Нитрамид

Шаблон:Карточка{{#invoke:check for unknown parameters|check |unknown= |ignoreblank= |preview= |showblankpositional= |CAS|ChEBI|ChemSpiderID|ECB|EINECS|H-фразы|InChI|InChIKey|NFPA 704|P-фразы|PubChem|R-фразы|RTECS|S-фразы|SMILES|nocat|Кодекс Алиментариус|ЛД50|ООН|ПДК|СГС|большие схемы|вещество1|вещество2|вещество3|вещество4|внешний вид|вращение|гибридизация|давление пара|диапазон прозрачности|динамическая вязкость|дипольный момент|заголовок|изображение|изображение слева|изображение справа|изображение2|изоэлектрическая точка|интервал трансформации|картинка|картинка малая|картинка2|картинка3D|картинка 3D|картинка3D2|кинематическая вязкость|конст. диссоц. кислоты|константа В. дер В.|координационная геометрия|коэфф. электр. сопротив.|кристаллическая структура|критическая плотность|критическая темп.|критическая точка|критическое давление|молярная концентрация|молярная масса|наименование|описание изображений слева и справа|описание изображения|описание изображения слева|описание изображения справа|описание изображения2|описание картинки|описание картинки2|описание картинки3D|описание картинки3D2|описание малой картинки|от. диэлектр. прониц.|плотность|поверхностное натяжение|показатель преломления|предел прочности|пределы взрываемости|примеси|проводимость|растворимость|растворимость1|растворимость2|растворимость3|растворимость4|рац. формула|сигнальное слово|скорость звука|сокращения|состояние|твёрдость|темп. воспламенения|темп. вспышки|темп. кипения|темп. кипения пр.|темп. плавления|темп. разложения|темп. самовоспламенения|темп. стеклования|темп. сублимации|температура размягчения|тепловое расширение|теплопроводность|теплоёмкость|теплоёмкость2|токсичность|традиционные названия|тройная точка|угол Брюстера|уд. электр. сопротивление|удельная теплота парообразования|удельная теплота плавления|фазовые переходы|хим. имя|хим. формула|ширина изображения|ширина изображения2|энергия ионизации|энтальпия кипения|энтальпия образования|энтальпия плавления|энтальпия растворения|энтальпия сгорания|энтальпия сублимации|ЕС|удельная теплота парообразования2|удельная теплота плавления2|Номер UN|эмпирическая формула|теплота парообразования|энтальпия раствородия|тепловое расширодие}}Нитрамид – химическое соединение с молекулярной формулой NH₂NO₂. Органические производные нитрамида называются нитраминами. Является неорганическим изомером азотноватистой кислоты. Нитрамид можно рассматривать как азотный аналог азотной кислоты (HO−NO₂), в котором гидроксильная группа −OH заменена аминогруппой −NH₂.

История

Впервые нитрамид был получен Фридрихом Тиле и Генрихом Лохманом в 1894 году из уретана. С момента его получения учёные работают над изучением его свойств. Позже, его свойства были подробнее изучены Алексом Ламбертоном в 1951 году.

Получение

Нитрирование аммиака при пониженных температурах приводит к образованию нитрамида и солей аммония.

$2\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3+\mathrm{N}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_5⟶\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_4\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3$

Другой метод основан на реакции солей аминосульфоновой кислоты и азотной кислоты.

$\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_2+\mathrm{H}\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3⟶\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{N}-\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{H}\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4$

Реакция требует соблюдения температурного режима, в противном случае нитрамид разложиться со вспышкой.

К образованию нитрамида приводит гидролиз динитромочевины:

$\mathrm{N}\mathrm{H}-\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2-\mathrm{C}(\mathrm{O})-\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2-\mathrm{N}\mathrm{H}+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}⟶2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{N}-\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$

Физические свойства

Нитрамид представляет собой бесцветные пластинчатые кристаллы с характерным блеском. Хорошо расстворим в воде, спирте, эфирах, ацетоне. Плохо расстворим в хлороформе, бензине, гексане.

Вещество очень чувствительно к механическому воздействию, но термически достаточно устойчиво. Температура разложения 95 °С. Соединение достаточно нестабильное, как и все его производные.

Химические свойства

Нитрамид является является слабой одноосновной кислотой. Взаимодействует с щелочными металлами. Однако все щелочные соли существуют не более минуты, быстро разлагаясь. Это связано с нестабильностью аниона HN₂O₂^-.

Разлагается при нагревании до 80-95 °С с образованием закиси азота:

$\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{N}\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2\stackrel{\mathrm{t}}{\to }\mathrm{N}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

Нитрамид разлагается со вспышкой при взаимодействии с аммиаком. Аммонивую соль нитрамида можно получить, смешав его с аммиаком в эфире. Она может существовать только в расстворе; быстро разлагается на воздухе.

$\mathrm{H}\mathrm{N}{\phantom{A}}_2-\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+2\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3⟶(\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_4){\phantom{A}}_2-\mathrm{N}-\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$

Наиболее стабильной является соль ртути HgNNO2. Она разлагается продолжительное время.

По отношению к органическими веществам нитрамид проявляет свойства нитрирующего агента. Ниже приведена реакция с мочевиной, приводящая к образованию нитромочевины:

$(\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_2){\phantom{A}}_2\mathrm{C}\mathrm{O}+\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2\stackrel{\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4}{\to }\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\mathrm{N}{\phantom{A}}_3\mathrm{O}{\phantom{A}}_3$

Данную реакцию следует проводить при температуре 0-5°С так как нитрамид способен взаимодействовать с серной кислотой, образуя смесь азотсодержащих продуктов.

Нитрамид взаимодействует с альдегидами. Наиболее рациональными являются реакции с альдегидами, имеющими не более 5 атомов углерода. Производные крупных альдегидов будут содержать слишком большие молекулы, что приведёт к разложению продуктов.

Присоединением формальдегида к нитрамиду получают бис(гидроксиметил)нитрамин

$\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+2\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{H}\mathrm{O}⟶(\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}\mathrm{H}){\phantom{A}}_2\mathrm{N}\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$

Применив катализатор, можно получить митилендинитрамин. Реакцию проводят в этилацетате. Условное уравнение реакции выглядят следующим образом:

$\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{H}\mathrm{O}\stackrel{\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4}{\to }\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_2(\mathrm{N}\mathrm{H}\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2){\phantom{A}}_2$

Вступает в реакцию алкилирования с диазометаном, образуя диметилнитрозамин:

$\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{N}{\phantom{A}}_2⟶(\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3){\phantom{A}}_2\mathrm{N}\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$

При взаимодействии нитрамида с сульфоксидами в присутствии уксусного ангидрида образуются нитроимиды сульфония. Например при реакции с диметилсульфоксидом образуется нитроимид диметилсульфония: $(\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3){\phantom{A}}_2\mathrm{S}\mathrm{O}+\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2\stackrel{\mathrm{A}\mathrm{c}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}}{\to }(\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3){\phantom{A}}_2\mathrm{S}\mathrm{N}\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$

Применение

Основное применение нитрамид имеет в качестве реагента в химической промышленности. Из него синтезируют азотсодержащие соединения.