五氧化二氮 | 10102-03-1

• 分子结构分类: 无机化合物 - 均质非金属化合物 - 非金属氧阴离子化合物
• 中文名称: 五氧化二氮
• 英文名称: dinitrogen pentoxide
• 英文别名: nitrous pentoxide；Nitrogen pentoxide；nitro nitrate
• CAS: 10102-03-1
• 化学式: N₂O₅
• 分子量: 108.01
• InChiKey: ZWWCURLKEXEFQT-UHFFFAOYSA-N

物化性质

• 熔点：
  30°
• 沸点：
  bp760 47.0°; bp100 7.0°; bp10 -20°
• 密度：
  d15 2.05
• 溶解度：
  溶于氯仿；微溶于ctc
• 稳定性/保质期：
  白色的晶体，略高于室温就容易升华。它易溶于氯仿，在四氯化碳中溶解较差。粗制的五氧化二氮在氯仿中的溶液可在-20℃下储存一周而不发生过度分解。

计算性质

• 辛醇/水分配系数(LogP)：
  0.7
• 重原子数：
  7
• 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：
  101
• 氢给体数：
  0
• 氢受体数：
  5

ADMET

毒理性

• 副作用

高铁血红蛋白血症 - 血液中高铁血红蛋白含量增加；该化合物被归类为继发性毒性效应 慢性支气管炎 - 慢性支气管炎是指持续咳嗽和咳痰，每年至少持续3个月，连续两年以上。（美国胸科学会） 中毒性肺炎 - 由于吸入金属烟雾或有毒气体和蒸气引起的肺部炎症。 纤维生成性 - 引发组织损伤和纤维化（疤痕）。

Methemoglobinemia - The presence of increased methemoglobin in the blood; the compound is classified as secondary toxic effect Chronic Bronchitis - Chronic bronchitis is persistent coughing and production of phlegm for at least 3 months out of the year for at least two successive years. (American Thoracic Society). Toxic Pneumonitis - Inflammation of the lungs induced by inhalation of metal fumes or toxic gases and vapors. Fibrogenic - Inducing tissue injury and fibrosis (scarring).

来源:Haz-Map, Information on Hazardous Chemicals and Occupational Diseases

制备方法与用途

生产方法

制法： [ 2HNO_3 + P_2O_5 \rightarrow N_2O_5 + 2HPO_3 ]

取一个500 mL的三颈烧瓶，一头连接氧气和臭氧入口（通过浓硫酸洗瓶和安全瓶后进入臭氧发生器再与三颈烧瓶相连），另一头依次与接收器、捕集器和气泡计数器相连。

将100 g冷冻的无色浓硫酸（密度：1.5 g/cm³）放入三颈烧瓶中，暂时断开接收器，通入氧气10分钟。然后在继续通入氧气的情况下，将烧瓶浸入干冰酒精浴中使硝酸冻结成固体（这一步非常重要）。重新接上接收器，并将接收器也浸入干冰酒精浴中。继续通氧气几分钟，估计整个系统中的潮湿空气排尽后，打开三颈烧瓶的中间塞子，迅速撒布约125 g五氧化二磷在凝固的硝酸表面，然后塞紧瓶塞并启动臭氧发生器。

移去三颈烧瓶下面的干冰浴，换成室温下的水浴。随着硝酸慢慢熔化，液化的部分与大量过量的五氧化二磷反应。待剧烈反应平息后，迅速搅拌反应物，等待反应再次平静。随后将水浴温度缓缓升至40℃，保持数小时直到反应完全。除掉水浴，并让臭氧化过的氧气再流经反应物1 h 或更长时间。最终可获得约42 g产物。

反应信息

• 作为反应物：
  描述：

  五氧化二氮 在 丙酮 作用下， 生成 一氧化二氮
  参考文献：
  名称：

  Busse, W. F.; Daniels, F., Journal of the American Chemical Society, 1927, vol. 49, p. 1263 - 1268

  摘要：

  DOI：
• 作为产物：
  描述：

  氧化亚氮 在 臭氧 作用下， 生成 五氧化二氮
  参考文献：
  名称：

  Brewer, A. K., Journal of the American Chemical Society, 1924, vol. 46, p. 1412

  摘要：

  DOI：
• 作为试剂：
  描述：

  1-(5-amino-1H-tetrazol-1-yl)methyl-2-methoxydiazene 1-oxide 在 五氧化二氮 作用下， 以 乙腈 为溶剂， 以87 %的产率得到2-methoxy-1-[(5-nitroamino-1H-tetrazol-1-yl)methyl]diazene-1-oxide
  参考文献：
  名称：

  2-甲氧基-1-四唑基甲基二氮烯1-氧化物衍生物的合成

  摘要：

  合成了带有额外爆炸基团的 2-甲氧基-1-四唑基甲基二氮烯 1-氧化物的新衍生物。适当的氨基四唑与三硝基甲烷在多聚甲醛存在下反应生成三硝基乙胺衍生物，这些氨基四唑用五氧化二氮硝化生成硝胺。

  DOI：

  10.1007/s11172-024-4249-z

文献信息

• Photofragmentation of Nitryl Chloride in the Ultraviolet Regime and Vacuum Ultraviolet Regime
  作者：J. Plenge、R. Flesch、M. C. Schürmann、E. Rühl

  DOI：10.1021/jp0044330

  日期：2001.5.1

  corresponding to the photon energy range 11.3 eV ≤ E ≤ 22.5 eV), where pulsed radiation is used to excite the neutral molecule in the gas phase. The neutral photolysis products that are formed upon UV photolysis are subsequently probed by photoionization mass spectrometry by using time-correlated tunable laser-produced plasma VUV radiation. UV-pump/VUV-probe experiments allow us to identify two primary photolysis

  在紫外 (UV) (λ = 240 nm 和 λ = 308 nm) 和真空紫外 (VUV) 区域 (55 nm ≤ λ ≤ 110 nm, 对应于光子能量范围) 报道了硝基氯 (ClNO2) 的光分解11.3 eV ≤ E ≤ 22.5 eV），其中脉冲辐射用于激发气相中的中性分子。随后通过使用时间相关的可调谐激光产生的等离子体 VUV 辐射通过光电离质谱法探测在 UV 光解时形成的中性光解产物。UV 泵/VUV 探针实验使我们能够识别 λ = 308 nm 处的两个主要光解通道：(i) Cl + NO2 和 (ii) O + ClNO。原子产物形成的初级量子产率由两个通道的光电离实验推导出来：γ308 nm(Cl) = 0.93 ± 0.10，和 γ308 nm(O) = 0.07 ± 0.01。在 λ = 240 nm 处，Cl 形成 (N(Cl)) 的产率相对于 O 形成 (N(O))
• Kinetic Study of the Gas Phase Reactions of a Series of Alcohols with the NO₃ Radical
  作者：Alberto Moreno、M. Sagrario Salgado、M. Pilar Martín、Ernesto Martínez、Beatriz Cabañas

  DOI：10.1021/jp305682h

  日期：2012.10.25

  The rate coefficients for the reaction of NO3 radical with 2-butanol, 3-methyl-2-butanol, and 2,3-dimethyl-2-butanol were determined using relative rate technique in a 50 L glass pyrex photoreactor using in situ FT-IR spectroscopy at room temperature and a pressure of 350–670 Torr. The rate coefficient for the reaction of 2-methyl-2-butanol with NO3 radical was also determined using, in this case, GC/MS

  使用相对速率技术在原位FT的50 L玻璃派热克斯光反应器中使用相对速率技术确定NO 3自由基与2-丁醇，3-甲基-2-丁醇和2,3-二甲基-2-丁醇反应的速率系数-IR光谱在室温和350-670 Torr的压力下。在这种情况下，还使用GC / MS确定2-甲基-2-丁醇与NO 3自由基反应的速率系数。计算的速率系数（以cm 3分子–1 s –1为单位）为（2.51±0.42）×10 –15，（3.06±0.52）×10 –15，（2.67±0.3）×10 –15和（ 1.57±0.16）×10 –15， 分别。结果表明，该反应通过NO 3自由基对醇的初始H-吸收而发生，并且NO 3相对于附接于叔碳的H原子比附接于仲碳或伯碳的H原子更具反应性。还讨论了与它们的同源结构烷烃有关的结果，并与其他大气氧化剂的反应性进行了比较。对所考虑反应的大气相关性进行了评估，认为它们是潜在的臭氧发生器，对全球变
• Relative Reaction Rates of HCHO, HCDO, DCDO, H¹³CHO, and HCH¹⁸O with OH, Cl, Br, and NO₃ Radicals
  作者：Karen L. Feilberg、Matthew S. Johnson、Claus J. Nielsen

  DOI：10.1021/jp048329k

  日期：2004.9.1

  important tool for tracing the atmospheric path of gaseous species, and for this purpose, characterization of the isotope effects in the loss processes for formaldehyde is needed. The main loss pathways for formaldehyde in the atmosphere are photolysis and reactions with the radical species of OH, Cl, Br, and NO3. In this study, the kinetic isotope effects in the reactions of five different isotopomers

  甲醛 (HCHO) 是对流层中碳氢化合物光化学氧化的主要中间体。同位素分析是追踪气态物质的大气路径的重要工具，为此，需要表征甲醛损失过程中的同位素效应。甲醛在大气中的主要损失途径是光解以及与自由基物质 OH、Cl、Br 和 NO3 的反应。在本研究中，在 298 ± 2 K 和 1013 ± 10 mbar 的相对速率实验中研究了五种不同的甲醛同位素异构体 (HCHO) 与 OH、Cl、Br 和 NO3 自由基反应中的动力学同位素效应。DCDO、HCDO、H13CHO 和 HCH18O 与四种自由基的反应速率是在烟雾室中使用长程 FTIR 检测相对于 H2CO 进行测量的。使用来自 HITRAN 数据库的测量的高分辨率红外光谱和横截面，通过非线性最小二乘光谱拟合方法分析实验数据。这 ...
• Study of the pressure dependence of the rate constant of the reaction of NO3 with NO2
  作者：Yukio Nakano、Kengo Sadamori、Yuichi Hosho、Takashi Ishiwata

  DOI：10.1016/j.cplett.2011.07.060

  日期：2011.9

  resolved cavity ring-down spectroscopy to a kinetic study of the reaction of NO3 with NO2 in 20–700 Torr of N2 diluent at 298 and 283 K. By fitting the data to Troe’s expression with Fc = 0.6, the low-pressure and high-pressure limiting rate constants of this reaction were determined to be k1low(298 K) = (3.1 ± 0.8) × 10−30 cm6 molecule−2 s−1 and k1high(298 K) = (1.6 ± 0.3) × 10−12 cm3 molecule−1 s−1. These

  我们将时间分辨腔衰荡光谱应用于在298和283 K的N 2稀释剂的20–700 Torr中NO 3与NO 2的反应动力学。通过将数据与Troe的表达式拟合，F c  = 0.6 ，确定该反应的低压和高压极限速率常数为k1low （298 K）=（3.1±0.8）×10 -30  cm 6 分子-2  s -1和k1high （298 K）=（ 1.6±0.3）×10 -12  cm 3 分子-1  s -1。这样确定的这些速率常数比NASA / JPL数据库中建议的速率常数大10–40％。
• Promotional effect of spherical alumina loading with manganese-based bimetallic oxides on nitric-oxide deep oxidation by ozone
  作者：Fawei Lin、Zhihua Wang、Jiaming Shao、Dingkun Yuan、Yong He、Yanqun Zhu、Kefa Cen

  DOI：10.1016/s1872-2067(17)62860-2

  日期：2017.7

  formation rate with less ozone injection and leakage. A series of monometallic catalysts (manganese, cobalt, cerium, iron, copper, and chromium) as prepared by the sol-gel method were tested. The manganese oxides achieved an almost 80% conversion efficiency at an ozone (O 3 )/NO molar ratio of 2.0 in 0.12 s. The crystalline structure and porous parameters were determined. The thermodynamic reaction threshold

  摘要 一氧化氮 (NO) 通过臭氧与湿法洗涤一起深度氧化成五氧化二氮 (N 2 O 5 ) 已成为工业锅炉中去除氮氧化物 (NO x ) 的一项有前途的技术。引入催化剂以提高N 2 O 5 形成速率，同时减少臭氧注入和泄漏。测试了通过溶胶-凝胶法制备的一系列单金属催化剂（锰、钴、铈、铁、铜和铬）。在臭氧 (O 3 )/NO 摩尔比为 2.0 时，锰氧化物在 0.12 秒内实现了近 80% 的转换效率。确定了晶体结构和多孔参数。NO 转化为 N 2 O 5 的热力学反应阈值是氧化，O 3 /NO 摩尔比为 1.5。选择球形氧化铝作为实现阈值的载体，这被认为通过增加表面积和气固接触时间来提高催化活性。在锰氧化物的基础上，引入了铈、铁、铬、铜和钴作为促进剂。与锰/球形氧化铝相比，铈和铁提高了深度氧化效率，出口 NO + 氮氧化物低于 50 mg/m 3，O 3 /NO 摩尔比下残留臭氧低于 25