重氮甲烷

重氮甲烷是最簡單的重氮化合物，化學式為CH₂N₂，由德國化學家漢斯·馮·佩希曼（英語：Hans von Pechmann）於1894年發現。它在室溫下是不穩定的黃色有毒氣體，具爆炸性，因此一般均使用它的乙醚溶液。它是實驗室常見的甲基化試劑，但因為在工業上太危險^[3]而被更安全的三甲基矽基重氮甲烷取代了。^[4]

重氮甲烷
IUPAC名 Diazomethane
識別
CAS編號	334-88-3  Y
PubChem	9550
ChemSpider	9176
SMILES	C=[N+]=[N-]
InChI	1/CH2N2/c1-3-2/h1H2
InChIKey	YXHKONLOYHBTNS-UHFFFAOYAZ
ChEBI	73716
KEGG	C19387
性質
化學式	CH2N2
莫耳質量	42.04 g·mol⁻¹
密度	1.45 g·cm−3[1]
熔點	−145 °C[1]
沸點	−23 °C[1]
溶解性（水）	分解[1]
溶解性	可溶於乙醇、乙醚和苯[2]
結構
分子構型	直線形C=N=N骨架
偶極矩	極性
危險性
警示術語	R：R12, R19, R22, R66, R67
安全術語	S：S9, S16, S29, S33
主要危害	有毒、爆炸性
相關物質
相關官能基	疊氮化物 R-N=N=N 偶氮化合物 R-N=N-R
相關化學品	R2CN2 R = Ph、TMS、CF3
若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

製備

實驗室中製取的重氮甲烷的量通常以mmol計，方法是用N-甲基-N-亞硝基對甲苯磺醯胺（Diazald）的二乙二醇二甲醚和乙醚溶液與溫熱的氫氧化鈉水溶液反應，蒸餾提純；^[5] 或以1-甲基-3-硝基-1-亞硝基胍（MNNG）為原料，低溫加入氫氧化鉀水溶液也可得到重氮甲烷。

反應

一般使用的是重氮甲烷的乙醚溶液。它可以進行的反應有：

• 將醯氯轉化為多一個碳的羧酸、酯或醯胺（Arndt-Eistert合成）。反應首先生成重氮酮，氧化銀催化下氮氣離去，生成醯基卡賓，重排得到烯酮，再與水、醇或胺（氨）反應生成羧酸或羧酸衍生物。

• 與醛、酮反應生成多一個碳原子的酮（Buchner-Curtius-Schlotterbeck反應(1885)）。首先發生親核加成，之後也涉及基團的遷移。該反應可用於環酮的擴環，副產物是環氧化合物。

• 光解或熱解生成亞甲基卡賓並放出氮氣，常用作卡賓的來源。

• 甲基化試劑：與羧酸反應生成甲基酯，與酚、β-二酮及β-酮酯的烯醇型生成甲基醚。

• 與鹼性的²H₂O發生氫離子交換，生成氘代的C²H₂N₂。^[6]

檢驗

重氮甲烷的含量可通過兩種方法獲得：一是與一定量且過量的苯甲酸在冷乙醚中反應，剩餘的苯甲酸用基準氫氧化鈉滴定；二是用分光光度法分析重氮甲烷的乙醚溶液，其在410nm處的消光係數為7.2。^{[來源請求]}

相關化合物

參見：重氮化合物

很多重氮甲烷的衍生物也已製得：

• 兩個三氟甲基取代的(CF₃)₂CN₂（沸點為12–13 °C）。^[7]
• 兩個苯基取代的Ph₂CN₂（熔點29–30 °C）。^[8]
• 三甲矽基取代的(CH₃)₃SiCHN₂，已有出售，甲基化效果與重氮甲烷相當。^[9]
• 一個苯基取代的PhC(H)N₂，紅色液體，0.1mmHg時的沸點小於25 °C。^[10]

安全

吸入重氮甲烷，及皮膚或眼部接觸重氮甲烷都是有毒的（TLV 0.2ppm），症狀包括心臟不適、頭痛、身體虛弱、體力不支，嚴重時會致人昏倒。^[11] 重氮甲烷與磨砂玻璃的接口接觸，或加熱至100 °C都可能會發生爆炸，使用時必須小心，避免以上材料的使用。