Dimetyloformamid
| |||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||
| Ogólne informacje | |||||||||||||||||||||||||||
| Wzór sumaryczny | C3H7NO | ||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Inne wzory | HC(=O)N(CH | ||||||||||||||||||||||||||
| Masa molowa | 73,09 g/mol | ||||||||||||||||||||||||||
| Wygląd | przezroczysta, bezbarwna ciecz[1] | ||||||||||||||||||||||||||
| Identyfikacja | |||||||||||||||||||||||||||
| Numer CAS | |||||||||||||||||||||||||||
| PubChem | |||||||||||||||||||||||||||
| DrugBank | |||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||
| Podobne związki | |||||||||||||||||||||||||||
| Podobne związki | formamid, dimetyloacetamid | ||||||||||||||||||||||||||
| Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa) | |||||||||||||||||||||||||||
Dimetyloformamid, DMF, DMFA – organiczny związek chemiczny z grupy amidów. Stosowany jako polarny rozpuszczalnik aprotyczny. Miesza się w dowolnym stosunku z wodą oraz wieloma rozpuszczalnikami organicznymi. Czysty związek jest pozbawiony zapachu jednakże techniczny dimetyloformamid wykazuje rybny zapach z uwagi na obecność dimetyloaminy. Cząsteczka DMF posiada charakter polarny i hydrofilowy. Dzięki temu ułatwia ona zachodzenie reakcji o polarnym mechanizmie takich jak substytucja nukleofilowa SN2. Ze względu na duży moment dipolowy substancja ta posiada wysoką temperaturę wrzenia. DMF jest otrzymywany w reakcji mrówczanu metylu z dimetyloaminą[5].
Struktura i właściwości
Z powodu występowania mezomerii (możliwe jest narysowanie dwóch hipotetycznych struktur rezonansowych) rząd wiązania w grupie karbonylowej jest nieco mniejszy niż dwa natomiast rząd wiązania pomiędzy azotem a węglem wynosi więcej niż jeden. Zostało to potwierdzone poprzez pomiary spektroskopowe w zakresie podczerwieni – drgania rozciągające w grupie C=O wynoszą około 1675 cm−1[6], podczas gdy dla typowej grupy karbonylowej częstość wynosi nieco ponad 1700 cm−1[7]. Ponadto z powodu częściowo podwójnego charakteru wiązania C–N rotacja wokół niego jest częściowo zablokowana co usztywnia całą cząsteczkę zmniejszając jej swobodę konformacyjną. Z tego powodu w temperaturze pokojowej obie grupy metylowe nie są równocenne chemicznie w spektroskopii protonowego rezonansu magnetycznego, dając dwa singlety zawierające trzy protony o przesunięciu chemicznym wynoszącym odpowiednio 2,97 oraz 2,88 δ[6] zamiast jednego singletu o integracji 6.
DMF w warunkach wysokiego ciśnienia i niskiej temperatury krystalizuje w grupie przestrzennej P-1, posiadając dwie cząsteczki w niezależnej części komórki elementarnej (Z′=2)[8]. Duża stabilność struktury związana jest z charakterystycznym układem wiązań CH···O, tworzących układy cykliczne oraz dużą liczbą stopni swobody dla struktur o więcej o Z′ > 1.[8]
Zastosowania
Głównym zastosowaniem dimetyloformamidu jest wykorzystanie w roli rozpuszczalnika o niskiej prężności pary, przykładowo stanowi on dobre środowisko do reakcji sprzęgania peptydów. W reakcjach takich jak reakcja Vilsmeiera-Haacka oraz reakcja Bouvealta DMF jest jednym z reagentów, potrzebnym do uformowania się grupy aldehydowej.
Ponadto związek ten jest wykorzystywany do produkcji włókien akrylowych, tworzyw sztucznych, klejów, syntetycznej skóry, włókien oraz związków do pokrywania powierzchni[9].
Ponieważ DMF silnie oddziałuje z cząsteczkami polimerów powodując puchnięcie materiałów polimerowych jest on często stosowany jako dodatek do rozpuszczalników usuwających lakiery.
Dimetyloformamid z uwagi na zdolność do rozpuszczania i zawieszania nanorurek jest wykorzystywany jako nośnik w pomiarach spektroskopowych tych struktur[10].
Produkcja
DMF może być otrzymywany zarówno poprzez katalityczne sprzęganie dimetyloaminy z tlenkiem węgla w środowisku metanolu, jak i poprzez reakcję mrówczanu metylu z dimetyloaminą. Na skalę laboratoryjną może on zostać także uzyskany przez reakcję dimetyloaminy z kwasem mrówkowym.
Środki ostrożności i toksyczność
Reakcje podczas których wykorzystywany jest wodorek sodu mogą być niebezpieczne gdy wykonywane są w środowisku DMF – w temperaturze powyżej 26 °C może zajść egzotermiczny rozkład dimetyloformamidu. Reakcje takie są łatwe do kontrolowania w skali laboratoryjnej jednak w przypadku dużych instalacji przemysłowych odnotowano kilka wypadków.
Uważa się, że DMF może mieć własności karcynogenne i teratogenne u ludzi. Dlatego też w wielu sektorach przemysłowych kobiety nie mogą pracować z tym związkiem. W przypadku wielu reakcji chemicznych może on zostać zastąpiony przez dimetylosulfotlenek.
Przypisy
- ↑ a b c d e Farmakopea Polska X, Polskie Towarzystwo Farmaceutyczne, Warszawa: Urząd Rejestracji Produktów Leczniczych, Wyrobów Medycznych i Produktów Biobójczych, 2014, s. 4276, ISBN 978-83-63724-47-4.
- ↑ a b c d e f Dimethyl formamide, [w:] GESTIS-Stoffdatenbank [online], Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung, ZVG: 12220 [dostęp 2012-11-21] (niem. • ang.).
- ↑ a b N,N-Dimethylformamide, [w:] PubChem [online], United States National Library of Medicine, CID: 6228 (ang.).
- ↑ N,N-Dimethylformamide, karta charakterystyki, ScienceLab, 11 stycznia 2010 [zarchiwizowane z adresu 2011-12-02].
- ↑ Klaus Weissermel, Hans-Jürgen Arpe, Industrial Organic Chemistry: Important Raw Materials and Intermediates, Wiley-VCH, s. 45–46, ISBN 3-527-30578-5.
- ↑ a b N,N-Dimethylformamide, [w:] Spectral Database for Organic Compounds [online], National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST) [dostęp 2016-04-14].
- ↑ Acetone, [w:] Spectral Database for Organic Compounds [online], National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST) [dostęp 2016-04-14].
- ↑ a b Paulina Ratajczyk, Szymon Sobczak, Andrzej Katrusiak, High-Pressure Structure and Properties of N,N-Dimethylformamide (DMF), „Crystal Growth & Design”, 2018, DOI: 10.1021/acs.cgd.8b01452.
- ↑ C.A. Redlich i inni, Liver disease associated with occupational exposure to the solvent dimethylformamide, „Annals of Internal Medicine”, 108 (5), 1988, s. 680–686, DOI: 10.7326/0003-4819-108-5-680, PMID: 3358569.
- ↑ Robert Haddon, Mikhail Itkis, Measurement Issues in Single Wall Carbon Nanotubes, NIST, 15 marca 2008, s. 20 [dostęp 2018-12-12].
Linki zewnętrzne
- Concise International Chemical Assessment Document 31: N,N-Dimethylformamide
- DMF Informacje o przewlekłych zatruciach. oehha.org. [zarchiwizowane z tego adresu (2006-03-28)].
Media użyte na tej stronie
Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemicals (GHS) pictogram for hazardous substances
Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemicals (GHS) pictogram for substances hazardous to human health.
Structure of dimethylformamide
Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemicals (GHS) pictogram for flammable substances