磷酸還不影響氨基氰作為製藥、農藥生產中中間體的作用。因此,選用磷酸作為氨基氰的穩定劑較為理想。用磷酸調節氨基氰溶液pH為4. 5 ±0. 2后,再加入少量NaH2 PO4,使之形成較為穩定的緩衝體系,以保持溶液pH的穩定。

磷酸反應


向質量分數為50%的氨基氰溶液中加入磷酸和適量的NaH2 PO4 進行穩定化處理,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分別取樣進行測定。尿素、雙氰胺含量用Agilent 1100液相色譜測定,穩定劑含量採用銻誘導磷鉬蘭分光光度法測定。
1 ) 氨基氰溶液維持pH在4. 5 ±0. 2,穩定劑質量分數在1. 38%左右,雙氰胺質量分數符合小於2%的要求;
2)在15℃以下儲運時,尿素質量分數保持在0. 04%左右,雙氰胺質量分數在1. 22%左右,符合液體氨基氰質量指標中的規定

運輸


利用H3 PO4和NaH2 PO4緩衝體系做穩定劑,調節氨基氰溶液的pH保持在4. 5 ±0. 2,在15 ℃以下儲存運輸,可以阻止氨基氰的水解和聚合,有效地保證氨基氰的活性

穩定性


從氨基氰的分子結構H2N—C≡N 可以看出,其由氨基和氰基兩個活性基團組成,化學性質十分活潑,不僅容易發生取代和加成反應,還極易發生水解和聚合反應。
1 水解反應
從質量分數50%氨基氰溶液25 ℃時水解曲線和聚合曲線可以看出在低於15 ℃的弱酸或弱鹼溶液中,氨基氰幾乎不發生水解,但在25 ℃、pH < 2或pH > 12時,水解反應則很快完成,生成尿素。
2 聚合反應
和水解反應一樣,氨基氰的聚合反應也與溶液酸度和溫度關係密切。在pH為8~10、溫度大於40 ℃時會迅速聚合成較穩定的雙氰胺,且反應不可逆。
室溫下,在pH < 3 或pH > 10時,氨基氰水解成尿素的趨勢迅速增大,而在pH > 6時聚合速度明顯加快。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,氨基氰幾乎沒有水解和聚合現象發生; 溫度控制在20 ℃,質量分數50%氨基氰水溶液在3個月內雙氰胺生成率增長約0. 8% ,而溫度控制在25 ~30 ℃時, 3個月內雙氰胺生成率達8%以上

參見


氰氨化鈣
二氰胺
三聚氰胺