硝基甲烷

硝基甲烷
硝基甲烷 硝基甲烷
IUPAC名 nitromethane
别名	一硝基甲烷
识别
CAS号	75-52-5 ^Y
PubChem	6375
ChemSpider	6135
SMILES	C[N+]([O-])=O
InChI	1/CH3NO2/c1-2(3)4/h1H3
InChIKey	LYGJENNIWJXYER-UHFFFAOYAW
ChEBI	77701
RTECS	PA9800000
KEGG	C19275
性质
化学式	CH3NO2
摩尔质量	61.04 g·mol⁻¹
外观	无色透明油状液体
密度	1.138 g/cm³（液）
熔点	−29 °C (244.15 K)
沸点	100–103 °C (373-376 K)
溶解性（水）	~ 10 g/100 mL
pKa	10.2
黏度	0.61 mPa·s，25 °C
危险性
H-术语	H203, H226, H301, H331, H351
P-术语	P210, P261, P280, P304+340, P312, P370+378, P403+233
主要危害	可燃性，有毒
NFPA 704	3 2 4
闪点	35 °C
相关物质
相关硝基化合物	硝基乙烷
相关化学品	亚硝酸甲酯、硝酸甲酯
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

硝基甲烷（化学式：CH₃NO₂）是最简单的有机硝基化合物。室温下为无色油状有微弱芳香气味的透明液体，有较大的极性，可燃，有毒，具爆炸性。可作燃料。它可以和乙醇、丙酮、乙醚混溶，是一种良好的溶剂和萃取剂。同时由于硝基α-氢具有较强的活性，故硝基甲烷也是化工和有机合成中的常见原料，用于制取药物、杀虫剂、炸药、染料和纤维等。

制备

工业上采取硝酸气相（350-450°C）硝化丙烷的方法制取硝基甲烷及其他低级的硝基化合物，比如硝基乙烷、1-硝基丙烷和2-硝基丙烷等。反应为放热反应，自由基机理，中间体是烷基亚硝酸酯均裂产生的CH₃CH₂CH₂O·类型的自由基。它们大多不稳定，容易发生C-C键的断裂，故反应得到一硝基化合物以及低级硝基化合物的混合物。[1]

此外，甲烷/乙烷气相硝化法、氯乙酸钠与亚硝酸钠水溶液反应（方程式见下）、硫酸二甲酯与亚硝酸钠反应等方法都可以制得硝基甲烷。由于这些反应物都是易得的化工原料，故硝基甲烷很容易制取，用途也很广泛。

ClCH₂COONa + NaNO₂ + H₂O → CH₃NO₂ + NaCl + NaHCO₃

粗硝基甲烷冷却至凝固点以下，得到的固体用冷乙醚洗涤，再经蒸馏，便得到纯品。[2]

用途

硝基甲烷在有机合成中为一碳合成子。受硝基吸电子效应的影响，碳上的氢具有酸性，可以与碱作用去质子化。生成的碳負离子可以与醛发生1,2-加成，生成β-羟基硝基化合物，若失水则生成硝基烯烃。这个反应称为Henry反应。作为亲核碳负离子的给体，硝基甲烷也可以和α,β-不饱和羰基化合物在碱催化下发生共轭加成，称为Michael加成反应。

硝基甲烷的衍生物包括三氯硝基甲烷（氯化苦）、三溴硝基甲烷、四硝基甲烷、三硝基甲烷等。常用的缓冲液Tris，即“三羟甲基氨基甲烷”，就是由三羟甲基硝基甲烷经还原得到的。

参考资料

1. Sheldon B. Markofsky “Nitro Compounds, Aliphatic” Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2002 by Wiley-VCH, Wienheim, 2002. DOI: 10.1002/14356007.a17_401.
2. Coetzee, J. F. and Chang, T. H. Recommended Methods for the Purification of Solvents and Tests for Impurities: Nitromethane (PDF). Pure Appl. Chem. 1986, 58: 1541–1545 [2008-10-25]. doi:10.1351/pac198658111541. （原始内容存档 (PDF)于2016-08-20）.