No dejes que el DMF convierta tu reacción en una peligrosa.

N, n-dimetilformamida (DMF)se usa ampliamente como disolvente, conocido como disolvente universal, debido a sus propiedades físicas únicas, que pueden disolver la mayoría de las materias orgánicas y muchos tipos de materia inorgánica. Sin embargo, debido a que DMF contiene grupo de aldehído y grupo de dimetilamina en su estructura, es el donante de muchos grupos funcionales en varios catalizadores de transformación química y síntesis de química orgánica. Por ejemplo, DMF es el reactivo de reacción de la reacción de síntesis de aldehído de BouveAult yReacción de Vilsmoier-Haack. DMF es muy estable en el aire y cuando se calienta a hervir. Cuando la temperatura es superior a 350, pierde agua y genera monóxido de carbono y dimetilamina. Debido a que DMF se usa tan a menudo en el laboratorio que a menudo pasamos por alto el otro lado, también es incompatible con una amplia gama de sustancias y ha causado muchos accidentes a lo largo de los años. Un análisis de la literatura (DOI: 10.1021 / ACS.OPRD.0C00330) muestra que estas sustancias incompatibles pueden clasificarse como ácidos, bases, agentes halogenantes, oxidantes y agentes reductores. DMF se ha utilizado ampliamente en varias transformaciones químicas en síntesis orgánica, como un donante de varios grupos funcionales, como N, N-dimetilamida [-con (CH3) 2], N, N-dimetilamino [-n (CH3) 2] , grupo fórmico (HCO2-), grupo fórmilo (-Cho), grupo carbonilo (> CO), cianuro (CN), oxígeno (O) e hidrógeno (H), etc.

El DMF puro es inodoro, pero la dimetilformamida de grado industrial o en estropeado tiene un olor a pescado debido a las impurezas como las dimetilaminas. DMF puro es estable a temperatura ambiente, pero se degrada lentamente cuando se calienta a su punto de ebullición (153 ℃). El análisis DSC y ARC se llevaron a cabo bajo la atmósfera de nitrógeno, y la condición era estable hasta 350, sin descomposición. Pero bajo la condición del aire, 170 ℃ es el comienzo de la descomposición La temperatura de reacción es diferente, los productos de descomposición no son los mismos, los productos de descomposición general son: trimetilamina, metilamina, monóxido de carbono, dióxido de carbono, hidrógeno, etc.
La resonancia electromagnética (EMR) y el análisis de RMN de DMF anhidro tratados con metanol de potasio en metanol de potasio que los radicales libres de DMF se formaron instantáneamente y alcanzaron su concentración máxima dentro de 2-4 minutos después de la adición de metanol y luego desapareció gradualmente hasta 10-25 minutos más tarde. La conclusión de los resultados experimentales muestra que el proceso de descomposición de DMF es probablemente un mecanismo de radicales libres.

Las reacciones exotérmicas generalmente se mantienen a la temperatura del proceso deseada y se enfrían externamente hasta que se completa la reacción. Sin embargo, en el caso de un enfriamiento insuficiente, se producirán temperaturas de reacción más altas cuando la velocidad de calentamiento exceda la tasa de descallado. Si todos los reactivos se acumulan y la reacción continúa bajo condiciones adiabáticas, la temperatura de reacción alcanzará la temperatura máxima de la reacción de síntesis. Cuando el MTSR excede la temperatura de descomposición inicial de la mezcla de reacción, se puede iniciar una reacción secundaria, lo que puede provocar situaciones incontroladas o incluso explosiones.

Posibles peligros de seguridad potenciales de DMF en presencia de ácido.

DMF se hidroliza en presencia de ácido para producir Me2NH y HCO2H, y se ha utilizado como una fuente \"in situ\" de ME2NH para producir una variedad de conversión química. Sin embargo, la hidrólisis del DMF en presencia de ácidos, especialmente los ácidos fuertes, puede ser perjudicial porque el hidrolizado HCO2H se puede descomponer adicionalmente para liberar gases no condensables, como CO, CO2 yHidrógeno (H2). La descomposición de HCO2H puede ser rápida y violenta en presencia de varios catalizadores comúnmente utilizados en la transformación química. El complejo de trióxido de azufre (SO3) / DMF se ha utilizado ampliamente como un reactivo de sulfonación y se ha utilizado para la acidificación N-Sulfur a gran escala. Sin embargo, una botella de complejo SO3 / DMF ha explotado durante el almacenamiento. Aunque la causa de la raíz exacta no se ha determinado, se sospecha que SO3 reacciona con agua para formar ácido sulfúrico (H2SO4), que luego hidroliza DMF para liberar a CO y otros productos de descomposición. La evaluación DSC de muestras complejas SO3 / DMF mostró que se produjo una actividad exotérmica significativa a 114 ℃ y 228C cuando el experimento se llevó a cabo en una atmósfera aérea. Es importante tener en cuenta que los posibles riesgos de seguridad asociados con la inestabilidad térmica de los complejos SO3 / DMF no se reconocen plenamente, lo que indica que los peligros de explosión potenciales no están claramente definidos en las hojas de datos de seguridad (SDS) de los principales proveedores.

Posibles peligros de seguridad potenciales de DMF en presencia de álcali.

Si una base fuerte como el hidróxido de potasio (KOH), el hidróxido de sodio (NAOH), o el hidróxido de calcio (CAH2) se deja de pie durante mucho tiempo a la temperatura ambiente, DMF puro se descompondrá significativamente. El ME2NH lanzado por descomposición de DMF en elLa presencia de una base fuerte se ha utilizado como una fuente in situ de ME2NH para varias transformaciones químicas. Las reacciones aromáticas nucleófilas que utilizan la descomposición asistida por hidroxilo de DMF como una fuente in situ de ME2NH que reemplazan el fluoruro de arilo y el cloruro con ME2NH se han reportado ampliamente. El hidruro de sodio (NAH) se ha utilizado ampliamente como una base para facilitar varias transformaciones químicas porque es fácil de manejar y almacenar, y generalmente proporciona reactividad predecible y alta eficiencia molecular. DMF es el disolvente más utilizado en el medio ambiente de NAH, ya que tiene propiedades físicas complementarias de disolver compuestos orgánicos e inorgánicos. Los estudios han demostrado que NAH no es solo una base, sino también una fuente de hidrógeno en la transformación química del DMF. Los peligros relacionados con la inestabilidad térmica de NAH / DMF presentan mayores riesgos en términos de escala, ya que la capacidad de eliminación de calor disminuye considerablemente con el aumento del volumen de reacción. (Para casos específicos, ver Chem.Eng, Noticias, 1982.60 (28), 5.)
Es particularmente necesario prestar atención a eso, de acuerdo con los informes de literatura existentes, la temperatura mínima para la descomposición y la liberación exotérmica de DMF y NAH es de 28 ℃, y hay muchos casos de explosión en el sistema de reacción de DMF y NAH, que es Realmente una combinación de DMF y Nah. Cuántas personas les gusta usarlo, lo peligroso que es. Veamos la cantidad de informes de literatura.

Otros agentes potencialmente peligrosos en disolventes DMF son ácidos clorhídricos, ácido sulfúrico y ácido fosfórico; Hidruro de litio, hidruro de sodio, hidruro de calcio, alcohol de potasio; NBS, NCS, cloro, agua de bromo: MCPBA, permanganato de potasio, ácido perclórico; Borohidruro de sodio, borane, etc.