N,N-Диметилацетамид

N,N-Диметилацетамид[1][2]
Общие
Сокращения	ДМАА
Традиционные названия	Диметиламид уксусной кислоты
Хим. формула	C4H9NO
Рац. формула	CH3CON(CH3)2
Физические свойства
Состояние	бесцветная жидкость
Молярная масса	87,12 г/моль
Плотность	0,9366 г/см³
Энергия ионизации	8,81 ± 0,01 эВ[3][4]
Термические свойства
Температура
• плавления	–20 °C
• кипения	165,5 °C
• вспышки	70 °C
• самовоспламенения	490 °C
Пределы взрываемости	2—11,5 %
Критическая точка
• температура	364 °C
• давление	38,7 атм
Мол. теплоёмк.	175,6 Дж/(моль·К)
Энтальпия
• образования	–278,3 кДж/моль
• плавления	10,42 кДж/моль
• кипения	43,4 кДж/моль
• сублимации	50,2 кДж/моль
Давление пара	2 ± 1 мм рт.ст.[3]
Химические свойства
Константа диссоциации кислоты ${\displaystyle pK_{a}}$	0,19
Диэлектрическая проницаемость	37,78
Оптические свойства
Показатель преломления	1,4376
Структура
Дипольный момент	3,80 Д
Классификация
Рег. номер CAS	127-19-5
PubChem	31374
Рег. номер EINECS	204-826-4
SMILES	CC(=O)N(C)C
InChI	InChI=1S/C4H9NO/c1-4(6)5(2)3/h1-3H3 FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N
RTECS	AB7700000
ChEBI	84254
ChemSpider	29107
Безопасность
Предельная концентрация	1 мг/м³
ЛД50	4,2 г/кг (мыши, перорально)
Краткие характер. опасности (H)	H312+H332, H319, H360
Меры предостор. (P)	P201, P280, P305+P351+P338, P308+P313
Сигнальное слово	ОПАСНО!
Пиктограммы СГС
NFPA 704	2 2 0
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

N,N-Диметилацетамид — органическое вещество, диметиламид уксусной кислоты.

Физические свойства

Представляет собой бесцветную гигроскопичную жидкость. Диметилацетамид смешивается с водой и органическими растворителями, хорошо растворяет непредельные алифатические углеводороды и многие неорганические соединения. С уксусной кислотой диметилацетамид образует азеотропную смесь (21,1 % масс. уксусной кислоты, т. кип. 170,8 °C)^[5].

Химические свойства

Диметилацетамид является очень слабым основанием, при этом основность возрастает в растворе уксусного ангидрида, в котором он может быть оттитрован 0,1 М раствором хлорной кислоты в уксусной кислоте^[5].

Диметилацетамид подвергается гидролизу в кислой и щелочной среде, вступает в реакции алкоголиза и переацилирования^[5].

${\displaystyle {\mathsf {CH_{3}CON(CH_{3})_{2}+ROH{\xrightarrow {H^{+}}}CH_{3}COOR+(CH_{3})_{2}NH}}}$

${\displaystyle {\mathsf {CH_{3}CON(CH_{3})_{2}+RCOOH\rightarrow RCON(CH_{3})_{2}+CH_{3}COOH}}}$

Получение

Промышленное получение диметилацетамида.

В промышленности диметилацетамид получают взаимодействием диметиламина:

• с уксусной кислотой

${\displaystyle {\mathsf {CH_{3}COOH+(CH_{3})_{2}NH{\xrightarrow {40^{o}C}}CH_{3}COOH*HN(CH_{3})_{2}}}}$

${\displaystyle {\mathsf {CH_{3}COOH*HN(CH_{3})_{2}{\xrightarrow {135-140^{o}C}}CH_{3}CON(CH_{3})_{2}+H_{2}O}}}$

В первом процессе на первой стадии при 40 °C получают ацетат диметиламина, который затем дегидратируют в токе диметиламина при 135—140 °C.

• с уксусным ангидридом:

${\displaystyle {\mathsf {(CH_{3}CO)_{2}O+(CH_{3})_{2}NH{\xrightarrow {t}}CH_{3}CON(CH_{3})_{2}+CH_{3}COOH}}}$

• со сложными эфирами уксусной кислоты:

${\displaystyle {\mathsf {CH_{3}COOR+(CH_{3})_{2}NH{\xrightarrow {t}}CH_{3}CON(CH_{3})_{2}+ROH}}}$

Существует также парофазный метод синтеза, в котором используются водоотнимающие катализаторы (оксид алюминия и др.). Конверсия уксусной кислоты за один проход в таком синтезе составляет 95—99 %^[5].

Лабораторные методы получения диметилацетамида.

Препаративные синтезы основаны на реакции диметиламина с уксусным ангидридом, ацетилхлоридом или кетеном.

${\displaystyle {\mathsf {CH_{3}COCl+(CH_{3})_{2}NH{\xrightarrow {AlCl_{3}}}CH_{3}CON(CH_{3})_{2}+HCl}}}$

${\displaystyle {\mathsf {H_{2}C=C=O+(CH_{3})_{2}NH\rightarrow CH_{3}CON(CH_{3})_{2}}}}$

Взаимодействие метанола с ацетонитрилом приводит к образованию диметилацетамида:

${\displaystyle {\mathsf {2CH_{3}OH+CH_{3}CN{\xrightarrow {CuCN}}CH_{3}CON(CH_{3})_{2}+H_{2}O}}}$

Карбонилирование триметиламина также является методом получения диметилацетамида:

${\displaystyle {\mathsf {(CH_{3})_{3}N+CO\rightarrow CH_{3}CON(CH_{3})_{2}}}}$

Применяются также реакции переацилирования диметилформамида или гексаметапола^[5]:

${\displaystyle {\mathsf {HCON(CH_{3})_{2}+CH_{3}Cl{\xrightarrow {AlCl_{3}}}CH_{3}CON(CH_{3})_{2}+HCl}}}$

${\displaystyle {\mathsf {[(CH_{3})_{2}N]_{3}PO+CH_{3}COCl{\xrightarrow {AlCl_{3}}}CH_{3}CON(CH_{3})_{2}+[(CH_{3})_{2}N]_{2}POCl}}}$ .

Диметилацетамид можно получать по реакции диметиламина с метилацетатом при повышенных температуре и давлении в присутствии метилата натрия.

${\displaystyle {\mathsf {CH_{3}COOCH_{3}+(CH_{3})_{2}NH{\xrightarrow {CH_{3}ONa}}CH_{3}CON(CH_{3})_{2}+CH_{3}OH}}}$

Для очистки диметилацетамида его перемешивают с оксидом бария в течение нескольких дней, затем кипятят над оксидом бария в течение 1 часа, перегоняют при пониженном давлении и хранят над молекулярными ситами^[6].

Применение

Диметилацетамид применяется в производстве синтетических волокон и плёнок, для выделения диенов и стирола из продуктов пиролиза нефтяных фракций. Также его используют как катализатор или реакционную среду в реакциях галогенирования, алкилирования и циклизации^[5].

Токсичность

N,N-Диметилацетамид слаботоксичен ЛД₅₀ = 4,2г/кг (мыши, перорально). При длительном контакте с кожей вызывает интоксикацию организма. ПДК для рабочей зоны составляет 1 мг/м^3[7].

См. также

• Амиды

Примечания

1. Dean J. A. Lange's Handbook of Chemistry. — 15th Ed. — McGraw-Hill, Inc, 1999. — ISBN 0-07-016384-7.
2. Sigma-Aldrich. N,N-Dimethylacetamide  (неопр.). Дата обращения: 9 ноября 2013. Архивировано 8 ноября 2015 года.
3. http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0218.html
4. David R. Lide, Jr. Basic laboratory and industrial chemicals (англ.): A CRC quick reference handbook — CRC Press, 1993. — ISBN 978-0-8493-4498-5
5. Химическая энциклопедия. В пяти томах. / Гл. ред. И. Л. Кнунянц. — М.: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2. — С. 62.
6. Armarego W. L. F., Chai C. L. L. Purification of Laboratory Chemicals. — 6th Ed. — Elsevier, 2009. — С. 129. — ISBN 978-1-85617-567-8.
7. Вредные вещества в промышленности. Справочник для химиков, инженеров и врачей. Изд. 7-е, пер. и доп. В трех томах. Том I. Органические вещества. Под ред. засл. деят. науки проф. Н. В. Лазарева и докт. мед. наук Э. Н. Левиной. Л., «Химия», 1976. 592 стр., 27 табл., библиография —1850 названий.

Ссылки

• Sigma-Aldrich. ИК-спектр диметилацетамида  (неопр.). Дата обращения: 10 ноября 2013.
• Sigma-Aldrich. ЯМР-спектр диметилацетамида  (неопр.). Дата обращения: 10 ноября 2013.