N,N-Диметилацетамид

N,N-Диметилацетамид — органическое вещество, диметиламид уксусной кислоты.

N,N-Диметилацетамид
Общие
Сокращения	ДМАА
Традиционные названия	Диметиламид уксусной кислоты
Хим. формула	C4H9NO
Рац. формула	CH3CON(CH3)2
Физические свойства
Состояние	бесцветная жидкость
Молярная масса	87,12 г/моль
Плотность	0,9366 г/см³
Энергия ионизации	8,81 ± 0,01 эВ
Термические свойства
Температура
• плавления	–20 °C
• кипения	165,5 °C
• вспышки	70 °C
• самовоспламенения	490 °C
Пределы взрываемости	2—11,5 %
Критическая точка
• температура	364 °C
• давление	38,7 атм
Мол. теплоёмк.	175,6 Дж/(моль·К)
Энтальпия
• образования	–278,3 кДж/моль
• плавления	10,42 кДж/моль
• кипения	43,4 кДж/моль
• сублимации	50,2 кДж/моль
Давление пара	2 ± 1 мм рт.ст.
Химические свойства
Константа диссоциации кислоты $p{K}_a$$pK_{a}$	0,19
Диэлектрическая проницаемость	37,78
Оптические свойства
Показатель преломления	1,4376
Структура
Дипольный момент	3,80 Д
Классификация
Рег. номер CAS	127-19-5
PubChem	31374
Рег. номер EINECS	204-826-4
SMILES	CC(=O)N(C)C
InChI	InChI=1S/C4H9NO/c1-4(6)5(2)3/h1-3H3 FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N
RTECS	AB7700000
ChEBI	84254
ChemSpider	29107
Безопасность
Предельная концентрация	1 мг/м³
ЛД50	4,2 г/кг (мыши, перорально)
Краткие характер. опасности (H)	H312+H332, H319, H360
Меры предостор. (P)	P201, P280, P305+P351+P338, P308+P313
Сигнальное слово	ОПАСНО!
Пиктограммы СГС
NFPA 704	2 2 0
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

Физические свойстваПравить

Представляет собой бесцветную гигроскопичную жидкость. Диметилацетамид смешивается с водой и органическими растворителями, хорошо растворяет непредельные алифатические углеводороды и многие неорганические соединения. С уксусной кислотой диметилацетамид образует азеотропную смесь (21,1 % масс. уксусной кислоты, т. кип. 170,8 °C).

Химические свойстваПравить

Диметилацетамид является очень слабым основанием, при этом основность возрастает в растворе уксусного ангидрида, в котором он может быть оттитрован 0,1 М раствором хлорной кислоты в уксусной кислоте.

Диметилацетамид подвергается гидролизу в кислой и щелочной среде, вступает в реакции алкоголиза и переацилирования.

$\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{C}\mathsf{O}\mathsf{N}\mathsf{(}\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{R}\mathsf{O}\mathsf{H}\stackrel{{\mathsf{H}}^{\mathsf{+}}}{\to }\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{C}\mathsf{O}\mathsf{O}\mathsf{R}\mathsf{+}\mathsf{(}\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{N}\mathsf{H}$${\mathsf {CH_{3}CON(CH_{3})_{2}+ROH{\xrightarrow {H^{+}}}CH_{3}COOR+(CH_{3})_{2}NH}}$ 

$\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{C}\mathsf{O}\mathsf{N}\mathsf{(}\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{R}\mathsf{C}\mathsf{O}\mathsf{O}\mathsf{H}\to <!--\; \to \; -->\mathsf{R}\mathsf{C}\mathsf{O}\mathsf{N}\mathsf{(}\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{C}\mathsf{O}\mathsf{O}\mathsf{H}$${\mathsf {CH_{3}CON(CH_{3})_{2}+RCOOH\rightarrow RCON(CH_{3})_{2}+CH_{3}COOH}}$ 

ПолучениеПравить

Промышленное получение диметилацетамида.

В промышленности диметилацетамид получают взаимодействием диметиламина:

• с уксусной кислотой

$\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{C}\mathsf{O}\mathsf{O}\mathsf{H}\mathsf{+}\mathsf{(}\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{N}\mathsf{H}\stackrel{{\mathsf{40}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{C}\mathsf{O}\mathsf{O}\mathsf{H}\mathsf{\ast <!--\; \ast \; -->}\mathsf{H}\mathsf{N}\mathsf{(}\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}$${\mathsf {CH_{3}COOH+(CH_{3})_{2}NH{\xrightarrow {40^{o}C}}CH_{3}COOH*HN(CH_{3})_{2}}}$ 

$\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{C}\mathsf{O}\mathsf{O}\mathsf{H}\mathsf{\ast <!--\; \ast \; -->}\mathsf{H}\mathsf{N}\mathsf{(}\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\stackrel{\mathsf{135}\mathsf{-<!--\; -\; -->}{\mathsf{140}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{C}\mathsf{O}\mathsf{N}\mathsf{(}\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {CH_{3}COOH*HN(CH_{3})_{2}{\xrightarrow {135-140^{o}C}}CH_{3}CON(CH_{3})_{2}+H_{2}O}}$ 

В первом процессе на первой стадии при 40 °C получают ацетат диметиламина, который затем дегидратируют в токе диметиламина при 135—140 °C.

• с уксусным ангидридом:

$\mathsf{(}\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{C}\mathsf{O}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\mathsf{+}\mathsf{(}\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{N}\mathsf{H}\stackrel{\mathsf{t}}{\to }\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{C}\mathsf{O}\mathsf{N}\mathsf{(}\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{C}\mathsf{O}\mathsf{O}\mathsf{H}$${\mathsf {(CH_{3}CO)_{2}O+(CH_{3})_{2}NH{\xrightarrow {t}}CH_{3}CON(CH_{3})_{2}+CH_{3}COOH}}$ 

• со сложными эфирами уксусной кислоты:

$\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{C}\mathsf{O}\mathsf{O}\mathsf{R}\mathsf{+}\mathsf{(}\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{N}\mathsf{H}\stackrel{\mathsf{t}}{\to }\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{C}\mathsf{O}\mathsf{N}\mathsf{(}\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{R}\mathsf{O}\mathsf{H}$${\mathsf {CH_{3}COOR+(CH_{3})_{2}NH{\xrightarrow {t}}CH_{3}CON(CH_{3})_{2}+ROH}}$ 

Существует также парофазный метод синтеза, в котором используются водоотнимающие катализаторы (оксид алюминия и др.). Конверсия уксусной кислоты за один проход в таком синтезе составляет 95—99 %.

Лабораторные методы получения диметилацетамида.

Препаративные синтезы основаны на реакции диметиламина с уксусным ангидридом, ацетилхлоридом или кетеном.

$\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{C}\mathsf{O}\mathsf{C}\mathsf{l}\mathsf{+}\mathsf{(}\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{N}\mathsf{H}\stackrel{\mathsf{A}\mathsf{l}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{3}}}{\to }\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{C}\mathsf{O}\mathsf{N}\mathsf{(}\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{l}$${\mathsf {CH_{3}COCl+(CH_{3})_{2}NH{\xrightarrow {AlCl_{3}}}CH_{3}CON(CH_{3})_{2}+HCl}}$ 

${\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{C}\mathsf{=}\mathsf{C}\mathsf{=}\mathsf{O}\mathsf{+}\mathsf{(}\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{N}\mathsf{H}\to <!--\; \to \; -->\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{C}\mathsf{O}\mathsf{N}\mathsf{(}\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}$${\mathsf {H_{2}C=C=O+(CH_{3})_{2}NH\rightarrow CH_{3}CON(CH_{3})_{2}}}$ 

Взаимодействие метанола с ацетонитрилом приводит к образованию диметилацетамида:

$\mathsf{2}\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{O}\mathsf{H}\mathsf{+}\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{C}\mathsf{N}\stackrel{\mathsf{C}\mathsf{u}\mathsf{C}\mathsf{N}}{\to }\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{C}\mathsf{O}\mathsf{N}\mathsf{(}\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {2CH_{3}OH+CH_{3}CN{\xrightarrow {CuCN}}CH_{3}CON(CH_{3})_{2}+H_{2}O}}$ 

Карбонилирование триметиламина также является методом получения диметилацетамида:

$\mathsf{(}\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\mathsf{N}\mathsf{+}\mathsf{C}\mathsf{O}\to <!--\; \to \; -->\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{C}\mathsf{O}\mathsf{N}\mathsf{(}\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}$${\mathsf {(CH_{3})_{3}N+CO\rightarrow CH_{3}CON(CH_{3})_{2}}}$ 

Применяются также реакции переацилирования диметилформамида или гексаметапола:

$\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{O}\mathsf{N}\mathsf{(}\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{C}\mathsf{l}\stackrel{\mathsf{A}\mathsf{l}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{3}}}{\to }\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{C}\mathsf{O}\mathsf{N}\mathsf{(}\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{l}$${\mathsf {HCON(CH_{3})_{2}+CH_{3}Cl{\xrightarrow {AlCl_{3}}}CH_{3}CON(CH_{3})_{2}+HCl}}$ 

$\mathsf{[}\mathsf{(}\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{N}{\mathsf{]}}_{\mathsf{3}}\mathsf{P}\mathsf{O}\mathsf{+}\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{C}\mathsf{O}\mathsf{C}\mathsf{l}\stackrel{\mathsf{A}\mathsf{l}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{3}}}{\to }\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{C}\mathsf{O}\mathsf{N}\mathsf{(}\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{[}\mathsf{(}\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{N}{\mathsf{]}}_{\mathsf{2}}\mathsf{P}\mathsf{O}\mathsf{C}\mathsf{l}$${\mathsf {[(CH_{3})_{2}N]_{3}PO+CH_{3}COCl{\xrightarrow {AlCl_{3}}}CH_{3}CON(CH_{3})_{2}+[(CH_{3})_{2}N]_{2}POCl}}$  .

Диметилацетамид можно получать по реакции диметиламина с метилацетатом при повышенных температуре и давлении в присутствии метилата натрия.

$\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{C}\mathsf{O}\mathsf{O}\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{(}\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{N}\mathsf{H}\stackrel{\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{O}\mathsf{N}\mathsf{a}}{\to }\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{C}\mathsf{O}\mathsf{N}\mathsf{(}\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{O}\mathsf{H}$${\mathsf {CH_{3}COOCH_{3}+(CH_{3})_{2}NH{\xrightarrow {CH_{3}ONa}}CH_{3}CON(CH_{3})_{2}+CH_{3}OH}}$ 

Для очистки диметилацетамида его перемешивают с оксидом бария в течение нескольких дней, затем кипятят над оксидом бария в течение 1 часа, перегоняют при пониженном давлении и хранят над молекулярными ситами.

ПрименениеПравить

Диметилацетамид применяется в производстве синтетических волокон и плёнок, для выделения диенов и стирола из продуктов пиролиза нефтяных фракций. Также его используют как катализатор или реакционную среду в реакциях галогенирования, алкилирования и циклизации.

ТоксичностьПравить

N,N-Диметилацетамид слаботоксичен ЛД₅₀ = 4,2г/кг (мыши, перорально). При длительном контакте с кожей вызывает интоксикацию организма. ПДК для рабочей зоны составляет 1 мг/м³.

См. такжеПравить

• Амиды

СсылкиПравить

• Sigma-Aldrich. ИК-спектр диметилацетамида  (неопр.). Дата обращения: 10 ноября 2013.
• Sigma-Aldrich. ЯМР-спектр диметилацетамида  (неопр.). Дата обращения: 10 ноября 2013.