Диметилнитрозамин, также N-нитрозодиметиламин — азоторганическое соединение, первый представитель диалкилнитрозаминов, является довольно распространённым канцерогеном, обладает сильным гепатоканцерогенным и гепатотоксичным воздействием. Контаминант.
| 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 |
| Термические свойства | Температура |
| • плавления | -50 °C |
| • кипения | 151 °C |
| Давление пара | 3 ± 1 мм рт.ст. |
| Химические свойства | Растворимость |
| • в воде | 29 г/100 мл |
| Классификация | |
| Рег. номер CAS | 62-75-9 |
| PubChem | 6124 |
| Рег. номер EINECS | 200-549-8 |
| SMILES |
CN(C)N=O
|
| InChI |
1S/C2H6N2O/c1-4(2)3-5/h1-2H3
UMFJAHHVKNCGLG-UHFFFAOYSA-N
|
| RTECS | IQ0525000 |
| ChEBI | 35807 |
| Номер ООН | 3382 |
| ChemSpider | 5894 |
| Безопасность | |
| ЛД50 | 37 мг/кг (мыши, перорально) |
| Токсичность | высокотоксичен, проявляет сильную гепатотоксичность и гепатоканцерогенность. |
| Пиктограммы ECB |   |
Физико-химические свойства
Желтая маслянистая жидкость со сладким вкусом.
Синтез
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. 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 > NOCl + H2O
Нитрозирующие агенты в порядке убывания своей активности могут быть расположены в ряд:
NO+ > H2ONO+ > NOCl > 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. 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.
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 в широком интервале рН. Однако действие аскорбиновой кислоты ограничено только гидрофильной средой. В гидрофобных средах рекомендуется использовать токоферолы и другие полифенолы.
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. Мочевина и сульфаминовая кислота также дезактивируют нитрозирующие агенты. Эффективным способом дезактивации нитрозирующих агентов является связывание их в неактивные диазосоединения по реакции диазотирования первичных ароматических аминов.
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. К таким соединениям относятся гетероциклические и ароматические соединения, замещенные мочевины и уретаны. В реакциях перенитрозирования эффективны также нитрозопиперазины.
Токсикология
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.
