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 | 68-12-2, 33513-42-7 | ||||||||||||||||||||||||||||
PubChem | 6228 | ||||||||||||||||||||||||||||
DrugBank | DB01844 | ||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||
Podobne związki | |||||||||||||||||||||||||||||
Podobne związki | |||||||||||||||||||||||||||||
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 produkt techniczny wykazuje rybny zapach z uwagi na obecność dimetyloaminy. Cząsteczka DMF ma charakter polarny i hydrofilowy. Dzięki temu ułatwia ona zachodzenie reakcji o polarnym mechanizmie, takich jak substytucja nukleofilowa SN2[7]. Ze względu na duży moment dipolowy (3,8 D[5]) ma wysoką temperaturę wrzenia, 153 °C. Jest otrzymywany w reakcji mrówczanu metylu z dimetyloaminą[8].
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[9], podczas gdy dla typowej grupy karbonylowej częstość wynosi nieco ponad 1700 cm−1[10]. 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[9] 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)[11]. 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.[11]
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[12].
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[13].
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 .
- ↑ AlessandroA. Bagno AlessandroA., GiancarloG. Lovato GiancarloG., GianfrancoG. Scorrano GianfrancoG., Thermodynamics of protonation and hydration of aliphatic amides, „Journal of the Chemical Society, Perkin Transactions 2” (6), 1993, s. 1091, DOI: 10.1039/p29930001091 (ang.).
- ↑ a b c d e f Dimethyl formamide, [w:] GESTIS-Stoffdatenbank, Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung, ZVG: 12220 [dostęp 2012-11-21] (niem. • ang.).
- ↑ a b N,N-Dimethylformamide, [w:] PubChem, United States National Library of Medicine, CID: 6228 (ang.).
- ↑ a b Dipole moments, [w:] David R.D.R. Lide David R.D.R. (red.), CRC Handbook of Chemistry and Physics, wyd. 90, Boca Raton: CRC Press, 2009, s. 9-55, ISBN 978-1-4200-9084-0 (ang.).
- ↑ N,N-Dimethylformamide, karta charakterystyki, ScienceLab, 11 stycznia 2010 [zarchiwizowane z adresu 2011-12-02] .
- ↑ Majid M.M.M. Heravi Majid M.M.M., MahdiehM. Ghavidel MahdiehM., LeylaL. Mohammadkhani LeylaL., Beyond a solvent: triple roles of dimethylformamide in organic chemistry, „RSC Advances”, 8 (49), 2018, s. 27832–27862, DOI: 10.1039/C8RA04985H [dostęp 2022-12-28] (ang.).
- ↑ KlausK. Weissermel KlausK., Hans-JürgenH.J. Arpe Hans-JürgenH.J., 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 PaulinaP. Ratajczyk PaulinaP., SzymonS. Sobczak SzymonS., AndrzejA. Katrusiak AndrzejA., High-Pressure Structure and Properties of N,N-Dimethylformamide (DMF), „Crystal Growth & Design”, 2018, DOI: 10.1021/acs.cgd.8b01452 .
- ↑ C.A.C.A. Redlich C.A.C.A. 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 .
- ↑ RobertR. Haddon RobertR., MikhailM. Itkis MikhailM., 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 [online], Internationally Peer Reviewed Chemical Safty Information (INCHEM), 2001 [dostęp 2022-12-28] (ang.).
- Chronic toxicity summary. N,N-Dimethylformamide, Office of Environmental Health Hazard Assessment, 2000 [zarchiwizowane 2006-03-28] (ang.).
- DSDE: dimethylformamid