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 無水ヒドラジン
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| 名前 | |||
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| IUPAC名
ヒドラジン[2]
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| 体系的なIUPAC名
ディアザン[2] | |||
| その他の名前
ジアミン[1]
テトラヒドリド二窒素( N - N ) ジアミドゲン | |||
| 識別子 | |||
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3Dモデル（JSmol）
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| 3DMet |
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| 878137 | |||
| チェビ |
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| チェムBL |
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| ケムスパイダー |
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| ECHA 情報カード | 100.005.560 | ||
| EC番号 |
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| 190 | |||
| ケッグ |
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| メッシュ | ヒドラジン | ||
パブケム CID
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| RTECS番号 |
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| ユニ |
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| 国連番号 | 2029 | ||
CompTox ダッシュボード ( EPA )
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| プロパティ | |||
| 窒素2水素4 | |||
| モル質量 | 32.0452グラム/モル | ||
| 外観 | 無色、発煙、油状の液体[3] | ||
| 臭い | アンモニア様[3] | ||
| 密度 | 1.021グラム/ cm3 | ||
| 融点 | 2 °C; 35 °F; 275 K | ||
| 沸点 | 114 °C; 237 °F; 387 K | ||
| 混和性[3] | |||
| ログP | 0.67 | ||
| 蒸気圧 | 1 kPa（30.7℃） | ||
| 酸性度（p Ka） | 8.10 ( [N 2 H 5 ] + ) [4] | ||
| 塩基度(p K b ) | 5.90 | ||
| 共役酸 | ヒドラジニウム | ||
屈折率( n D )
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1.46044 (22℃) | ||
| 粘度 | 0.876 cp | ||
| 構造 | |||
| 北に三角錐 | |||
| 1.85D [5] | |||
| 熱化学 | |||
標準モル
エントロピー ( S ⦵ 298 ) |
121.52 J/(K·モル) | ||
標準生成エンタルピー (Δ f H ⦵ 298 ) |
50.63 kJ/モル | ||
| 危険 | |||
| GHSラベル: | |||
    
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| 危険 | |||
| H226、H301、H311、H314、H317、H331、H350、H410 | |||
| P201、P261、P273、P280、P301+P310、P305+P351+P338 ... | |||
| NFPA 704 (ファイアダイヤモンド) | |||
| 引火点 | 52 °C (126 °F; 325 K) | ||
| 24～270 °C (75～518 °F; 297～543 K) | |||
| 爆発限界 | 1.8～100% | ||
| 致死量または濃度（LD、LC）： | |||
LD 50 (平均投与量)
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59～60 mg/kg（ラット、マウス経口投与）[6] | ||
LC 50 (中央濃度)
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260 ppm（ラット、4時間） 630 ppm（ラット、1時間） 570 ppm（ラット、4時間） 252 ppm（マウス、4時間）[7] | ||
| NIOSH（米国健康暴露限界）： | |||
PEL (許可)
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TWA 1 ppm (1.3 mg/m 3 ) [皮膚] [3] | ||
REL (推奨)
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カルシウム 0.03 ppm (0.04 mg/m 3 ) [2時間] [3] | ||
IDLH（差し迫った危険）
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カルシウム[50ppm] [3] | ||
| 安全データシート（SDS） | 0281 の検索結果 | ||
| 関連化合物 | |||
その他の陰イオン
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テトラフルオロ ヒドラジン 過酸化水素ジホスファン 四ヨウ 化二リン | ||
その他の陽イオン
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有機ヒドラジン | ||
関連するバイナリアザネス
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アンモニア トリアザン | ||
関連化合物
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ジアゼン トリアゼン テトラゼン ジホスフェン | ||
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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ヒドラジンは、化学式N 2 H 4の無機化合物です。単純な窒素原子水素化物で、アンモニアのような臭いを持つ無色の可燃性液体です。ヒドラジンは、例えばヒドラジン水和物( N 2 H 4 · x H 2 O )のように溶液で取り扱われない限り、非常に危険です。
ヒドラジンは主にポリマーフォームの製造における発泡剤として使用されていますが、医薬品や農薬の原料、宇宙船の推進のための長期貯蔵可能な推進剤としての用途もあります。さらに、ヒドラジンはさまざまなロケット燃料に使用され、エアバッグに使用されるガス原料の製造にも使用されます。ヒドラジンは、腐食を減らすために溶存酸素の濃度を制御するための酸素除去剤として、原子力発電所と従来型発電所の両方の蒸気サイクルで使用されています。 [8] 2000年の時点で、ヒドラジン水和物（重量比で64％のヒドラジン水溶液に相当）は世界中で年間約12万トン製造されていました。[9][アップデート]
ヒドラジンは、ヒドラジンの1つ以上の水素原子を有機基に置き換えることによって得られる有機物質の一種です。[9]
語源
命名法は二価の形式で、水素原子の存在を示す接頭辞hydr-と、窒素を意味するフランス語azoteに由来する-az-で始まる接尾辞が用いられます。
アプリケーション
ガス発生装置と推進剤
ヒドラジンの最大の用途は発泡剤の原料としてである。具体的な化合物としては、アゾジカルボンアミドやアゾビスイソブチロニトリルなどがあり、これらは原料1グラムあたり100～200mLのガスを生成する。関連用途では、エアバッグのガス発生剤であるアジ化ナトリウムは、亜硝酸ナトリウムとの反応によりヒドラジンから生成される。[9]
ヒドラジンは、ケレスやベスタへのドーン計画などの宇宙船に搭載される長期貯蔵可能な推進剤としても使用され、また、大型産業用ボイラーで使用される水の溶存酸素濃度を下げ、pHを制御するためにも使用されています。F -16戦闘機、ユーロファイター タイフーン、[10]スペースシャトル、U-2偵察機は、エンジンが停止した場合に備えて、ヒドラジンを緊急始動システムの燃料として使用しています。[11]
農薬や医薬品の原料
ヒドラジンは、いくつかの医薬品や農薬の原料です。これらの用途では、多くの場合、ヒドラジンをピラゾールやピリダジンなどの複素環式化合物に変換します。市販されている生理活性ヒドラジン誘導体の例には、セファゾリン、リザトリプタン、アナストロゾール、フルコナゾール、メタザクロル、メタミトロン、メトリブジン、パクロブトラゾール、ジクロブトラゾール、プロピコナゾール、硫酸ヒドラジン、[12]ジイミド、トリアジメホン、[9]およびジベンゾイルヒドラジンがあります。
ヒドラジン化合物は、殺虫剤、殺ダニ剤、殺線虫剤、殺菌剤、抗ウイルス剤、誘引剤、除草剤、または植物成長調整剤の有効成分として効果的である可能性がある。 [13]
小規模、ニッチ、研究
イタリアの触媒製造会社 Acta (化学会社) は、燃料電池で水素の代わりにヒドラジンを使用することを提案しています。ヒドラジンを使用する主な利点は、 (高価な)白金触媒を必要とせずに、同様の水素セルよりも200 m W /cm 2以上多く生成できることです。[14]燃料は室温で液体であるため、水素よりも簡単に取り扱い、保管できます。ヒドラジンを炭素-酸素二重結合カルボニルで満たされたタンクに保管すると、燃料が反応してヒドラゾンと呼ばれる安全な固体を形成します。次にタンクを温水で洗い流すと、液体のヒドラジン水和物が放出されます。ヒドラジンの起電力は 1.56 Vで、水素の 1.23 V よりも高くなっています。ヒドラジンはセル内で分解して窒素と水素を形成し、これが酸素と結合して水を放出します。[14]ヒドラジンはアリス・チャルマーズ社が製造した燃料電池に使用されており、1960年代には宇宙衛星に電力を供給した燃料電池も含まれていた。
実験用のバルク装填式液体燃料砲の標準的な推進剤は、63%のヒドラジン、32%の硝酸ヒドラジン、5%の水の混合物である。上記の推進剤混合物は、最も予測可能で安定したものの1つであり、発射中の圧力プロファイルは平坦である。不発は通常、不十分な点火によって引き起こされる。不発後の砲弾の動きにより、より大きな点火表面積を持つ大きな泡が発生し、ガス生成速度が速いため、非常に高い圧力が発生し、時には壊滅的な砲身破損（爆発）を引き起こすことがある。[15] 1991年1月から6月にかけて、米国陸軍研究所は、電熱化学推進プログラムとの関連性の可能性について、初期のバルク装填式液体燃料砲プログラムの見直しを実施した。[15]
アメリカ空軍（USAF）は、ジェネラル・ダイナミクス社のF-16「ファイティング・ファルコン」戦闘機とロッキード社のU-2「ドラゴン・レディ」偵察機を使用する作戦で、70%ヒドラジンと30%水の混合物であるH-70を定期的に使用している。シングルジェットエンジンのF-16は、エンジンがフレームアウトした場合に緊急電力と油圧を供給する緊急動力装置（EPU）にヒドラジンを使用する。油圧または電力が失われた場合、EPUは自動的に、またはパイロットのコントロールによって手動で起動し、緊急飛行制御を提供する。シングルジェットエンジンのU-2は、失速した場合に飛行中にエンジンを再始動するための非常に信頼性の高い方法を提供する緊急始動システム（ESS）にヒドラジンを使用する。[16]
ロケット燃料
ヒドラジンは、第二次世界大戦中に初めてロケット燃料の成分として使用されました。重量比30%の混合物で、メタノール57% （ドイツ空軍ではM-Stoffと呼称）と水13%で構成され、ドイツではC-Stoffと呼ばれていました。 [17]この混合物はメッサーシュミットMe163Bロケット推進戦闘機の動力源として使用され、この戦闘機ではドイツの高性能過酸化物T-Stoffが酸化剤として使用されていました。混合されていないヒドラジンはドイツではB-Stoffと呼ばれ、後にV-2ミサイルのエタノール/水燃料にもこの名称が使用されました。[18]
ヒドラジンは、宇宙船の操縦（RCS/反応制御システム）スラスタ用の低出力一元推進剤として使用され、スペースシャトルの補助動力装置（APU）の動力源としても使用されました。さらに、一元推進剤ヒドラジン燃料ロケットエンジンは、宇宙船の最終降下時によく使用されます。このようなエンジンは、 1970年代のバイキング計画着陸船や、火星着陸船フェニックス（2008年5月）、キュリオシティ（2012年8月）、パーセビアランス（2021年2月）で使用されました。
ヒドラジンと赤色発煙硝酸（HNO 3 + N 2 H 4 ）の混合物は、ソビエト宇宙計画中に液体ロケット燃料として使用され、その非常に危険な性質から「悪魔の毒」として知られるようになりました。 [19]
すべてのヒドラジン一元推進剤エンジンでは、ヒドラジンは高表面積アルミナ（酸化アルミニウム）に担持されたイリジウム金属などの触媒を通過し、以下の3つの反応に従ってアンモニア（NH 3）、窒素ガス（N 2）、水素（H 2）ガスに分解されます。[20]
- 反応1: N 2 H 4 → N 2 + 2 H 2
- 反応2: 3 N 2 H 4 → 4 NH 3 + N 2
- 反応3: 4 NH 3 + N 2 H 4 → 3 N 2 + 8 H 2
最初の 2 つの反応は極めて発熱性が高く(触媒室は数ミリ秒で 800 °C に達することがある[21] )、少量の液体から大量の高温ガスを生成するため[22]、ヒドラジンは真空比推力が約 220 秒とかなり効率的なスラスタ推進剤となる。 [23]反応 2 は最も発熱性が高いが、生成される分子の数は反応 1 よりも少ない。反応 3 は吸熱性であり、反応 2 の効果を反応 1 のみの効果 (低温、分子数の増加) に戻す。触媒構造は、反応 3 で解離するNH 3の割合に影響する。ロケットスラスタには高温が望ましく、反応で大量のガスを生成する場合は分子数が多いことが望ましい。[24]
ヒドラジンは 2 °C 未満では固体であるため、軍事用途の汎用ロケット推進剤としては適していません。ロケット燃料として使用されるヒドラジンの他の変種には、モノメチルヒドラジン、CH 3 NHNH 2（別名 MMH、融点 -52 °C）と、非対称ジメチルヒドラジン、(CH 3 ) 2 NNH 2（別名 UDMH、融点 -57 °C）があります。これらの誘導体は、二成分ロケット燃料で使用され、多くの場合、四酸化二窒素、N 2 O 4と一緒に使用されます。ヒドラジンと UDMH の重量比 50:50 の混合物は、アポロ司令船と機械船のサービス推進システムのエンジン、アポロ月着陸船とタイタン II ICBMの上昇エンジンと下降エンジンの両方で使用され、アエロジン 50として知られています。[17]これらの反応は非常に発熱性であり、燃焼は自己燃焼性（外部からの点火がなくても燃焼が始まる）でもある。[25]
架空の小説『オデッセイ』 （長編映画化もされた）では、主人公がイリジウム触媒を使って余剰のヒドラジン燃料から水素ガスを分離し、それを燃やして生き残るための水を生成する。
欧州連合（EU）全域でヒドラジンが禁止される可能性があることから、航空宇宙業界ではヒドラジンの代替品を見つける取り組みが進行中である。[26] [27] [28]有望な代替品には亜酸化窒素ベースの推進剤の組み合わせがあり、開発は民間企業のドーン・エアロスペース、インパルス・スペース、[29]およびランチャーによって主導されている。[30]宇宙で飛行した最初の亜酸化窒素ベースのシステムは、 2021年にD-オービットのION衛星キャリアに搭載され、6つのドーン・エアロスペースB20スラスタを使用したものである。[31] [32]
職業上の危険
健康への影響
ヒドラジンへの曝露経路としては、経皮、眼、吸入、摂取などが考えられる。[33]
ヒドラジンへの暴露は、皮膚の炎症/接触性皮膚炎および灼熱感、目/鼻/喉の炎症、吐き気/嘔吐、息切れ、肺水腫、頭痛、めまい、中枢神経系の抑制、無気力、一時的な失明、発作および昏睡を引き起こす可能性がある。また、暴露は肝臓、腎臓および中枢神経系の臓器障害を引き起こす可能性がある。[33] [34]ヒドラジンは、最初の暴露後にヒドラジン誘導体に対する交差感作の可能性がある強力な皮膚感作物質として文書化されている。[35]上記の職業上の使用に加えて、ヒドラジンへの暴露は、タバコの煙からも少量発生する可能性がある。[34]
ヒドラジンの発がん性に関する米国の公式ガイドラインはまちまちだが、一般的には発がん性がある可能性が認められている。国立労働安全衛生研究所 (NIOSH) は、ヒドラジンを「職業上の潜在的な発がん性物質」として挙げている。国立毒性プログラム (NTP) は、ヒドラジンが「ヒトに対する発がん性物質であることが合理的に予測される」としている。米国産業衛生専門家会議 (ACGIH) は、ヒドラジンを「動物に対する発がん性物質であることが確認されているが、ヒトとの関連性は不明」と評価している。米国環境保護庁 (EPA) は、ヒドラジンを「動物実験の証拠に基づくと、ヒトに対する発がん性物質である可能性が高い」と評価している。[36]
国際がん研究機関 (IARC) は、ヒドラジンを「2A - おそらくヒトに対して発がん性がある」と評価しており、ヒドラジン曝露と肺がんの間には正の相関が認められている。[37]職業上のヒドラジン曝露に関するコホート研究および横断研究に基づき、米国科学・工学・医学アカデミーの委員会は、ヒドラジン曝露と肺がんの関連性を示唆する証拠があるが、他の部位のがんとの関連性を示す証拠は不十分であると結論付けた。[38]欧州委員会の職業曝露限界に関する科学委員会(SCOEL) は、ヒドラジンを発がん物質「グループ B - 遺伝毒性発がん物質」に分類している。委員会が引用した遺伝毒性メカニズムは、ヒドラジンが内因性ホルムアルデヒドと反応して DNA メチル化剤を形成することを示している。[39]
ヒドラジン曝露に関連する緊急事態が発生した場合、NIOSHは汚染された衣服を直ちに脱ぎ、皮膚を石鹸と水で洗い、目への曝露の場合はコンタクトレンズを外し、少なくとも15分間目を水で洗い流すことを推奨しています。また、 NIOSHはヒドラジン曝露の可能性がある人は、できるだけ早く医師の診察を受けることを推奨しています。[33]曝露後の検査や医療画像診断に関する具体的な推奨事項はなく、医学的検査は症状の種類と重症度によって異なります。世界保健機関（WHO）は、肺や肝臓への損傷の可能性に特に注意しながら、曝露の可能性に対して対症療法を行うことを推奨しています。過去のヒドラジン曝露症例では、ピリドキシン（ビタミンB6 ）治療が奏効した例が記録されています。[35]
職業暴露限界
- NIOSH推奨曝露限界（REL）：0.03 ppm（0.04 mg/m 3）2時間上限[36]
- OSHA許容暴露限界（PEL）：1 ppm（1.3 mg/m 3）8時間加重平均[36]
- ACGIH閾値（TLV）：0.01 ppm（0.013 mg/m 3）8時間加重平均[36]
ヒドラジンの臭気閾値は3.7ppmであるため、作業者がアンモニアのような臭いを嗅ぐことができる場合は、暴露限度を超えている可能性があります。ただし、この臭気閾値は大きく異なるため、潜在的に危険な暴露を判断するために使用すべきではありません。[40]
航空宇宙関係者については、米国空軍は米国科学アカデミー毒性委員会が作成した緊急被ばくガイドラインを使用している。これは一般大衆の非日常的な被ばくに利用されており、短期公衆緊急被ばくガイドライン (SPEGL) と呼ばれている。職業上の被ばくには適用されない SPEGL は、一般大衆の予測できない単発の短期緊急被ばくに対する許容ピーク濃度として定義され、作業員の生涯でまれにしか起こらない被ばくを表している。ヒドラジンの場合、1 時間の SPEGL は 2 ppm、24 時間の SPEGL は 0.08 ppm である。[41]
取り扱いと医療監視
ヒドラジンの完全な監視プログラムには、生物学的モニタリング、医療スクリーニング、罹患率/死亡率情報の体系的な分析が含まれるべきである。CDCは、監督者と労働者に監視の概要と教育を提供することを推奨している。ヒドラジンが目、皮膚、肝臓、腎臓、造血器系、神経系、呼吸器系の機能に及ぼす潜在的な影響に特に焦点を当てて、配置前および定期的な医療スクリーニングを実施すべきである。[33]
ヒドラジンに使用される一般的な管理には、プロセスの密閉、局所排気装置、個人用保護具（PPE）などがあります。[33]ヒドラジンPPEのガイドラインには、非浸透性の手袋と衣類、間接通気の飛沫防止ゴーグル、フェイスシールド、場合によっては呼吸器が含まれます。[40]ヒドラジンの取り扱いに呼吸器を使用することは、労働者の曝露を制御する方法として最後の手段であるべきです。呼吸器が必要な場合は、適切な呼吸器の選択とOSHAガイドラインに準拠した完全な呼吸器保護プログラムを実施する必要があります。[33]
米空軍職員については、空軍労働安全衛生（AFOSH）基準48-8の添付資料8で、ミサイル、航空機、宇宙船システムにおけるヒドラジンへの職業上の暴露に関する考慮事項が検討されている。暴露対応に関する具体的なガイダンスには、緊急時のシャワーと洗眼所の義務化、防護服の汚染除去プロセスなどが含まれる。このガイダンスでは、適切なPPE、従業員のトレーニング、医療監視、緊急対応に関する責任と要件も割り当てられている。[41]ヒドラジンの使用を必要とする米空軍基地では、通常、ヒドラジンの安全な使用と緊急対応に関する現地の要件を規定する特定の基地規則がある。
分子構造
ヒドラジンH 2 N−NH 2は、 2つの窒素原子間の単結合でつながった2つのアミン基NH 2 を含む。各N−NH 2サブユニットはピラミッド型である。自由分子の構造は、ガス電子回折およびマイクロ波分光法によって決定された。N–N単結合長は1.447(2) Å (144.7(2) pm )、NH距離は1.015(2) Å、NNH角は106(2)°と112(2)°、HNH角は107°である。[42]分子は、ねじれ角91(2)°（NN結合を含む平面とHNH角の二等分線との間の二面角）のゴーシュ配座を採用している。回転障壁はエタンの2倍である。これらの構造特性は、歪んだ背斜配座をとり、強い回転障壁も 受けるガス状過酸化水素の構造特性に似ています。
固体ヒドラジンの構造はX線回折によって決定された。この相ではNN結合の長さは1.46Åで、最も近い非結合距離は3.19、3.25、3.30Åである。[43]
合成と製造
ヒドラジン生産のための多様な合成経路が開発されている。[9]重要なステップはN -N単結合の生成である。多くの経路は、塩素酸化剤を使用する（そして塩を生成する）経路と、使用しない経路に分けられる。
過酸化物からのオキサジリジンによるアンモニアの酸化
ヒドラジンは、ケトン触媒を用いてアンモニアと過酸化水素から合成することができ、この方法は過酸化物法（ペシネイ・ユジン・クールマン法、アトフィナ・PCUKサイクル、ケタジン法とも呼ばれる）と呼ばれる。[9]反応式は次のようになる。[44]
- 2 NH 3 + H 2 O 2 → N 2 H 4 + 2 H 2 O
この経路では、まずケトンとアンモニアが縮合してイミンが得られ、これが過酸化水素によって酸化されて炭素、酸素、窒素を含む3員環のオキサジリジンが得られる。次に、オキサジリジンをアンモニアで処理してヒドラゾンを得る。この過程で窒素-窒素単結合が形成される。このヒドラゾンはさらに1当量のケトンと縮合する。
得られたアジンは加水分解されてヒドラジンとなり、ケトンであるメチルエチルケトンが再生されます。
他のほとんどのプロセスとは異なり、このアプローチでは副産物として塩は生成されません。[45]
塩素系酸化
1907年に初めて発表されたオリン・ラシヒ法は、ケトン触媒を使用せずに次亜塩素酸ナトリウム（多くの漂白剤の有効成分）とアンモニアからヒドラジンを生成する。この方法は、モノクロラミンとアンモニアの反応を利用してN -N単結合と塩化水素副産物を生成する：[12]
- NH 2 Cl + NH 3 → N 2 H 4 + HCl
ラシヒ法に関連して、尿素はアンモニアの代わりに酸化される。ここでも次亜塩素酸ナトリウムが酸化剤として働く。反応は次の通りである：[46]
- (NH 2 ) 2 CO + NaOCl + 2 NaOH → N 2 H 4 + H 2 O + NaCl + Na 2 CO 3
このプロセスは大量の副産物を生成し、主にアジアで実施されています。[9]
バイエルケタジン法は過酸化水素法の前身です。この方法では、過酸化水素の代わりに次亜塩素酸ナトリウムを酸化剤として使用します。他の次亜塩素酸ベースの方法と同様に、この方法ではヒドラジン1当量に対して塩1当量が生成されます。[9]
反応
酸塩基挙動
ヒドラジンは一水和物 N 2 H 4 ·H 2 Oを形成し、その密度は無水形態のN 2 H 4 (1.021 g/cm 3 )よりも高い(1.032 g/cm 3 )。ヒドラジンはアンモニアに匹敵する塩基性(アルカリ性)の化学的性質を持つ: [47]
- N 2 H 4 + H 2 O → [N 2 H 5 ] + + OH −、K b = 1.3 × 10 −6、p K b = 5.9
（アンモニアの場合K b = 1.78 × 10 −5）
二プロトン化は困難である：[48]
- [N 2 H 5 ] + + H 2 O → [N 2 H 6 ] 2+ + OH −、K b = 8.4 × 10 −16、p K b = 15
極めて強い塩基やアルカリ金属にさらされると、脱プロトン化されたヒドラジド塩が生成される。そのほとんどは空気や湿気にさらされると爆発する。[49]
酸化還元反応
理想的には、酸素中でヒドラジンを燃焼させると窒素と水が生成されます。
- N 2 H 4 + O 2 → N 2 + 2 H 2 O
酸素が過剰になると、一酸化窒素や二酸化窒素などの窒素酸化物が発生します。
- N 2 H 4 + 2 O 2 → 2 NO + 2 H 2 O
- N 2 H 4 + 3 O 2 → 2 NO 2 + 2 H 2 O
酸素（空気）中のヒドラジンの燃焼熱は19.41MJ/kg（8345BTU/lb）である。[50]
ヒドラジンは、副産物が通常窒素ガスと水であるため、便利な還元剤です。この特性により、ヒドラジンは、湯沸かし器や暖房システムにおける酸化防止剤、酸素除去剤、腐食防止剤として有用です。また、活性度の低い金属（ビスマス、ヒ素、銅、水銀、銀、鉛、白金、パラジウムなど）の塩を元素に直接還元します。[51]この特性は、無電解 ニッケルめっきや原子炉廃棄物からのプルトニウム抽出 に商業的に応用されています。一部のカラー写真プロセスでは、ヒドラジンの弱い溶液が染料カップラーや未反応のハロゲン化銀を除去するため、安定化洗浄剤としても使用されます。ヒドラジンは、水熱処理によって酸化グラフェン（GO）を還元酸化グラフェン（rGO）に変換するために使用される最も一般的で効果的な還元剤です。 [52]
ヒドラジニウム塩
ヒドラジンは、鉱酸で処理することでプロトン化され、ヒドラジニウムカチオン[N 2 H 5 ] +の様々な固体塩を形成できます。一般的な塩は硫酸水素ヒドラジニウム、[N 2 H 5 ] + [HSO 4 ] −です。[53]硫酸水素ヒドラジニウムは、癌誘発性悪液質の治療薬として研究されましたが、効果がないことが判明しました。[54]
二重プロトン化によりヒドラジニウムジカチオンまたはヒドラジンジニウム[N 2 H 6 ] 2+が得られ、これには様々な塩が知られている。[55]
有機化学
ヒドラジンは多くの有機合成に利用されており、医薬品（応用セクションを参照）や繊維染料、写真分野で実用的な重要性を持つものが多い。[9]
ヒドラジンは、ウルフ・キシュナー還元反応に使用されます。この反応では、ヒドラゾン中間体を介してケトンのカルボニル基がメチレン架橋に（またはアルデヒドがメチル基に）変換されます。ヒドラジン誘導体から非常に安定した二窒素が生成されることで、反応が促進されます。
ヒドラジンは2つのアミンを持つ二官能性であるため、さまざまな二官能性求電子剤との縮合により、多くの複素環式化合物を製造するための重要な構成要素です。2,4-ペンタンジオンと縮合して3,5-ジメチルピラゾールを生成します。[56]アインホルン-ブルンナー反応では、ヒドラジンはイミドと反応してトリアゾールを生成します。
N 2 H 4は優れた求核剤であるため、スルホニルハライドやアシルハライドを攻撃することができます。[57]トシルヒドラジンはカルボニルと処理するとヒドラゾンも形成します。
ヒドラジンはN-アルキル化フタルイミド誘導体を切断するために使用される。この切断反応により、フタルイミドアニオンはガブリエル合成におけるアミン前駆体として使用できるようになる。[58]
ヒドラゾン形成
ヒドラジンと単純なカルボニルとの縮合の例として、アセトンとの反応でアセトンアジンが得られる。アセトンアジンはさらにヒドラジンと反応してアセトンヒドラゾンが得られる：[59]
- 2 (CH 3 ) 2 CO + N 2 H 4 → 2 H 2 O + ((CH 3 ) 2 C=N) 2
- ((CH 3 ) 2 C=N) 2 + N 2 H 4 → 2 (CH 3 ) 2 C=NNH 2
プロパノンアジンは、アトフィナ-PCUK プロセスにおける中間体です。塩基の存在下でヒドラジンをアルキルハライドで直接アルキル化すると、アルキル置換ヒドラジンが生成されますが、置換レベルの制御が不十分なため、反応は通常非効率的です (通常のアミンの場合と同じ)。ヒドラゾンをヒドラジンに還元すると、1,1-ジアルキル化ヒドラジンをきれいに生成できます。
関連する反応では、2-シアノピリジンはヒドラジンと反応してアミドヒドラジドを形成し、これは1,2-ジケトンを使用してトリアジンに変換できます。
生化学
ヒドラジンは、嫌気性アンモニア酸化（アナモックス）過程の中間体である。[60]ヒドラジンは、一部の酵母と外洋性細菌アナモックス（Brocadia anammoxidans）によって生成される。[61]
アミガサタケは、代謝プロセスによってモノメチルヒドラジンに変換されるヒドラジンの有機誘導体である毒ギロミトリンを生成します。最も人気のある食用「ボタン」キノコであるAgaricus bisporusでさえ、アミノ酸のヒドラジン誘導体であるアガリチンやギロミトリンなどの有機ヒドラジン誘導体を生成します。[62] [63]
歴史
「ヒドラジン」という名前は、1875年にエミール・フィッシャーによって造られた。彼は、モノ置換ヒドラジンからなる有機化合物を生成しようとしていた。[64] 1887年までに、テオドール・クルティウスは、有機ジアジドを希硫酸で処理してヒドラジン硫酸塩を生成したが、何度も努力したにもかかわらず、純粋なヒドラジンを得ることができなかった。[65] [66] [67]純粋な無水ヒドラジンは、1895年にオランダの化学者ロブリー・デ・ブリュインによって初めて調製された。 [68] [69] [70]
参照
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外部リンク
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