Нитрамид

Нитрамид
Общие
Хим. формула	H2N2O2
Рац. формула	NH2NO2
Внешний вид	Бесцветные прозрачные кристаллы
Физические свойства
Состояние	твёрдое
Молярная масса	62,03 г/моль
Плотность	1,783 г/см³
Термические свойства
Температура
• плавления	75 °С
• разложения	95 °С
Энтальпия
• образования	298 кДж/моль
Химические свойства
Константа диссоциации кислоты ${\displaystyle pK_{a}}$	6,5
Классификация
Рег. номер CAS	7782-94-7
PubChem	24534
SMILES	Н[Н+](=О)[О-]
InChI	1S/H2N2O2/c1-2(3)4/h1H2 SFDJOSRHYKHMOK-UHFFFAOYAT
ChEBI	29273
ChemSpider	22941
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

Нитрамид — химическое соединение с молекулярной формулой NH₂NO₂. Органические производные нитрамида называются нитраминами. Является неорганическим изомером азотноватистой кислоты. Нитрамид можно рассматривать как азотный аналог азотной кислоты (HO−NO₂), в котором гидроксильная группа −OH заменена аминогруппой −NH₂.

Впервые нитрамид был получен Фридрихом Тиле и Генрихом Лохманом в 1894 из уретана. С момента его получения учёные работают над изучением его свойств^[1]. Позже, его свойства были подробнее изучены Алексом Ламбертоном в 1951^[2].

Нитрирование аммиака при пониженных температурах приводит к образованию нитрамида и солей аммония.

${\displaystyle {\ce {2NH3 + N2O5 -> NH2NO2 + NH4NO3}}}$

Другой метод основан на реакции солей аминосульфоновой кислоты и азотной кислоты.

${\displaystyle {\ce {NaSO3NH2 + HNO3 -> H2N-NO2 + NaHSO4}}}$

Реакция требует соблюдения температурного режима, в противном случае нитрамид разложится со вспышкой.

К образованию нитрамида приводит гидролиз динитромочевины:

${\displaystyle {\ce {NH-NO2-C(O)-NO2-NH + H2O -> 2H2N-NO2 + CO2}}}$

Нитрамид представляет собой бесцветные пластинчатые кристаллы с характерным блеском. Хорошо растворим в воде, спирте, эфирах и ацетоне. Плохо растворим в хлороформе, бензине и гексане.

Вещество очень чувствительно к механическому воздействию, но термически достаточно устойчиво. Температура разложения 95 °С. Соединение достаточно нестабильное, как и все его производные^[1].

Нитрамид является слабой одноосновной кислотой. Взаимодействует с щелочными металлами. Однако, все щелочные соли существуют не более минуты, быстро разлагаясь. Это связано с нестабильностью аниона HN₂O₂^-.

Разлагается при нагревании до 80-95 °С с образованием закиси азота:

${\displaystyle {\ce {H2NNO2 ->[t] N2O + H2O}}}$

Нитрамид разлагается со вспышкой при взаимодействии с аммиаком. Аммонивую соль нитрамида можно получить, смешав его с аммиаком в эфире. Она может существовать только в растворе; быстро разлагается на воздухе.

${\displaystyle {\ce {H2N-NO2 + 2NH3 -> (NH4)2N-NO2}}}$

Наиболее стабильной является соль ртути HgNNO2. Она разлагается продолжительное время.

По отношению к органическими веществам, нитрамид проявляет свойства нитрирующего агента. Ниже приведена реакция с мочевиной, приводящая к образованию нитромочевины:

${\displaystyle {\ce {(NH2)2CO + NH2NO2 ->[H2SO4] CH3N3O3 + NH3}}}$

Данную реакцию следует проводить при температуре 0-5 °С так как нитрамид способен взаимодействовать с серной кислотой, образуя смесь азотосодержащих продуктов.

Нитрамид взаимодействует с альдегидами. Наиболее рациональными являются реакции с альдегидами, имеющими не более 5 атомов углерода. Производные крупных альдегидов будут содержать слишком большие молекулы, что приведёт к разложению продуктов.

Присоединением формальдегида к нитрамиду получают бис(гидроксиметил)нитрамин.

${\displaystyle {\ce {NH2NO2 + 2HCHO -> (CH2OH)2NNO2}}}$

Применив катализатор, можно получить метилендинитрамин. Реакцию проводят в этилацетате. Условное уравнение реакции выглядит следующим образом:

${\displaystyle {\ce {NH2NO2 + HCHO ->[H2SO4] CH2(NHNO2)2 + H2O}}}$

Вступает в реакцию алкилирования с диазометаном, образуя диметилнитрамин:

${\displaystyle {\ce {NH2NO2 + CH2N2 -> (CH3)2NNO2}}}$

При взаимодействии нитрамида с сульфоксидами в присутствии уксусного ангидрида образуются нитроимиды сульфония. Например при реакции с диметилсульфоксидом образуется нитроимид диметилсульфония: ${\displaystyle {\ce {(CH3)2SO + NH2NO2 ->[Ac2O] (CH3)2SNNO2 + H2O}}}$^[1]

Основное применение нитрамид имеет в качестве реагента в химической промышленности. Из него синтезируют азотсодержащие соединения^[1].