氨三乙腈
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氨三乙腈 | |
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IUPAC名 2,2′,2′′-Nitrilotriacetonitrile | |
別名 | 三(氰甲基)胺 2,2',2''-氮川三乙腈 |
識別 | |
CAS號 | 7327-60-8 ![]() |
PubChem | 81762 |
ChemSpider | 73778 |
SMILES |
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InChI |
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InChIKey | LJAIDEYQVIJERM-UHFFFAOYSA-N |
性質 | |
化學式 | C6H6N4 |
摩爾質量 | 134.14 g·mol−1 |
熔點 | 125 °C(398 K)[1] |
結構 | |
空間群 | Pnma |
晶格常數 | a = 7.1085, b = 9.9320, c = 9.3869 |
危險性 | |
GHS危險性符號![]() ![]() ![]() | |
GHS提示詞 | 危險 |
H-術語 | H301, H302, H312, H315, H319, H335, H373 |
P-術語 | P260, P261, P264, P270, P271, P280, P301+310, P301+312, P302+352, P304+340, P305+351+338, P312, P314, P321 |
若非註明,所有數據均出自標準狀態(25 ℃,100 kPa)下。 |
氨三乙腈(NTAN)是一種有機化合物,化學式為C6H6N4,它是氨三乙酸、三(氨乙基)胺和胺乙基哌嗪的前驅體。
合成
氨三乙腈可由甲醛、氨和氰化氫在酸性水溶液中通過氨的氰甲基化反應得到。[2][3]
![氨三乙腈(NTAN)合成的反應式。](http://images.weserv.nl/?url=//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/47/Synthese_von_Nitrilotriacetonitril.svg/200px-Synthese_von_Nitrilotriacetonitril.svg.png)
氨氣進入反應體系,以六亞甲基四胺[4]或硫酸銨的形式和甲醛水溶液(通常為37wt%)在pH<2的調節下與氰化氫在100 °C反應得到。[5]在生產過程中,尤其是連續反應的情況下,低於90 °C時,氨三乙腈會沉澱出來,堵塞反應器管路,導致熱失控。 [6]
應用
在鹼性催化劑(如甲醇鈉)存在下,氨三乙腈可與亞氨基二乙腈在熔體中均聚或共聚,形成深色的固體聚合物,它在1000°C以上可碳化形成含氮導電聚合物。[7]
氨三乙腈在氫化時,其中一個氰基會轉化為亞氨基,相比於亞氨基的進一步氫化,它傾向於進攻另一個相鄰的氰基以形成穩定的六元環。催化氫化的最終產物是胺乙基哌嗪。
![氨三乙腈氫化製備氨乙基哌嗪。](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)
在雷尼鎳等催化劑存在下、氨過量時進行氫化,氨三乙腈會轉化為三(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)
得到的這種化合物(簡寫tren)可用作四齒配體和過渡金屬離子形成穩定的螯合物。[9]
氨三乙腈和甲醛在pH 9.5下反應,得到2,2-二羥甲基氨三乙腈,它在氫氧化鈉溶液中於100 °C水解,得到2,2-二羥甲基氨三乙酸三鈉,酸化後得到2,2-二羥甲基氨三乙酸。[10]
![由氨三乙腈製備2,2-二羥甲基氨三乙酸三鈉(2-羥甲基絲氨酸-N,N-二乙酸三鈉)的反應。](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)
該化合物可作為重金屬離子或鹼土金屬離子的絡合劑,如作為漂白劑(過硼酸鈉等)的穩定劑和作為洗滌助洗劑,用於抑制紡織品在洗滌過程中產生水垢。
氨三乙腈在硫酸中水解,可以定量產生氨三乙酰胺,它可用作金屬配位的中性四齒配體。[11]升高溫度,通過閉環反應可以得到3,5-二氧代哌嗪-1-乙酰胺,中和後在過量氨水中加熱,也可以定量轉化為氨三乙酰胺。[12][13]
![氨三乙酰胺的合成及3,5-二氧代哌嗪-1-乙酰胺的轉化。](http://images.weserv.nl/?url=//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/1b/Synthese_von_Nitrilotracetamid.svg/650px-Synthese_von_Nitrilotracetamid.svg.png)
氨三乙腈在酸性或鹼性條件下水解,可以得到氨三乙酸及其鈉鹽。[14][2]反應中可能產生的CN−可以通過氧化後處理(如在pH 8下使用次氯酸鈉氧化)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)
它和鹽酸羥胺、氫氧化鈉在乙醇水溶液中反應,可以得到四齒配體氮三乙酰胺肟,它可以螯合Cu2+。[16]
參考文獻
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