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| 名前 | |
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| IUPAC名
イソシアン酸
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| その他の名前
カルビミド[1]
炭酸イミド | |
| 識別子 | |
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3Dモデル（JSmol）
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| チェビ |
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| ケムスパイダー |
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| ECHA 情報カード | 100.109.068 |
パブケム CID
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| ユニ |
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CompTox ダッシュボード ( EPA )
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| プロパティ | |
| 上院議員 | |
| モル質量 | 43.025 グラムモル−1 |
| 外観 | 無色の液体または気体（沸点は室温付近） |
| 密度 | 1.14 g/cm3 （ 20℃） |
| 融点 | −86 °C (−123 °F; 187 K) [4] |
| 沸点 | 23.5 °C (74.3 °F; 296.6 K) |
| 溶解する | |
| 溶解度 | ベンゼン、トルエン、ジエチルエーテルに可溶 |
| 酸性度（p Ka） | 3.7 [2] |
| 共役酸 | オキソメタニミニウム[3] |
| 共役塩基 | シアネート |
| 危険 | |
| 労働安全衛生（OHS/OSH）： | |
主な危険
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有毒 |
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。
 確認する （何ですか ？）
 インフォボックス参照
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イソシアン酸は、構造式HNCO の化合物で、 H−N=C=Oと表記されることが多い。無色で揮発性があり、有毒な物質で、沸点は23.5 °C である。イソシアン酸は、シアン酸(別名シアノール) ( H−O−C≡N ) の主な互変異性体であり、異性体である。
イソシアン酸の誘導アニオンはシアン酸の誘導アニオンと同じで、[N=C=O] −であり、シアネートと呼ばれる。関連する官能基−N=C=Oはイソシアネートであり、シアネート( −O−C≡N )、フルミネート( −O−N + ≡C − )、ニトリルオキシド( −C≡N + −O − )とは異なります。[5]
イソシアン酸は、1830 年にユストゥス・フォン・リービッヒとフリードリヒ・ヴェーラーによって発見されました。[6]
イソシアン酸は、有機化学と生物学で最も一般的に見られる4つの元素である炭素、水素、窒素、酸素を含む最も単純な安定した化合物です。合成された分子式HOCNの4つの線状異性体のうち、唯一かなり安定しています。他の2つは、シアン酸（シアノール、 H−O−C≡N）と、見つけにくいフルミン酸（H−C≡N + −O −）[7]とイソフルミン酸H−O−N + ≡C −です。[5] [8]
構造
イソシアン酸（HNCO）
原子価結合理論による電子構造はH−N=C=Oと書けるが、振動スペクトルは気相で2268.8cm −1にバンドを持ち、これは炭素-窒素三重結合を示していると言う人もいる。 [9] [10]もしそうだとすれば、標準形H−N + ≡C−O −が主要な共鳴構造である。
しかし、古典的な振動解析では、Colthupら[11]やNIST Chemistry WebBook [12]によれば、2268.8 cm −1は非対称N=C=O伸縮振動であることが示され、対応する対称N=C=O伸縮振動（赤外線では弱いが、ラマンでは強い）は1327 cm −1であると報告されています。これらの古典的な割り当てに基づくと、振動スペクトルデータを説明するために、N原子とO原子が完全に帯電した状態を呼び出す必要はありません。
シアン酸（HOCN）
酸素原子がプロトン化されたシアン酸（HOCN）として知られる互変異性体は、イソシアン酸と約3%平衡状態にある。[要出典] [疑わしい–議論]振動スペクトルは、窒素原子と炭素原子の間に三重結合が存在することを示している。[13]
プロパティ
- HNCO ⇌ H + + NCO −
- HNCO + H 2 O → CO 2 + NH 3
イソシアン酸の希薄溶液はエーテルや塩素化炭化水素などの不活性溶媒中で安定である。[14]
高濃度では、イソシアン酸はオリゴマー化して三量体の シアヌル酸とポリマーのシアメリドを生成します。これらの種は通常、液相または気相の反応生成物から簡単に分離できます。
イソシアン酸はアミンと反応して尿素（カルバミド）を生成します。
- HNCO + RNH 2 → RNHC(O)NH 2
この反応はカルバミル化と呼ばれます。
HNCO は、ビニルエーテルなどの電子豊富な二重結合に付加して、対応するイソシアネートを生成します。
イソシアン酸（HNCO）はルイス酸であり、 25℃の四塩化炭素溶液中で多数の塩基と1：1で会合した際の自由エネルギー、エンタルピー、エントロピーの変化が報告されている。 [15] HNCOの受容体特性はECWモデルで他のルイス酸と比較される。
HNCOを含む固体を低温で光分解すると、シアン酸H−O−C≡N（シアン酸水素とも呼ばれる）という互変異性体が生成されます。 [16]純粋なシアン酸は単離されておらず、イソシアン酸がすべての溶媒で優勢な形態です。[14]参考書に記載されているシアン酸の情報は、実際にはイソシアン酸のものである場合があります。[要出典]
準備
イソシアン酸は、シアン酸カリウムなどの塩から、塩化水素ガスまたはシュウ酸などの酸によってシアン酸アニオンをプロトン化することによって作ることができます。[17]
HNCOは三量体シアヌル酸の高温熱分解によっても生成されます。
フリードリヒ・ヴェーラーによる有名な尿素合成の逆のやり方で、
イソシアン酸が生成され、急速に三量化してシアヌル酸になります。
発生
イソシアン酸は多くの種類の星間環境で検出されている。[8]
イソシアン酸はスモッグやタバコの煙など様々な形態の煙にも存在し、質量分析法で検出されており、水に溶けやすく肺に健康上のリスクをもたらす。[18]
参照
参考文献
- ^ シアナミドにもこの名前があり、こちらの方が体系的に正しい。
- ^ ab Pettit, Gwyneth; Pettit, Leslie. 「SC-Database」（独自のデータベース）。 Timble, Yorks: Academic Software — 独自の実行可能ファイル経由。
- ^ 「オキソメタニミニウム | CH2NO | ChemSpider」www.chemspider.com . 2019年1月27日閲覧。
- ^ プラディオット・パトナイク『無機化学ハンドブック』マグロウヒル、2002年、ISBN 0-07-049439-8
- ^ ab William R. Martin および David W. Ball (2019)：「高エネルギー材料としての小さな有機雷酸化合物。アセチレン、エチレン、アレンの雷酸化合物」。Journal of Energetic Materials、第31巻、第7号、70-79ページ。doi : 10.1080 /07370652.2018.1531089
- ^ リービッヒ、J.;ヴェーラー、F. (1830)。 「ウンタースチュンゲン・ユーバー・ダイ・シアンゾウレン」。アン。物理学。20 (11): 394。ビブコード:1830AnP....96..369L。土井：10.1002/andp.18300961102。
- ^ Kurzer, Frederick (2000). 「有機化学の歴史におけるフルミン酸」. Journal of Chemical Education . 77 (7): 851–857. Bibcode :2000JChEd..77..851K. doi :10.1021/ed077p851.
- ^ ab Donghui Quan、Eric Herbst、Yoshihiro Osamura、Evelyne Roueff (2010)：「さまざまな星間環境におけるイソシアン酸 (HNCO)、シアン酸 (HOCN)、フルミン酸 (HCNO)、イソフルミン酸 (HONC) のガス粒子モデリング」The Astrophysical Journal、第 725 巻、第 2 号、ページdoi :10.1088/0004-637X/725/2/2101
- ^ 中本、パートA、p 190
- ^ テレス、ホアキン・エンリケ;マイヤー、ギュンター。アンデス・ヘス、B.シャード、ローレンス J.ウィネウィッサー、マンフレッド。ウィンネウィッサー、ブレンダ P. (1989)。 「CHNO異性体」。ケミッシェ ベリヒテ。122 (4): 753–766。土井：10.1002/cber.19891220425。
- ^ Colthup, Norman B.; Daly, Lawrence H.; Wiberley, Stephen E. (1990). 赤外線およびラマン分光法入門. Academic Press (Elsevier). ISBN 978-0-12-182554-6。
- ^ 「イソシアン酸」。米国国立標準技術研究所（米国商務省）。2023年4月20日閲覧。
- ^ Teles, Joaquim Henrique; Maier, Günther; Andes Hess, B.; Schaad, Lawrence J.; Winnewisser, Manfred; Winnewisser, Brenda P. (1989). 「CHNO異性体」. Chem. Ber . 122 (4): 1099–0682. doi :10.1002/cber.19891220425.
- ^ ab AS Narula、K. Ramachandran「イソシアン酸」、Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis、2001年、John Wiley & Sons、ニューヨーク。doi :10.1002/047084289X.ri072m 記事オンライン掲載日：2001年4月15日。
- ^ Nelson, J. (1970) イソシアン酸の水素結合錯体：赤外スペクトルと熱力学測定 Spectrochimica Acta Part A: Molecular Spectroscopy 26,109-120.
- ^ Jacox, ME; Milligan, DE (1964). 「HNCO および DNCO の光分解における中間体の低温赤外線研究」. Journal of Chemical Physics . 40 (9): 2457–2460. Bibcode :1964JChPh..40.2457J. doi :10.1063/1.1725546.
- ^ Fischer, G.; Geith, J.; Klapötke, TM; Krumm B. (2002). 「イソシアン酸の合成、特性および二量化研究」(PDF) . Z. Naturforsch . 57b (1): 19–25. doi :10.1515/znb-2002-0103. S2CID 37461221.
- ^ Preidt, Robert. 「煙に含まれる化学物質が健康リスクをもたらす可能性」MyOptumHealth . AccuWeather . 2011年9月14日閲覧。