Kyanamid

Kyanamid
Tautomery kyanamidu
Model molekuly
Obecné
Systematický název	kyanamid
Ostatní názvy	karbamonitril
Funkční vzorec	NH2CN
Sumární vzorec	CN2H2
Vzhled	bezbarvé krystaly[1]
Identifikace
Registrační číslo CAS	420-04-2
EC-no (EINECS/ELINCS/NLP)	205-861-8
PubChem	9864
ChEBI	16698
SMILES	C(#N)N
InChI	InChI=1S/CH2N2/c2-1-3/h2H2
Vlastnosti
Molární hmotnost	42,040 g/mol
Teplota tání	44 °C (317 K)[1]
Teplota varu	83 °C (356 K) (67 Pa) 140 °C (413 K) (2,5 kPa)[1]
Teplota rozkladu	260 °C (533 K)[1]
Hustota	1,282 g/cm^3 (20 °C)[1]
Index lomu	1,4418 (48 °C)[1]
Disociační konstanta pKa	10,3[1]
Rozpustnost ve vodě	85 g/100 ml (25 °C) neomezeně rozpustný (43 °C)[1]
Rozpustnost v polárních rozpouštědlech	rozpustný v acetonu, butanonu, ethylacetátu, ethanolu, chloroformu[1]
Rozpustnost v nepolárních rozpouštědlech	rozpustný v sirouhlíku, nerozpustný v benzenu a cyklohexanu[1]
Tlak páry	0,5 Pa (20 °C)[1]
Ionizační energie	10,65 eV
Termodynamické vlastnosti
Standardní molární spalná entalpie ΔH^°sp	−739 kJ/mol[1]
Entalpie varu ΔHv	1,63 KJ/g[1]
Bezpečnost
GHS02 GHS05 GHS07 [1]
H-věty	H261 H302 H315 H317 H318 H335 H412[1]
P-věty	P201 P202 P261 P264 P270 P271 P273 P280 P281 P301+310 P302+352 P304+340 P305+351+338 P308+313 P311 P312 P321 P322 P330 P332+313 P337+313 P361 P362 P363 P391 P403+233 P405 P501[1]
Teplota vzplanutí	141 °C (414 K)[1]
Není-li uvedeno jinak, jsou použity jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa). Některá data mohou pocházet z datové položky.

Kyanamid je organická sloučenina se vzorcem CN₂H₂. Používá se na výrobu léčiv a dalších organických látek.

Jako kyanamidy se označují také deriváty této sloučeniny, například kyanamid vápenatý (CaCN₂).^[2]

Tautomery a autokondenzace

Protože obsahuje nukleofilní i elektrofilní funkční skupiny, tak kyanamid vstupuje do řady reakcí se sebou samotným. Vytváří dva tautomery, jeden odpovídající vzorci N≡C–NH₂ a druhý se vzorcem HN=C=NH (karbodiimid). Převažujícím tautomerem je N≡C–NH₂, ale do několika reakcí (například silylace) se zapojuje diimidová forma.^[2]

Kyanamid vytváří dimer nazývaný 2-kyanoguanidin (dikyandiamid). K zabránění dimerizaci nebo zpětné přeměně na monomer lze, za nízkých teplot, použít kyseliny. Cyklický trimer se nazývá melamin.^[2]

Výroba

Kyanamid se vyrábí hydrolýzou kyanamidu vápenatého, získávaného Frankovým–Caroovým procesem z acetylidu vápenatého.^[3]

CaCN₂ + H₂O + CO₂ → CaCO₃ + H₂NCN

Reakce a použití

Kyanamid je jednouhlíkatá sloučenina, která může působit jako elektrofil i jako nukleofil. Reaguje se sloučeninami obsahujícími kyselé protony, například s vodou vytváří močovinu, se sulfanem thiomočovinu, a se selanem selenomočovinu:

H₂NCN + H₂E → H₂NC(E)NH₂ (E = O, S, Se)

Obdobně z alkoholů vznikají alkylizomočoviny, z thiolů isothimočoviny, a z aminů guanidiny; tímto způsobem se například vyrábí cimetidin, používaný na léčbu žaludečních vředů. Bifunkcionalitu kyanamidu lze také využít k tvorbě heterocyklických sloučenin, což se využívá při výrobě několika léčiv, jako je aminopyrimidin imatinib, a agrochemikálií amitrolu a hexazinonu. 2-aminoimidazolové struktury, vzniklé reakcemi kyanamidu, mají anthelmintika albendazol, flubendazol, a mebendazol^[2] K léčivům vyráběným z kyanamidu patří rovněž tirapazamin, etravirin, revaprazan, a dasantafil.

Kyanamidový anion se chová jako pseudochalkogen, kyanamid tak může být považován za analog vody či sulfanu.

Dobrým postupem přípravy sekundárních aminů, ve kterých nejsou obsaženy příměsi primárních nebo terciárních aminů, jsou reakce kyanamidu a alkylhalogenidů za vzniku N,N-dialkylkyanamidů, které lze snadno hydrolyzovat na dialkylaminy a následně dekarboxylovat.^[4]

Za přítomnosti N-bromsukcinimidu se kyanamid navazuje na dvojné vazby alkenů. Produkty lze působením zásady přeměnit na N-kyanaziridiny^[5] a cyklizovat na imidazoliny, které mohou dále reagovat za tvorby vicinálních diaminů štěpením v zásaditém prostředí.^[6]

Kyanamid je vhodný i na přípravu heterocyklických sloučenin: reakcí s 1,2-diaminobenzenem tvoří 2-aminobenzimidazol,^[7] spolu s ním vzniká cyklický enamin 4-(cyklohex-1-enyl)morfolin,^[8] a také síra a 2-aminothiazol.^[9]

Dikyanamid sodný lze získat, s dobrou výtěžností a ve vysoké čistotě, z kyanamidu a chlorkyanu,^[10][11] a následně použít na výrobu léčiv.^[12]

Při výrobě kreatinu se vytváří guanidinová skupina reakcí kyanamidu se sarkosinem.:^[13].

Tímto způsobem se lze vyhnout tvorbě nečistot jako jsou kyselina chloroctová, kyselina iminodioctová, a dihydrotriazin, vznikajících při jiných postupech. Obdobně je možné vytvořit guanidinoacetát reakcí kyanamidu a glycinu.

Zemědělská využití

Kyanamid se používá ke stimulaci jednotného otevírání pupenů, vedoucí k časnějšímu rašení listů a rychlejšímu kvetení.

50% vodný roztok kyanamidu se také používá jako dezinfekční prostředek při chovu prasat, protože účinně ničí bakterie rodů salmonella a shigella a likviduje mouchy ve všech fázích vývoje.^[14]

Vliv na životní prostředí

Kyanamid se působením vody rozkládá na močovinu. Houby, například Myrothecium verrucaria, tento rozklad urychlují enzymem nazvaným kyanamidhydratáza.^[15]

Kyanamidová funkční skupina

Jako kyanamidy se označují sloučeniny obsahující kyanamidovou funkční skupinu, R¹R²N-C≡N, kde R¹ a R² může být řada různých skupin. Příkladem může být naftylkyanamid, C₁₀H₇N(CH₃)CN, vytvářený von Braunovou reakcí,^[16] kdy se přeměňují terciární aminy na kyanamidy působením bromkyanu. Kyanamidy, u kterých jsou skupiny R¹ a R² stejné alkyly, se často připravují přímými alkylacemi solí kyanamidů.^[10]

Ve vesmírném prostoru

Kyanamid byl detekován v mikrovlnném emisním spektru molekulárního mračna Sgr B2 jako první v mězihvězdném prostoru nalezená molekula obsahující vazby NCN.^[17]

Bezpečnost

Kyanamid je mírně toxický.^[18] U lidí pracujících s kyanamidem a vystavených této látce byly zaznamenány podráždění dýchací soustavy, kontaktní dermatitida, bolest hlavy, nevolnost, zvracení, nebo průjem.^[18]

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Cyanamide na anglické Wikipedii.

1. https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/9864
2. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Příprava vydání Wiley-VCH. 1. vyd. [s.l.]: Wiley Dostupné online. ISBN 978-3-527-30385-4, ISBN 978-3-527-30673-2. DOI 10.1002/14356007.a08_139.pub2. (anglicky) DOI: 10.1002/14356007. 
3. Frederick Kurzer; Alexander Lawson. Methylisourea Hydrochloride. Organic Syntheses. 1954, s. 67. DOI 10.15227/orgsyn.034.0067. 
4. A. Jonczyk; Z. Ochal; M. Makosza. Reactions of Organic Anions; LXXXV1. Catalytic Two-Phase Alkylation of Cyanamide. Synthesis. 1978, s. 882–883. DOI 10.1055/s-1978-24922. 
5. K. Ponsold; W. Ihn. Die Addition von cyanamid und Halogen an Olefine ein neues Verfahren zur Darstellung von vic.-Halogencyanaminen und Aziridinen. Tetrahedron Letters. 1970, s. 1125–1128. DOI 10.1016/S0040-4039(01)97925-0. PMID 5439242. 
6. Harold Kohn; Sang Hun Jung. New stereoselective method for the preparation of vicinal diamines from olefins and cyanamide. Journal of the American Chemical Society. 1983, s. 4106–4108. DOI 10.1021/ja00350a068. 
7. Stefan Weiss; Horst Michaud; Horst Prietzel; Helmut Krommer. A New, Simple Synthesis of 2-Aminobenzimidazole. Angewandte Chemie International Edition in English. 1973, s. 841. DOI 10.1002/anie.197308411. 
8. S. HÜNIG, E. LÜCKE, W. BRENNINGER. 1-Morpholino-1-Cyclohexene. Org. Synth.. 1961, s. 65. DOI 10.15227/orgsyn.041.0065. Je zde použita šablona {{Citation}} označená jako k „pouze dočasnému použití“.Je zde použita šablona {{OrgSynth}} označená jako k „pouze dočasnému použití“.
9. K. Gewald; H. Spies; R. Mayer. Zur Reaktion von Enaminen mit Schwefel und Cyanamid. Journal für praktische Chemie. 1970, s. 776–779. DOI 10.1002/prac.19703120507. 
10. E. B. Vliet. Diallylcyanamide. Organic Syntheses. 1925, s. 45. DOI 10.15227/orgsyn.005.0045. 
11. Verfahren zur Herstellung von Natrium-Dicyanamid, veröffentlicht am 10. August 2000, Anmelder: SKW Trostberg AG
12. Sodium dicyanamide (Na-dicyanamide) [online]. [cit. 2019-07-01]. Dostupné v archivu pořízeném z originálu dne 2013-05-23. 
13. Deutsche Offenlegungsschrift DE-OS 10 2006 016 227 A1, Offenlegungsdatum: 11. Oktober 2007, Anmelder: Degussa GmbH
14. ALZOGUR [online]. [cit. 2019-07-01]. Dostupné online. 
15. H. Stransky; A. Amberger. Isolierung und eigenschaften einer Cyanamid-hydratase (E.C.-Gruppe 4. 2.1.) aus Myrothecium verrucaria Alb. u. Schw.. Zeitschrift für Pflanzenphysiologie. 1973, s. 74–87. DOI 10.1016/S0044-328X(73)80049-2. 
16. Homer W. J. Cressman. N-Methyl-1-Naphthylcyanamide. Organic Syntheses. 1947, s. 56. DOI 10.15227/orgsyn.027.0056. 
17. B. E. Turner; H. S. Liszt; N. Kaifu; A. G. Kisliakov. Microwave detection of interstellar cyanamide. The Astrophysical Journal. 1975, s. L149. DOI 10.1086/181963. Bibcode 1975ApJ...201L.149T. 
18. L. Schep; W. Temple; M. Beasley. The adverse effects of hydrogen cyanamide on human health: an evaluation of inquiries to the New Zealand National Poisons Centre. Clinical Toxicology. 2009, s. 58–60. DOI 10.1080/15563650802459254. PMID 18951270. 

Externí odkazy

Autoritní data	BNF: cb15009303w (data) GND: 4554829-8 LCCN: sh85035026 NLI: 987007538320105171

Portály: Chemie