二氧化氮 | 10544-72-6

• 分子结构分类: 无机化合物 - 均质非金属化合物 - 其他非金属有机物
• 中文名称: 二氧化氮
• 中文别名: 四氧化二氮
• 英文名称: dinitrogen tetroxide
• 英文别名: dinitrogen tetroxide N2O4, cubic
• CAS: 10544-72-6
• 化学式: N₂O₄
• 分子量: 92.011
• InChiKey: WFPZPJSADLPSON-UHFFFAOYSA-N

物化性质

• 物理描述：
  Nitrogen tetroxide appears as red-brown liquid with a sharp, unpleasant chemical odor. Low-boiling (boiling point 21.15°C) and held as a liquid by compression. Density 1.448 g / cm3. Consists of an equilibrium mixture of brown NO2 (nitrogen dioxide) and colorless N2O4 (dinitrogen tetroxide). Evolves poisonous brown vapors. Cylinders and ton containers may not be equipped with a safety relief device. Prolonged exposure of the containers to fire or heat may result in their violent rupturing and rocketing.
• 颜色/状态：
  Yellow liquid below 22 °C
• 沸点：
  21.15 °C
• 熔点：
  -9.3 °C
• 溶解度：
  Reacts with water
• 密度：
  1.45 g/cu cm at 20 °C
• 蒸汽压力：
  9.04X10+2 mm Hg at 25 °C
• 自燃温度：
  Not flammable (USCG, 1999)
• 分解：
  When heated to decomposition it emits toxic fumes of /nitroxides/.
• 腐蚀性：
  Corrosive liquid
• 汽化热：
  Molar enthalpy of vaporization: 38.12 kJ/mol at 21.15 °C
• 表面张力：
  In contact with vapor 27.5 dynes/cm at 19.8 °C
• 稳定性/保质期：
  四氧化二氮是由二氧化氮叠合而成。其固体、液体及气体均无色。随着温度升高，二氧化氮含量增多，颜色逐渐加深，由褐色变为赤红色。在-10 ℃时，四氧化二氮的密度为1.512 kg/m³。由于分子结构对称，四氧化二氮较为稳定，并可溶于水、二硫化碳等溶剂，但与水仅有限互溶。当温度降至0 ℃时，会形成47％和98％(重量)含量的两层液体，渗合临界温度为67 ℃，此时不再分层，且四氧化二氮的含量达到89% (重量)。易与水反应生成等摩尔硝酸和亚硝酸混合物。当温度升高时，亚硝酸会分解成硝酸和一氧化氮。它是一种强氧化剂，在低温下与氨混合会发生爆炸。此外，四氧化二氮可与许多有机溶剂如酯、醚、酮、腈形成分子加合物，并能腐蚀某些金属(碱金属、碱土金属、锌、镉和汞等)，生成金属盐并释放出一氧化氮。

计算性质

• 辛醇/水分配系数(LogP)：
  0.4
• 重原子数：
  6
• 可旋转键数：
  0
• 环数：
  0.0
• sp3杂化的碳原子比例：
  0.0
• 拓扑面积：
  91.6
• 氢给体数：
  0
• 氢受体数：
  4

ADMET

代谢

摄入一定量的硝酸盐和亚硝酸盐是人类氮循环的正常部分。在适当条件下，硝酸盐可以在胃肠道内转化为亚硝酸盐，显著增加硝酸盐的毒性。硝酸盐的主要代谢途径是转化为亚硝酸盐，然后转化为氨。亚硝酸盐、硝酸盐及其代谢物通过尿液排出体外。

Intake of some amount of nitrates and nitrites is a normal part of the nitrogen cycle in humans. In vivo conversion of nitrates to nitrites can occur in the gastrointestional tract under the right conditions, significantly enhancing nitrates' toxic potency. The major metabolic pathway for nitrate is conversion to nitrite, and then to ammonia. Nitrites, nitrates, and their metabolites are excreted in the urine. (L1137)

来源:Toxin and Toxin Target Database (T3DB)

毒理性

• 毒性总结

硝酸盐的毒性是由于它进入体内后转化为亚硝酸盐。亚硝酸盐导致氧合血红蛋白自催化氧化成过氧化氢和高铁血红蛋白。这种高铁血红蛋白水平的升高被称为高铁血红蛋白血症，其特点是组织缺氧，因为高铁血红蛋白不能结合氧气。

Nitrate's toxicity is a result of it's conversion to nitrite once in the body. Nitrite causes the autocatalytic oxidation of oxyhemoglobin to hydrogen peroxide and methemoglobin. This elevation of methemoglobin levels is a condition known as methemoglobinemia, and is characterized by tissue hypoxia, as methemoglobin cannot bind oxygen. (A2450, L1613)

来源:Toxin and Toxin Target Database (T3DB)

毒理性

• 致癌物分类

无致癌性迹象（未被国际癌症研究机构列名）。

No indication of carcinogenicity (not listed by IARC). (L135)

来源:Toxin and Toxin Target Database (T3DB)

毒理性

• 健康影响

硝酸盐和亚硝酸盐中毒会导致高铁血红蛋白血症。亚硝酸盐可能会导致怀孕并发症和发育影响。它们也可能具有致癌性。

Nitrate and nitrite poisoning causes methemoglobinemia. Nitrites may cause pregnancy complications and developmental effects. They may also be carcinogenic. (L1137)

来源:Toxin and Toxin Target Database (T3DB)

毒理性

• 暴露途径

口服（L1137）；吸入（L1137）

Oral (L1137) ; inhalation (L1137)

来源:Toxin and Toxin Target Database (T3DB)

毒理性

• 症状

硝酸盐和亚硝酸盐中毒导致高铁血红蛋白血症。症状包括发绀、心脏心律不齐和循环衰竭，以及逐渐加重的中枢神经系统（CNS）影响。中枢神经系统的影响可能从轻微的眩晕和乏力到昏迷和抽搐不等。

Nitrate and nitrite poisoning causes methemoglobinemia. Symptoms include cyanosis, cardiac dysrhythmias and circulatory failure, and progressive central nervous system (CNS) effects. CNS effects can range from mild dizziness and lethargy to coma and convulsions. (L1137)

来源:Toxin and Toxin Target Database (T3DB)

安全信息

• 危险品标志：
  T+
• 危险类别码：
  R26
• 危险品运输编号：
  UN 1067 2
• 储存条件：
  储存注意事项：应将储存于阴凉、通风的有毒气体专用库房内，并实行“双人收发、双人保管”制度。远离火种和热源，库温不宜超过30℃。需与易（可）燃物、还原剂及食用化学品分开存放，禁止混储。同时，储存区应配备相应的泄漏应急处理设备。

制备方法与用途

制备方法

精馏法以直接法生产浓硝酸中的液体四氧化二氮为原料，经精馏塔精馏、冷凝器冷凝后即获得液体四氧化二氮。

合成制备方法

同样采用精馏法，直接法生产浓硝酸中的液体四氧化二氮作为原料，经过精馏塔精馏和冷凝器冷凝处理即可得到液体四氧化二氮。

用途简介

1. 四氧化二氮用于工业水处理，作为杀菌消毒剂。也可用作纸浆和纤维的漂白、面粉、油脂、食糖的精炼以及皮革脱毛等。
2. 它是制造硝酸、无水金属盐和硝基配合络合物的重要原料。
3. 在有机化学领域中，四氧化二氮用作氧化剂、硝化剂及丙烯酸酯聚合的抑制剂。
4. 航天与军事工业中，它作为火箭燃料推进剂以及制取炸药的关键材料。
5. 从合成氨尾气中提取氩可以分为两类工艺：一是合成后排放尾气的低温分离技术；二是合成气进入合成塔前的液氮洗涤低温分离。这两种方法均能通过净化、部分冷凝或精馏等手段实现氢氮气、甲烷及氩氮混合物的有效分离，进而制得99.999%纯度的高纯氩。具体包括：
   • 空分法：从空气中提取含氩馏分并通过氩塔提纯，并通过加氢除去粗氩中氧气，再进行精馏脱氮以制备高纯度的氩。
   • 安全性：储存时需与易燃物、还原剂及食用化学品分开存放，避免混合存储。在空气中浓度超标的情况下应佩戴防毒面具。

用途

1. 四氧化二氮用作制造硝酸、无水金属盐和硝基配合络合物的原料，在有机化学中还用作氧化剂、硝化剂以及丙烯酸酯聚合的抑制剂。
2. 在航天与军事工业中，四氧化二氮可用作火箭燃料推进剂及制取炸药。

反应信息

• 作为反应物：
  描述：

  二氧化氮 生成 硝酸
  参考文献：
  名称：

  SHESTOZUB, A. B.;ARUTYUNYAN, V. A.;KARAVAEV, M. M.;TRON, E. T., XIM. PROM-ST,(1990) N, S. 421-423

  摘要：

  DOI：
• 作为产物：
  描述：

  硝酸 生成 二氧化氮
  参考文献：
  名称：

  ARUTYUNYAN, V. A.;ZAVIDKOVA, G. N.;ROMANOV, S. A.;MINIOVICH, V. M., TEOR. OSNOVY PR-BA AZOT. UDOBR., M.,(1988) S. 29-32

  摘要：

  DOI：
• 作为试剂：
  描述：

  2-bromo-7-(2-hydroxyethyl)-3-phenylbenzofuran 、 3-环己烯-1-甲酸 、 溶剂黄146 、 二氧化氮 在 二氧化氮 、 水 、 乙醚 、 碳酸氢钠 、 silica gel 作用下， 以 hexane chloroform 为溶剂， 反应 2.33h， 以provides yellow flakes of 2-(2-nitro-3-phenyl-7-benzofuranyl)ethyl acetate, m.p. 95°-98° C.的产率得到2-(2-nitro-3-phenyl-7-benzofuranyl)ethyl acetate
  参考文献：
  名称：

  Oxy, thio, sulfenyl and sulfonyl derivatives of

  摘要：

  2-硝基-3-苯基苯并呋喃中被一个或两个含有醇或硫醇官能团的衍生物所取代的化合物，具有抗微生物活性。

  公开号：

  US04153716A1

文献信息

• Derivatives of 2-nitrobenzofuran
  申请人：Riker Laboratories, Inc.

  公开号：US04153721A1

  公开（公告）日：1979-05-08

  Compounds wherein 2-nitrobenzofuran is substituted by one or two phenyl groups and certain other substituents which are active as antimicrobial agents, processes for their use and intermediates therefor.

  化合物中2-硝基苯并呋喃被一个或两个苯基取代，以及其他一些取代基，这些化合物作为抗微生物剂具有活性，其使用方法和中间体。
• 3-(N-Imidazolyl)-2-nitrobenzofurans
  申请人：Riker Laboratories, Inc.

  公开号：US04144347A1

  公开（公告）日：1979-03-13

  3-(N-Imidazolyl)-2-nitrobenzofurans, optionally substituted on the benzo ring, which are active as antimicrobial agents and processes for their use.

  3-(N-咪唑基)-2-硝基苯并呋喃，可选择在苯环上取代，作为抗微生物剂活性，并提供其使用的工艺。
• Process for the preparation of unsymmetrically 1,3-disubstituted nitroso
  申请人：——

  公开号：US04150146A1

  公开（公告）日：1979-04-17

  The invention relates to the preparation of unsymmetrically 1,3-disubstituted nitroso ureas from the corresponding N-substituted alkyl-N-nitrosocarbamoyl azide which is reacted with an amine, a diamine, an aminoalcohol, an aminoacid or an aminoacid derivative. The N-nitrosocarbamoyl azide is obtained by reacting the corresponding alkylcarbamoyl azide with nitrogen tetroxide in the cold. The alkylcarbamoyl azide is obtained by reacting the corresponding isocyanate with an alkali metal azide. The invention further relates to novel nitroso ureas obtained thereby, to novel N-substituted alkyl-N-nitrosocarbamoyl azides, and to novel therapeutic compositions containing, as the active ingredient, the novel nitroso ureas.

  该发明涉及从相应的N-取代烷基-N-亚硝基氨基甲酰叠氮化物与胺、二胺、氨基醇、氨基酸或氨基酸衍生物反应制备不对称1,3-二取代亚硝基脲的方法。在低温下将相应的烷基氨基甲酰叠氮化物与四氧化二氮反应获得N-亚硝基氨基甲酰叠氮化物。通过将相应的异氰酸酯与碱金属叠氮化物反应获得烷基氨基甲酰叠氮化合物。该发明还涉及由此获得的新型亚硝基脲、新型N-取代烷基-N-亚硝基氨基甲酰叠氮化物，以及包含新型亚硝基脲作为活性成分的新型治疗组合物。
• Intermediates for 2-nitro-3-phenylbenzofuran alkan(and-en)oic acids
  申请人：Riker Laboratories, Inc.

  公开号：US04153619A1

  公开（公告）日：1979-05-08

  Optionally substituted 2-nitro-3-phenylbenzofuran-alkanoic and -alkenoic acids which are active as antimicrobial agents, processes for their preparation and intermediates therefor are described.

  本文介绍了具有抗微生物活性的2-硝基-3-苯基苯并呋喃-烷酸和-烯酸的可替代选择，以及它们的制备过程和中间体。
• 3-Naphthyl-2-nitrobenzofurans
  申请人：Riker Laboratories, Inc.

  公开号：US04154848A1

  公开（公告）日：1979-05-15

  2-Nitrobenzofurans in which the furan ring is either fused to or substituted by a fused bicyclic system, which are active as antimicrobial agents, processes for their use and intermediates therefor are described.

  本发明涉及2-硝基苯并呋喃，其中呋喃环要么与融合的双环系统相融合，要么被融合的双环系统所取代，这些化合物作为抗微生物剂具有活性，本发明还涉及其使用方法和中间体。