DMF 沸点、密度和主要物理特性
二甲基甲酰胺物理和化学性质的完整参考指南
📋 目录
1 📊 快速-参考属性摘要
下表汇总了最常引用的物理和化学特性N,N-二甲基甲酰胺(DMF,CAS 68-12-2)。除非另有说明,数值均在 25 度/1 个大气压下给出。
| 财产 | 价值 | 单元 | 健康)状况 |
|---|---|---|---|
| 沸点 | 153 | 程度 | 1 个大气压 |
| 熔点 | −61 | 程度 | 1 个大气压 |
| 闪点 | 58 | 度数(闭杯) | 宾斯基-马丁斯 |
| 密度 | 0.944 | 克/毫升 | 25度 |
| 分子量 | 73.09 | 克/摩尔 | - |
| 蒸气压 | 3.7 | 毫米汞柱 | 25度 |
| 粘度 | 0.92 | cP (毫帕·秒) | 25度 |
| 表面张力 | 35.2 | 毫牛/米 | 25度 |
| 介电常数 (ε) | 37.1 | - | 25度 |
| 折射率 (nD) | 1.4305 | - | 20度 |
| 比热 (Cp) | 1.50 | J/(g·K) | 25度 |
| 汽化潜热 | 46.9 | 千焦耳/摩尔 | 在BP |
| 偶极矩 | 3.82 | D(德拜) | 液体 |
| 水混溶性 | 完全混溶 | - | 所有比例 |
| 自-点火温度 | 445 | 程度 | 1 个大气压 |
2 🌡️ 沸点 - 数据、压力依赖性和过程影响
DMF 沸点153 度(307 华氏度)在标准大气压 (760 mmHg) 下。这种相对较高的沸点是 DMF 分子之间强偶极-偶极相互作用的直接结果,由高极性酰胺 C=O 基团(偶极矩 ≈ 3.82 D)驱动。
减压下的沸点
在工业溶剂回收和药物纯化中,DMF 通常通过以下方式去除:真空蒸馏减少产品的热应力并最大限度地降低分解风险。下表给出了常见减压下的近似沸点。
| 压力(毫米汞柱) | 沸点(度) | 典型应用 |
|---|---|---|
| 760(1 个大气压) | 153 | 常压蒸馏,标准工艺 |
| 100 | ~111 | 对温度-敏感的聚合物进行温和的真空剥离 |
| 20 | ~76 | 医药原料药干燥、旋转蒸发仪 |
| 5 | ~52 | 高-真空去除热-不稳定化合物 |
| 1 | ~27 | 接近-环境真空剥离 |
✅ 高沸点工艺优势
- 无需回流压力即可在 100–140 度下进行反应
- 较慢的蒸发减少了工人在露天搬运期间的暴露
- 允许延长反应时间而不损失溶剂
- 兼容涂料的高温-烘箱-固化
💡 需要考虑的流程挑战
- 完全去除需要真空蒸馏或长时间的干燥周期
- 与水形成共沸物(bp ~152 度,~25 wt% H2O) - 简单的常压蒸馏无法完全干燥湿 DMF
- 与低-bp溶剂相比,溶剂回收的能源成本更高
3 ⚖️ 密度和比重
DMF 的密度为25 度时为 0.944 克/毫升,使其稍微比水轻(1.000 克/毫升)。它比许多常见的有机溶剂(如甲苯 (0.867 g/mL) 或乙酸乙酯 (0.902 g/mL))密度更大,但比氯化溶剂(如 DCM (1.325 g/mL))更轻。
密度与温度
DMF 密度随温度升高而线性降低。准确的密度值对于罐体积计算、泵选择和浓度测定非常重要。
| 温度(度) | 密度(克/毫升) | 比重(相对于 4 度的 H2O) |
|---|---|---|
| 0 | 0.9730 | 0.973 |
| 20 | 0.9487 | 0.949 |
| 25 | 0.9440 | 0.944 |
| 40 | 0.9286 | 0.929 |
| 60 | 0.9090 | 0.909 |
💡 工程注意事项:计算储罐中 DMF 的质量时,请始终应用温度-校正密度。 20 度的 1000 升 IBC 中大约含有948.7公斤DMF,而不是根据 25 度参考密度计算出的 944 千克。
4 🧊🔥 熔点和闪点
🧊熔点:-61度
DMF 在所有商业相关温度下都保持液态,包括寒冷的-气候储存环境。其熔点为−61 度(−78 华氏度)意味着即使在北极物流条件下也不会结冰。
✅ 储存或运输时无需防冻。与所有气候条件下的标准非加热仓储兼容。
🔥 闪点:58度(闭杯)
DMF 被分类为易燃液体,类别 3符合 GHS(闪点 23-60 度范围)。联合国编号:2265。包装组别:三、.
⚠️ 远离明火、火花和热表面。在存储区域使用防爆-电气设备。
可燃性范围
| 范围 | 价值 | 含义 |
|---|---|---|
| 闪点(闭杯) | 58度 | 如果存在火源,蒸气会在 58 度以上点燃 |
| 自-点火温度 | 445度 | 在非常热的表面(例如管道保温层)上存在自燃风险- |
| 爆炸下限 (LEL) | 空气中 2.2% v/v | LEL传感器报警阈值;密闭-空间风险 |
| 爆炸上限 (UEL) | 空气中 15.2 % v/v | 广泛的易燃范围-密切监控 |
5 💨 蒸气压与温度
DMF 有一个25 度时蒸气压低至 3.7 mmHg- 远低于丙酮 (231 mmHg)、乙酸乙酯 (97 mmHg) 甚至甲苯 (29 mmHg)。这种低挥发性是一个双刃剑。-它限制了正常处理过程中空气中的暴露,但也意味着残留的 DMF 在没有加热或真空的情况下很难去除。
| 温度(度) | 蒸气压(毫米汞柱) | 蒸气压 (kPa) |
|---|---|---|
| 0 | 0.6 | 0.08 |
| 20 | 2.7 | 0.36 |
| 25 ★ | 3.7 | 0.49 |
| 40 | 8.3 | 1.11 |
| 60 | 20.7 | 2.76 |
| 80 | 46.0 | 6.13 |
⚠️ 职业卫生注意事项:尽管DMF在室温下蒸气压较低,但长时间暴露在通风不良的地方会导致累积吸入和皮肤吸收。由于 DMF 很容易被皮肤吸收,仅靠空气监测不足以保证手套的完整性,必须同时加强皮肤保护。
6 🌊 粘度和表面张力
动态粘度与温度
| 温度(度) | 粘度(cP) |
|---|---|
| 0 | 1.38 |
| 20 | 0.92 |
| 25 ★ | 0.86 |
| 40 | 0.65 |
| 60 | 0.48 |
为什么粘度对于涂料很重要
粘度仅为0.86–0.92 厘泊在环境温度下,DMF 是可用的较低-高-沸点溶剂之一。对于涂料和油墨配方,这意味着:
- ✅ 优异的颜料和树脂润湿性
- ✅ 在基材上具有良好的流动性和流平性
- ✅ 实现高-固体配方,而不会过度增加粘度
- ✅ 与标准涂层施工设备兼容(辊涂、刀涂、喷涂)
🔬 表面张力:25 度时为 35.2 mN/m。低于水 (72 mN/m),但高于大多数碳氢化合物。对金属和聚合物表面具有良好的基材润湿性,无需共溶剂或表面活性剂。-
7 🔬 极性、介电常数和折射率
极性是 DMF 作为溶剂最重要的商业特性。它是介电常数 (ε) 为 37.1使其稳居高-极性非质子溶剂之列,远高于 THF (7.6) 或甲苯 (2.4) 等常见溶剂,并且接近乙腈 (36.6)。
| 极性参数 | DMF值 | 它的实际意义是什么 |
|---|---|---|
| 介电常数 (ε) | 37.1 | 优异的溶解离子化合物和高极性聚合物的能力 |
| 偶极矩 | 3.82 D | 强永久偶极子;主导的分子间相互作用是偶极子-偶极子 |
| 极性指数 (P') | 6.4 | 斯奈德极性量表;对于 HPLC 流动相选择很有用 |
| 紫外线截止 | 268纳米 | 不适合作为 268 nm 以下的 UV- 透明 HPLC 溶剂;使用 HPLC/GC 级进行分析工作 |
| 折射率 (nD²⁰) | 1.4305 | 通过折光法进行标准 QC 身份/纯度检查 |
✅ 质量控制提示:折射率测量是对传入的 DMF 批次进行快速、可靠的纯度检查。纯 DMF 的 nD²⁰=1.4305. 偏差超过 ±0.0005 可能表明水污染或不符合规格的材料,并应触发进一步的 GC 或卡尔费休分析。
8 🌡️ 热性质:比热、潜热和分解
比热 (Cp)
1.50 J/g·K
25度时
汽化潜热
46.9 kJ/摩尔
在沸点
分解温度
>170度
产生 DMA + CO
分解与稳定性
DMF 在正常使用条件下具有热稳定性。然而,以上大约170度特别是在强酸、强碱或路易斯酸催化剂存在下,会发生水解和分解。主要分解产物是二甲胺 (DMA)和一氧化碳 (CO),两者都存在毒性和气味问题。
- ⚠️ 避免在没有充分通风的情况下将 DMF 与强无机酸(HCl、H2SO₄)一起加热
- ⚠️ 即使在中等温度下,与浓氢氧化钠接触也会加速水解
- ⚠️分解气味(鱼胺味)是DMA形成的警告信号-立即通风
- ✅ 环境温度正常无水储存下,DMF无限期稳定
💡 蒸馏安全:切勿在强碱或路易斯酸残留物存在的情况下将 DMF 蒸馏至完全干燥。罐中的浓缩分解产物会产生有毒的二氧化碳气体并导致压力增大。-始终留下残留的鞋跟并仔细监控锅的温度。
9 ⚗️ DMF 与普通溶剂的-边-边-边比较
使用此表可以对比其他常用的极性非质子溶剂来评估 DMF,并确定最适合您的应用的溶剂。
| 溶剂 | 血压(度) | 密度(克/毫升) | 介电常数 (ε) | 粘度(cP) | 蒸气压(毫米汞柱) | 质子? |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 二甲基甲酰胺★ | 153 | 0.944 | 37.1 | 0.92 | 3.7 | ❌ 非质子传递 |
| 二甲基亚砜 | 189 | 1.100 | 46.7 | 2.00 | 0.6 | ❌ 非质子传递 |
| 二甲基丙烯酸甲酯 (DMAC) | 165 | 0.937 | 37.8 | 0.93 | 1.3 | ❌ 非质子传递 |
| 硝基苯磺酸 | 202 | 1.028 | 32.2 | 1.67 | 0.3 | ❌ 非质子传递 |
| 乙腈 (MeCN) | 82 | 0.786 | 36.6 | 0.37 | 89 | ❌ 非质子传递 |
| 四氢呋喃 | 66 | 0.889 | 7.6 | 0.48 | 162 | ❌ 非质子传递 |
| 甲醇 | 65 | 0.791 | 33.0 | 0.54 | 127 | ✅ 质子 |
💡 关键见解:DMF 提供最佳组合高介电常数, 低粘度, 和中等沸点属于极性非质子溶剂。 DMSO 具有较高的介电常数,但粘度更大且更难去除。 NMP 的毒性比 DMF 低,但也更难去除(沸点 202 度)。就性能而言,DMAc 是最接近的替代品。
10 ❓ 常见问题解答
Q1·DMF的沸点是多少?
DMF 沸点153 度(307 华氏度)在大气压力 (760 mmHg) 下。在真空下,它会在较低的温度下沸腾:20 mmHg 时约为 76 度,可用于去除药物残留溶剂而不发生热降解。
Q2 · DMF 的密度是多少(g/mL)?
DMF的密度为25 度时为 0.944 克/毫升,或大约20 度时为 0.949 克/毫升。它比水轻 (1.000 g/mL),如果溢出,将漂浮在水面上 - 与溢出遏制设计相关。
Q3·DMF的闪点是多少?
DMF的闪点为58 度(136 华氏度)通过闭-杯法 (Pensky-Martens)。这将 DMF 归类为 GHS 第 3 类易燃液体。其储存和处理必须远离明火、火花源和热表面。
Q4 · DMF 比水重还是轻?
二甲基甲酰胺是比水轻,25 度时比重约为 0.944(水=1.000)。然而,DMF 是与水完全混溶以所有比例,因此它不会形成单独的层 -,而是与水均匀混合。
Q5·DMF在室温下的蒸气压是多少?
25度时,DMF的蒸气压为3.7毫米汞柱(0.49 kPa)。与大多数常见有机溶剂相比,该值较低,这意味着 DMF 在室温下蒸发缓慢。然而,这种低挥发性并不能消除封闭或通风不良空间中的吸入风险。
Q6 · DMF 在寒冷气候下有冰点/熔点问题吗?
否。DMF 熔点为−61 度(−78 华氏度),因此它在全球所有正常储存和运输条件下都保持液态。即使在北欧或北美冬季环境中,也无需加热储存或防冻。
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