硝基甲烷

硝基甲烷（化學式：CH₃NO₂）是最簡單的有機硝基化合物。室溫下為無色油狀有微弱芳香氣味的透明液體，有較大的極性，可燃，有毒，具爆炸性。可作燃料。它可以和乙醇、丙酮、乙醚混溶，是一種良好的溶劑和萃取劑。同時由於硝基α-氫具有較強的活性，故硝基甲烷也是化工和有機合成中的常見原料，用於製取藥物、殺蟲劑、炸藥、染料和纖維等。

硝基甲烷
硝基甲烷 硝基甲烷
IUPAC名 nitromethane
別名	一硝基甲烷
識別
CAS號	75-52-5  Y
PubChem	6375
ChemSpider	6135
SMILES	C[N+]([O-])=O
InChI	1/CH3NO2/c1-2(3)4/h1H3
InChIKey	LYGJENNIWJXYER-UHFFFAOYAW
ChEBI	77701
RTECS	PA9800000
KEGG	C19275
性質
化學式	CH3NO2
摩爾質量	61.04 g·mol⁻¹
外觀	無色透明油狀液體
密度	1.138 g/cm³（液）
熔點	−29 °C (244.15 K)
沸點	100–103 °C (373-376 K)
溶解性（水）	~ 10 g/100 mL
pKa	10.2
黏度	0.61 mPa·s，25 °C
危險性
H-術語	H203, H226, H301, H331, H351
P-術語	P210, P261, P280, P304+340, P312, P370+378, P403+233
主要危害	可燃性，有毒
NFPA 704	3 2 4
閃點	35 °C
相關物質
相關硝基化合物	硝基乙烷
相關化學品	亞硝酸甲酯、硝酸甲酯
若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

製備

工業上採取硝酸氣相（350-450°C）硝化丙烷的方法製取硝基甲烷及其他低級的硝基化合物，比如硝基乙烷、1-硝基丙烷和2-硝基丙烷等。反應為放熱反應，自由基機理，中間體是烷基亞硝酸酯均裂產生的CH₃CH₂CH₂O·類型的自由基。它們大多不穩定，容易發生C-C鍵的斷裂，故反應得到一硝基化合物以及低級硝基化合物的混合物。^[1]

此外，甲烷/乙烷氣相硝化法、氯乙酸鈉與亞硝酸鈉水溶液反應（方程式見下）、硫酸二甲酯與亞硝酸鈉反應等方法都可以製得硝基甲烷。由於這些反應物都是易得的化工原料，故硝基甲烷很容易製取，用途也很廣泛。

ClCH₂COONa + NaNO₂ + H₂O → CH₃NO₂ + NaCl + NaHCO₃

粗硝基甲烷冷卻至凝固點以下，得到的固體用冷乙醚洗滌，再經蒸餾，便得到純品。^[2]

用途

硝基甲烷在有機合成中為一碳合成子。受硝基吸電子效應的影響，碳上的氫具有酸性，可以與鹼作用去質子化。生成的碳負離子可以與醛發生1,2-加成，生成β-羥基硝基化合物，若失水則生成硝基烯烴。這個反應稱為Henry反應。作為親核碳負離子的給體，硝基甲烷也可以和α,β-不飽和羰基化合物在鹼催化下發生共軛加成，稱為Michael加成反應。

硝基甲烷的衍生物包括三氯硝基甲烷（氯化苦）、三溴硝基甲烷、四硝基甲烷、三硝基甲烷等。常用的緩衝液Tris，即「三羥甲基氨基甲烷」，就是由三羥甲基硝基甲烷經還原得到的。

參考資料

1. Sheldon B. Markofsky 「Nitro Compounds, Aliphatic」 Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2002 by Wiley-VCH, Wienheim, 2002. DOI: 10.1002/14356007.a17_401.
2. Coetzee, J. F. and Chang, T. H. Recommended Methods for the Purification of Solvents and Tests for Impurities: Nitromethane (PDF). Pure Appl. Chem. 1986, 58: 1541–1545 [2008-10-25]. doi:10.1351/pac198658111541. （原始內容存檔 (PDF)於2016-08-20）.