دی متیل فرمامید چیست؟
دی متیل فرمامید چیست؟
دی متیل فرمامید(Dimethylformamide) که معمولاً با نام اختصاری DMF نیز شناخته می‌شود، یک حلال قطبی و بی‌رنگ است که بوی خاصی دارد و به دلیل قابلیت بالای انحلال بسیاری از مواد آلی و معدنی، در صنایع مختلف کاربرد گسترده‌ای پیدا کرده است.
یک سوال رایج که بسیاری از افراد از من می‌پرسند این هست که دی متیل فرمامید مخفف چیست؟ در حقیقت DMF مخفف دیمتیل فرمامید (Dimethylformamide) است. واژه Dimethyl به حضور دو گروه متیل (-CH₃) در ساختار مولکول اشاره دارد و واژه Formamide بیانگر آن است که این ترکیب از دسته آمیدهای مشتق‌شده از فرمیک اسید محسوب می‌شود.
| نام ماده شیمیایی | دی متیل فرمامید |
|---|---|
| نام لاتین | Dimethylformamide |
| مخفف | DMF |
| فرمول شیمیایی | C3H7NO |
| جرم مولکولی | 73.09 g/mol |
| شکل ظاهری | مایع بی‌رنگ با بوی مشخص |
| چگالی | 0.944 g/cm³ (در 20°C) |
| نقطه جوش | 153 °C |
| نقطه ذوب | -61 °C |
| حلالیت | محلول در آب و بسیاری از حلال‌های آلی |
فرایند تولید دی متیل فرمامید
تاریخچه دی متیل فرم آمید (DMF) به دهه‌های میانی قرن بیستم بازمی‌گردد؛ جالبه بدانید که این ماده اولین بار توسط آلبرت ورلی شیمیدان فرانسوی، در سال 1893 به وسیله مخلوطی از دی‌متیل‌آمین هیدروژن کلرید و پتاسیم فرمات تولید شد.
انواع روش‌های تولید دیمتیل فرمامید
- واکنش متیل‌فرمات با دی‌متیل‌آمین
- واکنش مستقیم متانول، مونوکسید کربن و دی‌متیل‌آمین
- استفاده از کاتالیست‌های فلزی برای تولید تحت فشار
- روش‌های اصلاح‌شده با راندمان بالا و مصرف کمتر انرژی
به این نکته توجه داشته باشید که این روش‌ها هر کدام مزایا و محدودیت‌های خاص خود را دارند. برخی اقتصادی‌تر و برخی از نظر زیست‌محیطی سازگارترند. انتخاب روش تولید معمولاً به امکانات صنعتی، دسترسی به مواد اولیه و نیاز بازار بستگی دارد.
فرایند تولید دی متیل فرم آمید با واکنش مستقیم متانول، مونوکسید کربن و دی‌متیل‌آمین
امروزه رایج‌ترین و اقتصادی‌ترین روش تولید دیمتیل فرمامید، واکنش مستقیم متانول، مونوکسید کربن و دی‌متیل‌آمین در حضور کاتالیست است:
- در این فرآیند، ابتدا مونوکسید کربن و متانول واکنش داده و متیل‌فرمات تشکیل می‌شود.
- سپس متیل‌فرمات با دی‌متیل‌آمین واکنش داده و دیمتیل فرمامید (DMF) به دست می‌آید.
این روش به دلیل دسترسی آسان به مواد اولیه، راندمان بالا و صرفه اقتصادی، در اکثر واحدهای صنعتی بزرگ استفاده می‌شود.
کاربردهای دی متیل فرم امید
در ادامه این مطلب از شیمی داکس به معرفی مهمترین کاربردهای دی متیل فرمامید خواهیم پرداخت
1. استفاده در صنعت نساجی و تولید الیاف مصنوعی
یکی از اصلی‌ترین کاربردهای DMF در صنعت نساجی است، جایی که به عنوان حلال در فرآیند تولید الیاف مصنوعی مثل پلی‌اکریلونیتریل استفاده می‌شود. این الیاف در ساخت پارچه‌های مقاوم، فرش، و پوشاک به کار می‌روند. ویژگی مهم DMF در این کاربرد، توانایی انحلال بالای آن برای پلیمرهاست که باعث می‌شود رشته‌های الیاف با کیفیت و یکنواخت تولید شوند.
2. کاربرد در تولید رزین‌ها و پوشش‌ها
DMF به دلیل قطبی بودن و قابلیت حل کردن گسترده مواد آلی، در صنایع تولید رزین‌ها، رنگ‌ها و پوشش‌ها نقش کلیدی دارد. این ماده باعث بهبود کیفیت سطحی پوشش‌ها، افزایش شفافیت و دوام رنگ‌ها می‌شود. به همین دلیل در صنایع خودروسازی، رنگ‌های صنعتی و پوشش‌های محافظتی، از DMF به عنوان حلال اصلی یا کمکی استفاده می‌شود.
3. استفاده در صنایع داروسازی
در صنایع دارویی، DMF به عنوان حلال در سنتز داروها و در برخی واکنش‌های شیمیایی به کار می‌رود. به دلیل پایداری بالا و خاصیت حلالیت گسترده، این ماده امکان واکنش‌دهی ترکیبات پیچیده را فراهم می‌کند. همچنین DMF در تولید برخی داروهای ضدویروس و آنتی‌بیوتیک‌ها کاربرد داشته و به همین دلیل جایگاه ویژه‌ای در داروسازی پیدا کرده است.
4. نقش در صنایع پتروشیمی و شیمیایی
دیمتیل فرمامید در صنایع پتروشیمی به عنوان حلال استخراجی برای جداسازی ترکیبات گازی مثل استیلن و بوتادین از مخلوط‌های هیدروکربنی استفاده می‌شود. این خاصیت باعث شده که DMF برای پالایش و فرآوری مواد نفتی اهمیت ویژه‌ای داشته باشد. علاوه بر این، در بسیاری از سنتزهای آلی و واکنش‌های کاتالیستی به عنوان محیط واکنش کاربرد دارد.
5. سایر کاربردها
- فرآیندهای کریستالیزاسیون: DMF به دلیل پارامترهای حلالیت استثنایی، در واکنش‌های دارویی، کریستالیزاسیون و تبلور ترکیبات فعال دارویی به کار می‌رود.
- پوشش‌دهی پلی‌یورتان روی چرم و منسوجات: این ماده به عنوان حلال در تولید و رسوب‌دهی پوشش‌های پلی‌یورتان برای چرم طبیعی و مصنوعی استفاده می‌شود و باعث افزایش مقاومت و انعطاف‌پذیری محصول نهایی می‌گردد.
- حلال قوی برای پلیمرها: DMF قابلیت حل کردن پلیمرهایی مانند PVC، کوپلیمر وینیل کلراید-وینیل استات و برخی پلی‌آمیدها را دارد و در فرمولاسیون‌های اپوکسی و پردازش پلیمری نیز کاربرد دارد.
- کاربرد در صنایع الکترونیک: در تولید خازن‌های الکترولیتی ولتاژ بالا و همچنین برای تمیزکاری و آماده‌سازی سطح بردهای الکترونیکی و نیمه‌هادی‌ها از DMF استفاده می‌شود.
- شیمی آلی و کشاورزی: DMF علاوه بر نقش به عنوان حلال، در واکنش‌های شیمی آلی می‌تواند به عنوان معرف، کاتالیزور و تثبیت‌کننده عمل کند. همچنین در تولید آفت‌کش‌ها و حشره‌کش‌های کشاورزی، رنگ‌برهای صنعتی و فرمولاسیون چسب‌ها کاربرد گسترده دارد.
خطرات و مضرات دی متیل فرمامیید
دیمتیل فرمامید یک ماده شیمیایی نسبتاً خطرناک محسوب می‌شود و تماس طولانی‌مدت با آن می‌تواند آثار منفی روی سلامت انسان داشته باشد. این ماده از طریق پوست به راحتی جذب می‌شود و می‌تواند باعث تحریک پوست و چشم شود. استنشاق بخارات DMF نیز منجر به سردرد، سرگیجه، تهوع و در موارد شدید آسیب به کبد می‌گردد. به همین دلیل کار با این ماده باید در محیط‌های دارای تهویه مناسب انجام شود و تماس مستقیم با آن تا حد امکان کاهش یابد.
ایمنی و شرایط نگهداری (MSDS)
طبق برگه اطلاعات ایمنی مواد (MSDS)، نگهداری DMF باید در ظروف دربسته، مقاوم به مواد شیمیایی و دور از گرما و منابع جرقه انجام شود. محیط نگهداری باید خنک، خشک و دارای تهویه کافی باشد. استفاده از دستکش مقاوم شیمیایی، عینک ایمنی و لباس کار برای جلوگیری از تماس مستقیم ضروری است. در صورت نشت یا ریختن، باید از مواد جاذب مناسب استفاده شود و از تخلیه آن به محیط زیست خودداری گردد. همچنین هنگام کار با DMF توصیه می‌شود از هود آزمایشگاهی یا سیستم‌های تهویه موضعی بهره‌گیری شود تا خطر استنشاق بخارات کاهش یابد.
واکنش دیمتیل فرمامید با اسید هیدروکلریک
واکنش دیمتیل فرمامید (DMF) با اسید هیدروکلریک (HCl) یک واکنش شیمیایی کلاسیک است که معمولاً منجر به هیدرولیز DMF می‌شود. در این واکنش، DMF تحت شرایط اسیدی به فرمیک اسید (HCOOH) و دی‌متیل‌آمین (HN(CH₃)₂) تجزیه می‌شود. این واکنش در دماهای بالاتر و حضور محلول اسیدی غلیظ سریع‌تر رخ می‌دهد و معمولاً در آزمایشگاه‌ها برای تولید دی‌متیل‌آمین یا فرمیک اسید از DMF استفاده می‌شود.
همچنین تماس مستقیم DMF با HCl غلیظ می‌تواند باعث انتشار بخارات تحریک‌کننده شود، بنابراین انجام این واکنش نیازمند هود آزمایشگاهی و تجهیزات ایمنی مناسب است. این واکنش نشان‌دهنده حساسیت DMF نسبت به محیط‌های اسیدی و اهمیت نگهداری و استفاده ایمن از این ماده شیمیایی است.
جایگزین های دی متیل فورم آمید
- دیمتیل سولفوکسید (DMSO): حلال قطبی قوی، غیر فرار و با سمیت کم، جایگزین DMF در بسیاری از واکنش‌های شیمیایی و سنتزی.
- N-متیل‌پیریدون (NMP): حلال قطبی با قابلیت حل‌کنندگی بالا برای پلیمرها و رزین‌ها، کاربرد مشابه DMF در صنایع شیمیایی و دارویی.
- دی‌اتیل فرمامید (DEF): ساختاری شبیه DMF دارد و در واکنش‌های آلی و سنتزهای صنعتی به عنوان حلال قطبی استفاده می‌شود.
- گاما-بوتیرو لاکتون (GBL): حلال قطبی برای پلیمرها و رزین‌ها، اغلب در کاربردهای صنعتی که نیاز به جایگزین DMF دارند.
- تتراهیدروفوران (THF): حلال نسبتا قطبی و فرار، بیشتر در واکنش‌های آلی و پلیمرسازی به جای DMF استفاده می‌شود.
نتیجه گیری
امروز در نشریه تخصصی شیمی و مواد شیمیایی شیمی داکس با هم یادگرفتیم که دی متیل فرمامید (DMF) یک حلال قطبی قوی و پرکاربرد در صنایع مختلف از جمله داروسازی، نساجی، رزین‌ها و پتروشیمی است. با وجود مزایای زیاد، این ماده سمی بوده و نیاز به رعایت نکات ایمنی و شرایط نگهداری مناسب دارد. همچنین با وجود روش‌های تولید و کاربردهای گسترده، جایگزین‌هایی مثل DMSO و NMP نیز وجود دارند که در برخی واکنش‌ها و فرایندهای صنعتی می‌توانند به عنوان گزینه‌ای کم‌خطرتر مورد استفاده قرار گیرند. تیم فنی ما خوشحال می‌شود که سوال و نظراتتان را برای ما کامنت کنید.
