N,N-Диметилформамид (Диметилформамид, ДМФА, DMF) — органическое соединение с формулой (CH ₃ ) ₂ NC(O)H. Бесцветная довольно вязкая жидкость со слабым специфическим «рыбным» запахом из-за наличия продукта разложения — диметиламина . В чистом виде запаха практически не имеет.

Структура и свойства

Благодаря наличию двух в диметилформамиде С=O уменьшен, а С-N увеличен. Так в инфракрасном спектре наблюдается понижение частоты карбонильной группы (1675 см ⁻¹ ) по сравнению с таковой для свободной. Также благодаря частично двойному характеру связи азот-углерод, при комнатной температуре заторможено вращение вокруг неё в ПМР . При этом наблюдается два сигнала (синглеты) метильной группы интенсивностью 3 протона δ 2.97 и 2.88, вместо одного синглета 6 протонов.

ДМФА смешивается с большинством органических растворителей за исключением углеводородов . Часто используемый растворитель для проведения химических реакций и очистки веществ перекристаллизацией благодаря высокой растворяющей способности как для органических соединений, так и для некоторых неорганических солей . ДМФА является полярным апротонным растворителем с высокой точкой кипения. Он способствует прохождению реакций с полярным механизмом, таких как S _N 2 реакций. Неустойчив к действию сильных кислот и оснований , что приводит к гидролизу , особенно при высоких температурах. Диэлектрическая проницаемость равна 36,71.

Получение

• по реакции между диметиламином и угарным газом в метаноле (100—150 °C, 2,5-20 МПа) в присутствии метилата натрия или карбонилов металлов :

${\displaystyle {\mathsf {CH_{3}OH+CO+(CH_{3})_{2}NH{\xrightarrow {t}}(CH_{3})_{2}NC(O)H+CH_{3}OH}}}$

• реакцией метилформиата с диметиламином (80-120 °C и 0,1-0,4 МПа):

${\displaystyle {\mathsf {HCOOCH_{3}+(CH_{3})_{2}NH{\xrightarrow {t}}(CH_{3})_{2}NC(O)H+CH_{3}OH}}}$

• реакцией муравьиной кислоты с диметиламином:

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

${\displaystyle {\mathsf {HCOOH*HN(CH_{3})_{2}{\xrightarrow {120^{o}C}}(CH_{3})_{2}NC(O)H+H_{2}O}}}$

Очистка

Диметилформамид-сырец, содержащий незначительные количества влаги, диметиламина , и , очищают вакуумной ректификацией . Примеси воды и муравьиной кислоты удаляются также перемешиванием или встряхиванием с гидроксидом калия и последующей перегонкой над BaO или CaO .

Применение

• как растворитель при производстве полиакрилонитрильного волокна ( нитрона ), и других полимеров
• для растворения красителей при крашении кожи, бумаги, древесины, вискозы и др.
• для абсорбции HCl , SO ₂ и других кислотных газов
• наряду с ацетонитрилом , является часто употребляемым растворителем в спектроскопии ЭПР
• как растворитель при реставрации художественных произведений изобразительного искусства, как выполненных в технике темперной, так и масляной живописи.
• для получения альдегидов по Вильсмаеру:

и Буво:

• для проведения спектроскопических исследований в ближней инфракрасной области
• в кислотно-основном титровании слабых кислот в неводных средах (в качестве среды)
• в составе ИПП-8 для оказания первой помощи при поражении капельножидкими отравляющими веществами

Безопасность

Реакция с использованием гидрида натрия в ДМФА отчасти опасна. Сообщалось об экзотермическом разложении выше 26 °C. В лабораторных условиях данная проблема решается использованием бань со льдом. В опытных производствах сообщалось о нескольких инцидентах при использовании данных реагентов.

Токсичность

Обладает довольно сильным раздражающим действием на слизистые оболочки и кожные покровы. Проникая в организм, проявляет резорбтивное действие: повреждает печень и почки. Центральную нервную систему угнетает слабо. Отравления возможны в результате приёма вещества внутрь и его всасывания с поверхности кожи. Примерная смертельная доза 10 г. ДМФА раздражает кожу и слизистые оболочки, проникает через неповреждённую кожу, проявляет общетоксическое и эмбриотоксическое воздействие на организм.

При острой и хронической интоксикации повреждаются ЦНС, сердечно-сосудистая система, печень, почки, происходят изменения крови

Предполагается, что ДМФА является канцерогеном , также ему приписывают появление . Для проведения многих реакций он может быть заменён диметилсульфоксидом . Раздражает слизистые оболочки глаз. ПДК в воздухе рабочей зоны N,N-диметилформамида — 10 мг/м³.

Примечания

Литература

• Якушкин, М. И. Справочник нефтехимика / М. И. Якушкин, В. И. Котов. — Л. , 1978. — Т. 2. — С. 295—297.
• Гордон, А. Спутник химика / А. Гордон, Р. Форд. — М. : Мир, 1976. — 544 с.
• Новый справочник химика и технолога : Радиоактивные вещества. Вредные вещества. Гигиенические нормативы / Гл. ред. А. В. Москвин. — СПб. : АНО НПО «Профессионал», 2004. — 1142 с.