重氮甲烷的合成及其毒性

简介

重氮甲烷为黄色气体，有强刺激性气味。溶于乙醇、乙醚。受热、遇火、摩擦、撞击会导致爆炸。重氮甲烷主要用于有机合成，其在功能材料、表面活性剂、农药、医药和染料等领域具有广泛的用途。20世纪70年代以来，我国在含氮农药和含氮染料的研究方面取得了相当数量的成果在为人类造福的不计其数的有机氮化合物中，含重氮甲烷的化合物占相当大的比例[1]。

合成

图1 重氮甲烷的合成路线[2]。

3-[（N-亚硝基甲基氨基）磺酰基]苯甲酸在DMSO/水或水中形成重氮甲烷。在DMSO/水中，使用上面所示的设备制备重氮甲烷，该设备配备有含有乙醚（100mL）的加料漏斗和含有在DMSO（50mL）中的3-[（N-亚硝基甲基氨基）磺酰基]苯甲酸（10g）的注射器。将两种溶液在65℃下加入氢氧化钾（6.5g）在水（58mL）和乙醇（150mL）中的混合物中。在1.5小时内滴加DMSO溶液。蒸馏产生标题化合物重氮甲烷。合成路线如图1所示。

图2 重氮甲烷的合成路线。

在-10°C下，将N-甲基-N-硝基脲（124g，1.2 mol）缓慢（超过30分钟）添加到搅拌良好的（非均相）50%氢氧化钾水溶液（400 ml）和呋喃或噻吩（400毫升）混合物中。然后倾析有机层，并分别用呋喃或噻吩（100ml）萃取水相。合并的有机相在0°C下用氢氧化钾干燥3小时得到目标化合物重氮甲烷；重氮甲烷含量。产率25.5g，0.6mol，50%。合成路线如图2所示。

毒性

重氮甲烷吸入对呼吸道有强烈刺激作用，对中枢神经系统有抑制作用。急性中毒出现剧烈刺激性咳嗽、呼吸困难、胸痛。伴有疲乏无力、呕吐、冷汗、脉快而弱等症状。严重者发生肺炎、肺水肿、休克、昏迷，甚至死亡。

参考文献

[1] 张杰.简易重氮甲烷发生和反应装置的制作[J].广东化工,2013,40(05):116-117.

[2] Zion, Todd C.; et al. Exogenously triggered controlled release materials and uses thereof. World Intellectual Property Organization, WO2010088268 A1 2010-08-05.