Открыть главное меню

Диметилнитрозамин

Диметилнитрозамин (сокр. ДМН), также N-нитрозодиметиламин (сокр. НДМА) — азоторганическое соединение, первый представитель диалкилнитрозаминов, является довольно распространённым канцерогеном, обладает сильным гепатоканцерогенным и гепатотоксичным воздействием. Контаминант.

Диметилнитрозамин
NDMA2.svg
Диметилнитрозамин
Общие
Систематическое
наименование
Ν,Ν'-Диметилнитрозамин
Сокращения ДМН,
НДМА
Традиционные названия Диметилнитрозамин,
N-нитрозодиметиламин
Хим. формула C2H6N2O
Физические свойства
Состояние жёлтая маслянистая жидкость
Молярная масса 74,0818 ± 0,0027 г/моль
Плотность 1,0048 г/см³
Энергия ионизации 8,69 ± 0,01 эВ[1]
Термические свойства
Т. плав. -50 °C
Т. кип. 151 °C
Давление пара 3 ± 1 мм рт.ст.[1]
Химические свойства
Растворимость в воде 29 г/100 мл
Классификация
Рег. номер CAS 62-75-9
PubChem
Рег. номер EINECS 200-549-8
SMILES
InChI
RTECS IQ0525000
ChEBI 35807
Номер ООН 3382
ChemSpider
Безопасность
ЛД50 37 мг/кг (мыши, перорально)
Токсичность

высокотоксичен, проявляет сильную гепатотоксичность и гепатоканцерогенность.


Hazard TT.svg Hazard N.svg 
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Содержание

Физико-химические свойстваПравить

Желтая маслянистая жидкость со сладким вкусом.

СинтезПравить

НА образуются главным образом в результате реакции нитрозирования. Нитрозирующими агентами являются производные азотистой кислоты (HONO): XNO, где Х — галоген; NO; NO2; OH2+; OR; а также нитрозоний-катион [8]. Нитрит-ион и свободная HNO2 в кислой среде претерпевают превращения в активные нитрозирующие агенты:

При низких рН возможно образование нитрозоний-катиона:

N2O3 + 3H2SO4 > 2NO+ + 3HSO4- + H2O+

В присутствии галогенводородных кислот HNO2 может образовывать нитрозил-галогениды:

HNO2 + HCl > NOC1 + H2O

Нитрозирующие агенты в порядке убывания своей активности могут быть расположены в ряд:

NO+ > H2ONO+ > NOC1 > N2O3

В качестве нитрозируемых соединений могут выступать различные моно-, ди- и полиамины, а также другие азотсодержащие вещества. Вторичные амины являются прямыми предшественниками НА. Нитрозирование различными агентами происходит в широком температурном интервале в воде, смесях воды с органическими растворителями, в органических растворителях, газовой фазе, а также непосредственно в объектах. Нитрозирование вторичных аминов в присутствии некоторых альдегидов (формальдегида) протекает в щелочной среде.

Содержащиеся в воздухе N2O3 и N2O4 способны взаимодействовавать со вторичными аминами с образованием соответствующих НА. Все эти реакции протекают в широком интервале рН.

Скорость взаимодействия вторичных аминов с нитритами в слабокислых растворах пропорциональна концентрации амина и квадрату концентрации азотистой кислоты. Кислотность среды играет двоякую роль при нитрозировании аминов. С одной стороны, ее увеличение повышает концентрацию более сильного нитрозирующего агента NO+, с другой — снижает концентрацию активной (непротонированой) формы амина и оказывает ингибирующее действие. Такое эффект в меньшей степени проявляется в случае слабоосновных аминов, когда даже при значительных избытках кислоты часть амина может существовать в непротонированной форме и на неё действует сильный нитрозирующий агент. Скорость образования НА из аминов снижается в следующем ряду: морфолин —> пирролидин —> пиперидин —> диметиламин —> диэтиламин —> ди-н-пропиламин —> ди-изо-пропиламин.

Важное практическое значение в химии нитрозаминов имеют катализаторы и ингибиторы реакции нитрозирования. По активности ускорять реакцию нитрозирования аминов анионы располагаются в ряд: SCN- —> J- —> Br- —> C1-. Катализаторами реакции нитрозирования выступают также карбонилсодержащие соединения, тиомочевина, тиолы. Более сложно обстоит дело с фенолами и другими гидроксисоединениями, которые в зависимости от строения, рН среды и других факторов способны оказывать на реакцию нитрозирования как каталитическое, так и ингибирующее действие [11]. В определенных условиях реакцию нитрозирования ускоряют пирокатехин и гидрохинон. Их нитрозирование мало вероятно, так как они более склонны в этих условиях образовывать соответствующие бензохиноны. Другие соединения, содержащие гидрокси-группу, например, галловая и хлорогеновая кислоты, камферол, кверцетин, также могут ускорять образование НА. Способность ускорять реакции нитрозирования выявлена у некоторых непредельных соединений, ПАВ, конъюгатов желчных кислот, а также некоторых микроорганизмов [8].

Следует отметить, что замедление реакции нитрозирования происходит при понижении рН в результате превращения аминов в малоактивные протонированные формы. С другой стороны, реакция может быть ингибирована путем превращения нитрозирующих агентов в малоактивную окись азота. В этом отношении весьма активна аскорбиновая кислота и ее производные [12] в широком интервале рН. Однако действие аскорбиновой кислоты ограничено только гидрофильной средой. В гидрофобных средах рекомендуется использовать токоферолы и другие полифенолы [13].

Двуокись серы и бисульфит-ион, гидроксиламин, различные гидразины, азид натрия и некоторые другие восстановители восстанавливают нитрозирующие агенты в окись или закись азота. Некоторые спирты (этанол, этиленгликоль), углеводы (глюкоза, сахароза) и другие соединения, содержащие гидроксильную группу, ингибируют образование НА, превращаясь в соответствующие алкилнитриты [8]. Мочевина и сульфаминовая кислота также дезактивируют нитрозирующие агенты [14]. Эффективным способом дезактивации нитрозирующих агентов является связывание их в неактивные диазосоединения по реакции диазотирования первичных ароматических аминов [15].

Для синтеза НА могут быть использованы реакции перенитрозирования. Особый интерес эти реакции представляют в связи с тем, что они могут протекать и в организме человека. При этом в качестве нитрозирующих агентов способны выступать различные нитрозосоединения, в которых канцерогенные свойства отсутствуют или выражены слабо, а в результате перенитрозирования могут образовываться активные канцерогенные нитрозамины [8]. К таким соединениям относятся гетероциклические и ароматические соединения, замещенные мочевины и уретаны. В реакциях перенитрозирования эффективны также нитрозопиперазины.

ТоксикологияПравить

ДМН обладает высокой токсичностью, особенно для клеток паренхимы печени (гепатотоксичность), и является доказанным канцерогеном для человека. Агентство по охране окружающей среды США (EPA) установило, что максимально допустимая концентрация нитрозодиметиламина в питьевой воде составляет 7 нг/л-1[2].

ПримечанияПравить

  1. 1 2 http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0461.html
  2. Andrzejewski, P.; Kasprzyk-Hordern, B.; Nawrocki, J. (2005). “The hazard of N-nitrosodimethylamine (NDMA) formation during water disinfection with strong oxidants”. Desalination. 176 (1—3): 37—45. DOI:10.1016/j.desal.2004.11.009.