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| 名前 | |
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| IUPAC名
アジ化ナトリウム
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| その他の名前
三窒化ナトリウム
スマイト アジウム | |
| 識別子 | |
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3Dモデル（JSmol）
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| 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 | 100.043.487 |
| EC番号 |
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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 | 1687 |
CompTox ダッシュボード ( EPA )
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| プロパティ | |
| ナン3 | |
| モル質量 | 65.0099グラム/モル |
| 外観 | 無色から白色の固体 |
| 臭い | 無臭 |
| 密度 | 1.846 g/cm3 （ 20℃） |
| 融点 | 275 °C (527 °F; 548 K) 激しい分解 |
| 38.9 g/100 mL (0 °C) 40.8 g/100 mL (20 °C) 55.3 g/100 mL (100 °C) | |
| 溶解度 | アンモニア に非常に溶けやすいベンゼン にわずかに溶けるジエチルエーテル、アセトン、ヘキサン、クロロホルムに溶けない |
| メタノールへの溶解度 | 2.48 g/100 mL (25 °C) |
| エタノールへの溶解度 | 0.22 g/100 mL (0 °C) |
| 酸性度（p Ka） | 4.8 |
| 構造 | |
| 六角形、hR12 [1] | |
| R-3m、No.166 | |
| 熱化学 | |
熱容量 ( C )
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76.6 J/モル·K |
標準モル
エントロピー ( S ⦵ 298 ) |
70.5 J/モル·K |
標準生成エンタルピー (Δ f H ⦵ 298 ) |
21.3kJ/モル |
ギブスの自由エネルギー (Δ f G ⦵ )
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99.4 kJ/モル |
| 危険 | |
| GHSラベル: | |
   
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| 危険 | |
| H300、H310、H410 | |
| P260、P280、P301+P310、P501 [2] | |
| NFPA 704 (ファイアダイヤモンド) | |
| 引火点 | 300 °C (572 °F; 573 K) |
| 致死量または濃度（LD、LC）： | |
LD 50 (平均投与量)
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27 mg/kg（経口、ラット/マウス）[1] |
| NIOSH（米国健康暴露限界）： | |
PEL (許可)
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なし[3] |
REL (推奨)
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C 0.1 ppm ( HN 3として) [皮膚] C 0.3 mg/m 3 ( NaN 3として) [皮膚] [3] |
IDLH（差し迫った危険）
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ND [3] |
| 安全データシート（SDS） | ICSC 0950 |
| 関連化合物 | |
その他の陰イオン
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シアン化ナトリウム |
その他の陽イオン
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アジ化カリウム アジ化アンモニウム |
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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アジ化ナトリウムは、化学式NaN 3の無機化合物です。この無色の塩は、一部の自動車エアバッグシステムのガス発生成分です。他のアジ化化合物の製造にも使用されます。イオン性物質で、水に非常に溶けやすく、急性毒性があります。[5]
構造
アジ化ナトリウムはイオン性固体である。菱面体晶と六方晶の2つの結晶形態が知られている。 [1] [6]どちらも層状構造をとっている。アジ化物イオンはどちらの形態でも非常に類似しており、N-N距離が1.18Åで中心対称である。Na +イオンは八面体形状をしている。各アジ化物は6つのNa +中心に結合しており、各末端窒素中心には3つのNa-N結合がある。[7]
準備
一般的な合成方法は「ウィスリセヌス法」で、液体アンモニア中で 2 段階で進行します。最初の段階では、アンモニアは金属ナトリウムによってナトリウムアミドに変換されます。
- 2Na + 2NH3 → 2NaNH2 + H2
これは、金属ナトリウムがアンモニアの陽子に電子を与え、水素ガス中で還元される酸化還元反応です。ナトリウムは液体アンモニアに容易に溶解し、結果として生じる液体の青色の原因となる溶媒和電子を生成します。Na +とNH−2この反応によってイオンが生成されます。
続いて、ナトリウムアミドを亜酸化窒素と混合します。
- 2 NaNH 2 + N 2 O → NaN 3 + NaOH + NH 3
これらの反応は工業生産の基礎であり、2004年には年間約250トンが生産され、エアバッグの使用増加により生産量が増加しました。[5]
実験方法
クルティウスとティーレは、亜硝酸エステルをヒドラジンを使用してアジ化ナトリウムに変換する別の製造方法を開発しました。この方法は、アジ化ナトリウムの実験室での製造に適しています。
- 2 NaNO 2 + 2 C 2 H 5 OH + H 2 SO 4 → 2 C 2 H 5 ONO + Na 2 SO 4 + 2 H 2 O
- C 2 H 5 ONO + N 2 H 4・H 2 O + NaOH → NaN 3 + C 2 H 5 OH + 3H 2 O
あるいは、硝酸ナトリウムとアミドナトリウムの反応によって塩を得ることもできる。 [8]
- 3 NaNH 2 + NaNO 3 → NaN 3 + 3 NaOH + NH 3
化学反応
アジ化水素酸の酸形成
アジ化ナトリウムを強酸で処理すると、非常に有毒な ガス状のアジ化水素酸（アジ化水素、HN 3 ）が生成されます。
- H + + N−3→ ＨＮ３
アジ化水素酸の平衡
水溶液には微量のアジ化水素酸が含まれており、その生成は次の平衡によって説明されます。
- いいえ−3+ H 2 O ⇌ HN 3 + OH −、K = 10 −4.6
破壊
アジ化ナトリウムは、その場で調製した亜硝酸（HNO 2、HNO 3ではない）で処理することで破壊できる。[9] [10] HNO 2 は不安定で水溶液中で急速に分解するため、その場で調製する必要がある。この破壊は、生成された一酸化窒素（NO）ガスも有毒であるため、化学ドラフト内で細心の注意を払って行う必要があり、その場でのHNO 2形成に酸を間違った順序で加えると、代わりに毒性の強いアジ化水素酸（HN 3 ）ガスが生成されるためである。[9]
- 2 NaN 3 + 2 HNO 2 → 3 N 2 + 2 NO + 2 NaOH
アプリケーション
自動車のエアバッグと航空機の避難用スライド
旧式のエアバッグには、酸化剤、アジ化ナトリウム、点火剤、促進剤などの他の薬剤の混合物が含まれていました。自動車の衝突時に、電子制御装置がこの混合物を爆発させます。
- 2 NaN 3 → 2 Na + 3 N 2
塩を約300℃に加熱すると、同じ反応が起こる。生成されるナトリウムは単独でも潜在的に危険であり、自動車のエアバッグでは、硝酸カリウムやシリカなどの他の成分との反応によって変換される。後者の場合、無害なケイ酸ナトリウムが生成される。[11]アジ化ナトリウムは現代の航空機の避難スライドにまだ使用されているが、新しい世代の自動車エアバッグには、ニトログアニジンや硝酸グアニジンなどの感度の低い爆発物が含まれている。[12]
有機および無機合成
アジ化ナトリウムは爆発の危険性があるため、工業規模の有機合成では限られた価値しかありません。実験室では、ハロゲン化物を置換してアジ化官能基を導入するために使用されます。[10]その後、アジ化官能基は、エタノール中のSnCl 2または水素化アルミニウムリチウム、またはシュタウディンガー反応のトリフェニルホスフィンなどの第三級ホスフィン、ラネーニッケル、またはピリジン中の硫化水素で還元することでアミンに変換できます。抗ウイルス薬のオセルタミビルは現在、アジ化ナトリウムを使用する方法で商業規模で生産されています。[13]
アジ化ナトリウムは、鉛アジ化物や銀アジ化物など、起爆装置の主爆薬として使用される他の無機アジ化化合物の用途の広い前駆物質です。これらのアジ化物は、ナトリウムアジ化物よりも早期爆発に対してはるかに敏感であるため、用途が限られています。鉛アジ化物と銀アジ化物は、ナトリウムアジ化物とそれぞれの硝酸塩（最も一般的）または酢酸塩との二重置換反応によって生成できます。アジ化ナトリウムは、水溶液中の塩化バリウムや塩化ストロンチウムなどの特定のアルカリ土類金属の塩化物塩と反応して、それぞれバリウムアジ化物とストロンチウムアジ化物を生成しますが、これらも比較的敏感な主爆薬です。これらのアジ化物は、慎重に乾燥させることで溶液から回収できます。
生化学と生物医学的用途
アジ化ナトリウムは有用なプローブ試薬であり、生化学溶液の抗菌防腐剤でもある。過去には、アジ化物の代替として、メルチオレートとクロロブタノールも生化学溶液の保存に使用されていた。 [14]
アジ化ナトリウムはラクトペルオキシダーゼの即効阻害剤であり、ラクトペルオキシダーゼ触媒125 Iタンパク質放射標識実験を阻止するのに有用である。[15]
病院や研究室では、アジ化ナトリウムは殺生物剤として使用され、特に、細菌の増殖を促す可能性のあるバルク試薬や保存液では重要です。アジ化ナトリウムは、グラム陰性細菌のシトクロム酸化酵素を阻害することで、細菌静止剤として作用します。しかし、一部のグラム陽性細菌（連鎖球菌、肺炎球菌、乳酸菌）は本質的に耐性があります。[16]
農業用途
農業では、サツマイモネコブセンチュウやヘリコチレンクス・ジヒステラなどの土壌病原体の害虫防除に使用されます。[17]
また、米[18] 、大麦[19] 、オート麦[20]などの作物の選抜における変異原としても使用されます。
安全上の考慮事項
アジ化ナトリウムは致死的な毒性があり[21]、微量でも症状を引き起こす可能性があります。この化合物の毒性は可溶性アルカリシアン化物に匹敵しますが[22]、使用済みエアバッグからの毒性は報告されていません。[23]
大脳皮質、小脳、基底核の壊死を伴う錐体外路症状を引き起こす。毒性には低血圧、[24]、失明、肝壊死も含まれる可能性がある。アジ化ナトリウムはグアニル酸シクラーゼを活性化することで脳と肝臓の環状グアニン酸レベルを上昇させる。[25]
アジ化ナトリウム溶液は金属イオンと反応して金属アジドを沈殿させるが、これは衝撃に弱く爆発する可能性がある。実験室でアジ化ナトリウム溶液を輸送する際は、非金属製の容器を選ぶ必要がある。また、アジ化溶液を下水道に直接廃棄すると、危険な状況を引き起こす可能性がある。配管システム内の金属が反応して、非常に敏感な金属アジド結晶を形成し、それが何年もかけて蓄積される可能性がある。アジ化溶液の残留物を安全かつ環境に配慮して廃棄するには、適切な予防措置が必要である。[26]
意図的な消費
アジ化ナトリウムは、オランダ[27]および海外[28]で殺人や自殺の目的で使用される化学物質として注目を集めています。
アジ化ナトリウムは、2015年から2022年の間に、一般にドラッグX（オランダ語：ミデルX）と呼ばれる自殺補助として使用される違法薬物の一部として、少なくとも172人の死亡に起因しているとされています[29]。2021年に、アジ化ナトリウム中毒のすべての症例報告を調査したところ、症例の37％が自殺未遂であったことが示されました。[30]自殺薬としてのアジ化ナトリウムの使用が増加したのは、花火に特化したオンラインストアで入手できるようになったためと考えられています。[31]
参考文献
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外部リンク
- 国際化学物質安全性カード0950。
- NIOSH 化学物質の危険性に関するポケットガイド。
- R., Frances (2006). 「自動車のエアバッグに毒はあるのか?」The Straight Dope . 2020-07-31 にオリジナルからアーカイブ。2022-10-25に閲覧。