氨三乙腈
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氨三乙腈 | |
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IUPAC名 2,2′,2′′-Nitrilotriacetonitrile | |
别名 | 三(氰甲基)胺 2,2',2''-氮川三乙腈 |
识别 | |
CAS号 | 7327-60-8 ![]() |
PubChem | 81762 |
ChemSpider | 73778 |
SMILES |
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InChI |
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InChIKey | LJAIDEYQVIJERM-UHFFFAOYSA-N |
性质 | |
化学式 | C6H6N4 |
摩尔质量 | 134.14 g·mol−1 |
熔点 | 125 °C(398 K)[1] |
结构 | |
空间群 | Pnma |
晶格常数 | a = 7.1085, b = 9.9320, c = 9.3869 |
危险性 | |
GHS危险性符号![]() ![]() ![]() | |
GHS提示词 | 危险 |
H-术语 | H301, H302, H312, H315, H319, H335, H373 |
P-术语 | P260, P261, P264, P270, P271, P280, P301+310, P301+312, P302+352, P304+340, P305+351+338, P312, P314, P321 |
若非注明,所有数据均出自标准状态(25 ℃,100 kPa)下。 |
氨三乙腈(NTAN)是一种有机化合物,化学式为C6H6N4,它是氨三乙酸、三(氨乙基)胺和胺乙基哌嗪的前驱体。
合成
氨三乙腈可由甲醛、氨和氰化氢在酸性水溶液中通过氨的氰甲基化反应得到。[2][3]
![氨三乙腈(NTAN)合成的反应式。](http://images.weserv.nl/?url=//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/47/Synthese_von_Nitrilotriacetonitril.svg/200px-Synthese_von_Nitrilotriacetonitril.svg.png)
氨气进入反应体系,以六亚甲基四胺[4]或硫酸铵的形式和甲醛水溶液(通常为37wt%)在pH<2的调节下与氰化氢在100 °C反应得到。[5]在生产过程中,尤其是连续反应的情况下,低于90 °C时,氨三乙腈会沉淀出来,堵塞反应器管路,导致热失控。 [6]
应用
在碱性催化剂(如甲醇钠)存在下,氨三乙腈可与亚氨基二乙腈在熔体中均聚或共聚,形成深色的固体聚合物,它在1000°C以上可碳化形成含氮导电聚合物。[7]
氨三乙腈在氢化时,其中一个氰基会转化为亚氨基,相比于亚氨基的进一步氢化,它倾向于进攻另一个相邻的氰基以形成稳定的六元环。催化氢化的最终产物是胺乙基哌嗪。
![氨三乙腈氢化制备氨乙基哌嗪。](http://images.weserv.nl/?url=//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/b6/Synthese_von_Aminoethylpiperazin_aus_NTAN.svg/400px-Synthese_von_Aminoethylpiperazin_aus_NTAN.svg.png)
在雷尼镍等催化剂存在下、氨过量时进行氢化,氨三乙腈会转化为三(氨乙基)胺[8]。
![三(氨乙基)胺(tren)的合成。](http://images.weserv.nl/?url=//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/f9/Synthese_von_tren.svg/500px-Synthese_von_tren.svg.png)
得到的这种化合物(简写tren)可用作四齿配体和过渡金属离子形成稳定的螯合物。[9]
氨三乙腈和甲醛在pH 9.5下反应,得到2,2-二羟甲基氨三乙腈,它在氢氧化钠溶液中于100 °C水解,得到2,2-二羟甲基氨三乙酸三钠,酸化后得到2,2-二羟甲基氨三乙酸。[10]
![由氨三乙腈制备2,2-二羟甲基氨三乙酸三钠(2-羟甲基丝氨酸-N,N-二乙酸三钠)的反应。](http://images.weserv.nl/?url=//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/31/Synthese_von_2-Hydroxymethylserin-N%2CN-diessigs%C3%A4ure-trinatriumsalz.svg/450px-Synthese_von_2-Hydroxymethylserin-N%2CN-diessigs%C3%A4ure-trinatriumsalz.svg.png)
该化合物可作为重金属离子或碱土金属离子的络合剂,如作为漂白剂(过硼酸钠等)的稳定剂和作为洗涤助洗剂,用于抑制纺织品在洗涤过程中产生水垢。
氨三乙腈在硫酸中水解,可以定量产生氨三乙酰胺,它可用作金属配位的中性四齿配体。[11]升高温度,通过闭环反应可以得到3,5-二氧代哌嗪-1-乙酰胺,中和后在过量氨水中加热,也可以定量转化为氨三乙酰胺。[12][13]
![氨三乙酰胺的合成及3,5-二氧代哌嗪-1-乙酰胺的转化。](http://images.weserv.nl/?url=//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/1b/Synthese_von_Nitrilotracetamid.svg/650px-Synthese_von_Nitrilotracetamid.svg.png)
氨三乙腈在酸性或碱性条件下水解,可以得到氨三乙酸及其钠盐。[14][2]反应中可能产生的CN−可以通过氧化后处理(如在pH 8下使用次氯酸钠氧化)去除。[15]
![Alkaline hydrolysis of NTAN to NTA trisodium salt](http://images.weserv.nl/?url=//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/75/Hydrolyse_von_NTAN_zu_NTA-trinatriumsalz.svg/500px-Hydrolyse_von_NTAN_zu_NTA-trinatriumsalz.svg.png)
它和盐酸羟胺、氢氧化钠在乙醇水溶液中反应,可以得到四齿配体氮三乙酰胺肟,它可以螯合Cu2+。[16]
参考文献
- ^ Dubsky, J. V.; Wensink, W. D. Direct nitration of aliphatic imino compounds. II. Action of absolute nitric acid on 3,5-diketo-1-acetamidohexahydro-1,4-diazine. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft. 1916, 49: 1041–1044. ISSN 0365-9496.CODEN BDCGAS
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