Formamid
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- Formamid
| Strukturformel | ||||||||||
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| Allgemeines | ||||||||||
| Name | Formamid | |||||||||
| Andere Namen |
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| Summenformel | CH3NO | |||||||||
| Kurzbeschreibung |
farblose bis gelbliche geruchlose Flüssigkeit[1] | |||||||||
| Externe Identifikatoren/Datenbanken | ||||||||||
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| Eigenschaften | ||||||||||
| Molare Masse | 45,04 g·mol−1 | |||||||||
| Aggregatzustand |
flüssig | |||||||||
| Dichte |
1,13 g·cm−3[1] | |||||||||
| Schmelzpunkt |
2 °C[1] | |||||||||
| Siedepunkt |
210 °C[1] | |||||||||
| Dampfdruck |
3 Pa (20 °C)[1] | |||||||||
| Löslichkeit |
vollständig mischbar mit Wasser[1] | |||||||||
| Sicherheitshinweise | ||||||||||
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| Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. | ||||||||||
Formamid ist das Amid der Ameisensäure und das einfachste Carbonsäureamid.
Herstellung
Großtechnisch wird Formamid durch Umsetzung von Kohlenmonoxid mit Ammoniak hergestellt.[3] Hierbei reagiert zunächst das Kohlenmonoxid mit Methanol zu Ameisensäuremethylester. Dieses wird anschließend mit Ammoniak umgesetzt, wobei das freiwerdende Methanol zur ersten Reaktionsstufe zurückgeführt wird.
Formamid kann in kleinen Mengen bei der Produktion von Amphetamin anfallen.
Eigenschaften
Physikaliche Eigenschaften
Bei Raumtemperatur liegt die Substanz als farb- und geruchlose Flüssigkeit vor. Sie ist hygroskopisch und wirkt als Löse- und Reduktionsmittel.
Chemische Eigenschaften
Formamid ist bei Temperaturen oberhalb 185 °C instabil.[4] Bei 185 °C spaltet es rein thermisch (ohne Katalysatoren) in Kohlenmonoxid, Kohlendioxid und Ammoniak, ohne dass Blausäure nachgewiesen wird. Bei 220 °C ist die Bildung von Ammoniak verstärkt, während sich Blausäure ebenfalls bildet. Mit zunehmender Temperatur nimmt die Bildung von Ammoniumcarbonat, Ammoniumhydrogencarbonat und Ammoniumcarbamat zu, wobei Letzteres besonders leicht aus wasserfreiem Ammoniak mit Kohlendioxid gebildet wird. Bei längerer thermischen Belastung bildet sich ein schwarzer, unlöslicher Feststoff, der identisch mit polymerer Blausäure ist und aus dem Purin isoliert werden konnte.[4] Dieses Polymer (Rückstand) bildet ab 360 °C ebenfalls Blausäure sowie Isocyansäure. Außerdem bildet sich aus Formamid Isocyanursäure durch thermische Belastung.
Zur Herstellung von Blausäure aus Formamid durch Abspaltung von Wasser werden Katalysatoren verwendet, die die erwünschte Reaktion beschleunigen, während die thermische Spaltung, die zu unerwünschten Produkten führt, verdrängt wird. Hierfür sind Metalloxide geeignet,[5] beispielsweise Edelstahl.[6]
Vorkommen
Formamid ist das einfachste Amid und ubiquitär im Universum vorhanden.[7] Es wurde in den Kometen Hale-Bopp und Hyakutake sowie im galaktischen Zentrum von Sagittarius A* und generell in der interstellaren Materie nachgewiesen.
Verwendung
Formamid wird hauptsächlich durch Reaktion mit Schwefelsäure zur industriellen Synthese von Ameisensäure und Ammoniumsulfat verwendet. Weiterhin wird es in der Formamid-Vakuum-Synthese durch Pyrolyse zu Cyanwasserstoff verarbeitet. Es wird zudem als Zwischenprodukt für die Herstellung von Arzneistoffen und Fungiziden, etwa von Theophyllin oder Theobromin oder als Katalysator in Carbonylierungs-Reaktionen eingesetzt.[8]
Formamid ist ein häufig verwendetes Lösungsmittel, etwa für Lacke, bestimmte Polymere und Beize sowie Tinte in Filzstiften.[8]
Wichtigster Produzent für Formamid ist die BASF mit einer Produktionskapazität von 100.000 Tonnen pro Jahr (Stand 1998), der Großteil des produzierten Formamides wird direkt am Ort der Herstellung weiterverarbeitet.[8]
Einzelnachweise
- ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 Eintrag zu Formamid in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA (JavaScript erforderlich).
- ↑ 2,0 2,1 Referenzfehler: Es ist ein ungültiger
<ref>-Tag vorhanden: Für die Referenz namensESISwurde kein Text angegeben. - ↑ Hans-Jürgen Arpe; Industrielle Organische Chemie: Bedeutende Vor- und Zwischenprodukte; ISBN 978-3-527-31540-6, S. 49.
- ↑ 4,0 4,1 Cataldo, F., Lilla, E., Usrini, O., Angelini, G.: TGA-FT_IR-Study of pyrolysis of poly(hydrogen cyanide) synthesized from thermal decomposition of formamide. Implications in cometary emmisions. In: Journal of Analysis and Applied Pyrolysis 87/2010 S. 34–44
- ↑ US-Patent 2,042,451
- ↑ US-Patent 7,294,326
- ↑ Saladino R., et al., Formamide and the origin of life, Phyisics of Life Reviews 9 (2012) 84-104
- ↑ 8,0 8,1 8,2 Hansjörg Bipp, Heinz Kieczka: Formamides. In: Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley-VCH, Weinheim 2012, doi:10.1002/14356007.a12_001.pub2.