Диазометан
Диазометáн — соединение с брутто-формулой CH2N2, имеющее следующее строение:
В чистом виде диазометан — газ жёлтого цвета. Для лабораторной практики, как правило, используется в виде раствора в диэтиловом эфире. Удобный источник карбеновых радикалов и мягкий алкилирующий агент.
Общие сведения
| Диазометан | |
|---|---|
| Общие | |
| Традиционные названия | Диазометан |
| Хим. формула | CH2N2 |
| Физические свойства | |
| Состояние | газ жёлтого цвета с неприятным запахом |
| Молярная масса | 42.04 г/моль |
| Энергия ионизации | 9 ± 0[3] |
| Термические свойства | |
| Температура | |
| • плавления | -145 °C |
| • кипения | -23 °C |
| Давление пара | 1 ± 1[3] |
| Классификация | |
| Рег. номер CAS | 334-88-3 |
| 3D model (JSmol) | Интерактивная схема |
| PubChem | 9550 |
| UNII | 60A625P70P |
| CompTox Dashboard EPA | DTXSID0024008 |
| Рег. номер EINECS | 206-382-7 |
| SMILES | |
| InChI | |
| RTECS | PA7000000 |
| ChEBI | 73716 |
| ChemSpider | 9176 |
| ECHA InfoCard | 100.005.803 |
| Безопасность | |
| ЛД50 | 15 мг/кг[1] |
| Токсичность | для высших животных высокотоксичен[2]; способен проявлять канцерогенное действие |
| NFPA 704 | |
Получение
- Наиболее удобным лабораторным способом является действие 30 % щёлочи на бис(N-метил-N-нитрозоамид) фталевой кислоты[4]:
- Другой вариант: реакция N-метил-N-нитрозо-пара-толуолсульфонамида или 1-метил-3-нитро-1-нитрозогуанидина с гидроксидом натрия или калия при нагревании[5]:
- Возможно получение из хлороформа и гидразина в щелочной среде[6]:
Химические свойства
Химические свойства диазометана могут быть описаны с точки зрения наличия резонанса[4]:
- При пиролизе диазометана образуется карбен CH2: — высокореакционная короткоживущая частица, которая легко присоединяется по двойной или тройной связи:
1. Первый этап — образование карбена:
CH2=N=N → CH2: + N2 (пиролиз или фотолиз диазометана)
2. Второй этап — присоединение карбена с образованием циклосоединений:
- При протонировании диазометана образуется метилдиазоний-катион:
Благодаря этому свойству, диазометан довольно легко вступает в реакции алкилирования[7]:
R-COOH + CH2N2 → R-COOCH3 + N2
R-OH + CH2N2 → R-OCH3 + N2
R-CHO + CH2N2 → R-CO-CH3 + N2
Кетоны в реакции с диазометаном дают смесь продуктов (реакция Бухнера — Курциуса — Шлоттербека):
- Важнейшей является реакция Арндта — Эйстерта — превращение карбоновой кислоты в её ближайший гомолог с использованием диазометана:
Безопасность
Диазометан токсичен при вдыхании, а также при контакте с глазами и кожей. Симптомы отравления включают дискомфорт в груди, головную боль, слабость, в тяжёлых случаях — коллапс[8]. Симптомы могут проявляться не сразу. Описаны случаи смертельных отравлений[9]. Как и другие алкилирующие агенты, диазометан может проявлять канцерогенные свойства, однако обычно их перекрывает острая токсичность диазометана.
CH2N2 способен детонировать при контакте с острыми гранями твёрдых предметов, в частности, с трещинами в стекле и со шлифованными поверхностями. По той же причине, для осушения эфирного раствора CH2N2 рекомендуется использовать гранулированный KOH. Приготовление растворов диазометана следует проводить, используя защитный экран.