硝基甲烷

無色油狀液體

硝基甲烷(Nitromethane),是一種有機物,分子式為CH3NO2,分子量為61.04,無色油狀液體,略有討厭的刺激氣味。溶於乙醇、乙醚和二甲基甲醯胺,部分溶於水。

用於有機合成,可合成農藥氯化苦、硝基醇等,也可製取炸藥、火箭燃料、醫藥、染料、殺蟲劑和汽油添加劑等,亦可作為有機溶劑。

2017年10月27日,世界衛生組織國際癌症研究機構公布的致癌物清單初步整理參考,硝基甲烷在2B類致癌物清單中。

簡介


中文名稱:硝基甲烷;
化學式:CH3NO2
中文同義詞:硝基甲烷;一硝基甲烷;硝甲烷;硝酸甲烷;硝基甲烷, 98+%;硝基甲烷(備庫);硝基甲烷(55%的甲醇溶液,約8.7MOL/L);硝基甲烷(易制爆);
英文名稱:Nitromethane;
英文同義詞:NM;NITROCARBOL;AKOS BBS-00004260;CH3NO2;methane,-nitro-;Methane,nitro-;Nitrofuel;Nitrometan;
EINECS號:200-876-6;
Mol文件:75-52-5.mol;
CAS號:75-52-5

物理性質


外觀與性狀:無色油狀液體。
熔點(℃):-28.6
相對密度(水=1):1.14
沸點(℃):101.2
相對蒸氣密度(空氣=1):2.11
飽和蒸氣壓(kPa):3.71(20℃)
燃燒熱(kJ/mol):708.1
臨界溫度(℃):315
臨界壓力(MPa):6.30
閃點(℃):35
爆炸上限%(V/V):63.0
引燃溫度(℃):415
爆炸下限%(V/V):7.1
溶解性:溶於水、醇
無色油狀液體。能與醇、醚、四氯化碳、二甲基甲醯胺等有機溶劑混溶。能溶解染料、油脂、蠟、纖維素衍生物、樹脂等,特別是對硝酸纖維素、醋酸纖維素有良好的溶解能力。能溶解芳烴,但不與烷烴環烷烴相混合。這種選擇特性可用於烴的分離,潤滑油的精製。

化學性質


硝基甲烷
硝基甲烷
1、硝基甲烷和所有的硝基烷烴都容易溶解無水三氯化鋁,能夠製得含量約50%的溶液。溶解后形成的加成產物AlCl3-RNO2用於烴類的烷基化反應中,其催化作用比三氯化鋁強。其水溶液呈弱酸性。本品易燃、易爆。操作時需穿戴防護用具。不吸濕,激烈撞擊時有爆炸危險。
2、用石蕊試紙檢驗硝基甲烷水溶液呈酸性,即0.01mol/L的水溶液pH 6.12;飽和水溶液pH 4.01;水飽和的硝基甲烷pH 4.82。硝基甲烷有互變異構,含有微量的酸硝式結構,在水中的互變異構常數KT=1.1×10-17。酸硝式中氧原子上的氫原子相當活潑,容易生成質子,因此顯酸性,能與強鹼作用生成鹽。硝基甲烷與氫氧化鈉形成的鈉鹽有爆炸性,此鈉鹽能與醛類發生親核加成,生成β-硝基醇,例如在鹼性溶液中與甲醛加成得到β-硝基乙醇。β-硝基醇容易脫水變成不飽和硝基化合物,例如硝基甲烷與苯甲醛生成ω-硝基苯乙烯。此外,硝基甲烷可以還原生成甲胺
3、穩定性:穩定。
4、禁配物:強還原劑、酸類、鹼類、鹵代烷烴、金屬氫化物、金屬烷氧化物、氨、胺類等。
5、避免接觸的條件:震動、受熱。
6、聚合危害:不聚合。
7、分解產物:氮氧化物
8、易燃,其蒸氣與空氣可形成爆炸性混合物。強烈震動及受熱或遇無機鹼類、氧化劑、烴類、胺類及三氯化鋁、六甲基苯等均能引起燃燒爆炸。燃燒分解時,放出有毒的氮氧化物氣體。

製備


硝基甲烷
硝基甲烷
1、甲烷氣相硝化法:
將稀硝酸噴成霧狀使之氣化,與經過預熱的甲烷(天然氣)混合,使硝酸、甲烷、水蒸氣保持一定比例。混合氣進入以熔鹽為加熱介質的管道反應器中,在常壓和450-550℃條件下直接硝化。反應生成物經冷凝和水吸收,得到的硝基甲烷水溶液經蒸餾得粗硝基甲烷,再經洗滌、精餾即得成品。每噸產品消耗工業級硝酸5500kg,天然氣(CH4>95%)20000m3(標準狀況下)。
2、硫酸二甲酯亞硝酸鈉反應法:
將亞硝酸鈉和硫酸二甲酯加入反應器中進行反應,反應產物經冷凝、蒸餾、冷卻分層得成品。此外,還可以採用亞硝酸鈉與氯乙酸鈉反應,再加熱製得。亞硝酸鹽與鹵代烷反應製得。在工業上也可用其他低碳烷烴(乙烷、丙烷)直接氯相硝化,但反應生成物是硝基甲烷、硝基乙烷、硝基丙烷的混合物。

應用


1、在膠黏劑中主要作為溶劑極性使用,可與許多有機化合物互溶,能溶解纖維素衍生物、樹脂、染料、油脂等,特別是對硝基纖維素、醋酸纖維素、聚丙烯腈、聚酯、蠟制物等有很好的溶解能力。
2、用作氣霧推進劑、火箭燃料和製造炸藥、染料等。
3、用作溶劑、火箭燃料、汽油添加劑以及用於有機合成。
4、硝基甲烷有較大的極性,能與許多有機化合物互溶,是一種良好的溶劑,可用作硝酸纖維素、醋酸纖維素、乙烯基樹脂、聚丙烯酸酯塗料和蜂蠟等的溶劑。也可用於製取炸藥、火箭、燃料、醫藥、染料、殺蟲劑、殺菌劑、穩定劑、表面活性劑和汽油添加劑等。

注意事項


硝基甲烷
硝基甲烷
管制信息
硝基甲烷(易制爆)
該品根據《危險化學品安全管理條例》受公安部門管制。
危險性概述
健康危害:該品主要引起中樞神經系統損害,對肝、腎有損害。亦可引起高鐵血紅蛋白血症急性中毒:吸入高濃度該品蒸氣出現頭暈、四肢無力、呼吸困難、紫紺、意識喪失、癲癇樣抽搐。對呼吸道粘膜有輕度刺激作用。可發生肝、腎損害,繼發腎病。血中高鐵血紅蛋白含量增高。
燃爆危險:該品易燃,具刺激性。
急救措施
皮膚接觸:脫去污染的衣著,用肥皂水和清水徹底沖洗皮膚。
眼睛接觸:提起眼瞼,用流動清水或生理鹽水沖洗。就醫。
吸入:迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難,給輸氧。如呼吸停止,立即進行人工呼吸。就醫。
食入:飲足量溫水,催吐。就醫。
消防措施
有害燃燒產物:一氧化碳、二氧化碳、氧化氮。
滅火方法:儘可能將容器從火場移至空曠處。噴水保持火場容器冷卻,直至滅火結束。
滅火劑:霧狀水、泡沫、二氧化碳、乾粉、砂土。
泄漏應急處理
應急處理:迅速撤離泄漏污染區人員至安全區,並進行隔離,嚴格限制出入。切斷火源。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器,穿防毒服。儘可能切斷泄漏源。防止流入下水道、排洪溝等限制性空間。
小量泄漏:用砂土、蛭石或其它惰性材料吸收。
大量泄漏:用泡沫覆蓋,降低蒸氣災害。構築圍堤或挖坑收容。噴霧狀水冷卻和稀釋蒸汽、保護現場人員、把泄漏物稀釋成不燃物。用防爆泵轉移至槽車或專用收集器內,回收或運至廢物處理場所處置。
操作處置與儲存
操作注意事項:密閉操作,全面排風。操作人員必須經過專門培訓,嚴格遵守操作規程。建議操作人員佩戴過濾式防毒面具(半面罩),戴化學安全防護眼鏡,穿膠布防毒衣,戴橡膠耐油手套。遠離火種、熱源,工作場所嚴禁吸煙。使用防爆型的通風系統和設備。防止蒸氣泄漏到工作場所空氣中。避免與氧化劑、還原劑、酸類、鹼類接觸。搬運時要輕裝輕卸,防止包裝及容器損壞。配備相應品種和數量的消防器材及泄漏應急處理設備。倒空的容器可能殘留有害物。
儲存注意事項:儲存於陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源。保持容器密封。應與氧化劑、還原劑、酸類、鹼類等分開存放,切忌混儲。採用防爆型照明、通風設施。禁止使用易產生火花的機械設備和工具。儲區應備有泄漏應急處理設備和合適的收容材料。