概述

N-甲基脲又可稱作1-甲基脲或是甲基脲，是一種常溫常壓下表現(xiàn)為白色結(jié)晶的化合物，分子式為C₂H₆N₂O，分子量為74.08。實(shí)驗(yàn)檢測(cè)到的有關(guān)N-甲基脲的部分物理性質(zhì)包括：相對(duì)密度1.041g/cm³，熔點(diǎn)98-102℃，沸點(diǎn)114.6℃ at 760 mmHg，閃點(diǎn)23.1℃，蒸汽壓：19.8mmHg at 25℃。

應(yīng)用

N-甲基脲可用于有機(jī)合成，主要是合成N-甲基脲系列衍生物。以N-(4-氯-3-甲基苯基)-N′-甲基脲為例，以1,2,4-三氯苯為溶劑。通過鐵粉還原，水汽蒸餾，N-甲基脲直接縮合可以合成目標(biāo)物質(zhì)。采取優(yōu)化的反應(yīng)條件進(jìn)行反應(yīng)可以獲得60%及67%的轉(zhuǎn)化率和收率，而且未反應(yīng)完全的原料還可以回收利用[1]。

此外，N-甲基脲另一重要應(yīng)用集中于金屬配合物領(lǐng)域。其存在的脲基結(jié)構(gòu)使得制備得到的含脲化合物分子結(jié)構(gòu)特征獨(dú)特，在超分子自組裝，陰離子識(shí)別與響應(yīng)及分子凝膠等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。研究人員發(fā)現(xiàn)了一類甲酰氨基修飾的金屬鉑配合物具有較好的H₂PO₄^-調(diào)控的多態(tài)發(fā)光性質(zhì)。在此基礎(chǔ)上，相關(guān)論文報(bào)道了一類具有U-型分子構(gòu)型的、N-甲基脲等作為甲基化脲基來源橋聯(lián)的雙核金屬鉑配合物。該類配合物分子根據(jù)所用結(jié)晶溶劑的不同，可以得到三種具有不同發(fā)光性質(zhì)(黃綠色、橙色及深紅色)的晶態(tài)材料，而發(fā)光性質(zhì)較大程度的改變主要起源于分子構(gòu)型的轉(zhuǎn)變及不同的分子內(nèi)或分子間金屬Pt-Pt和p-p堆積作用，這種機(jī)制得到了X-射線單晶結(jié)構(gòu)衍射及溶液狀態(tài)下光譜驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的證實(shí)[2]。以上基礎(chǔ)研究為N-甲基脲類金屬化合物的光化學(xué)應(yīng)用提供了數(shù)據(jù)支撐。

有關(guān)研究

低共熔溶劑(deep eutectic solvents, DESs)作為一種新型的"綠色溶劑"，具有無毒無害，不易蒸發(fā)，熱穩(wěn)定性良好等特點(diǎn)，被用于吸收煙氣中的有毒氣體(NO)。采用N-甲基脲(MTU)和氯化乙酰膽堿(AchCl)制備低共熔溶劑(MTU-AchCl DESs)進(jìn)行NO吸收性能研究，探究DESs配比，NO濃度，O₂，H₂O和CO₂對(duì)其吸收效果的影響。結(jié)果表明：MTU-AchCl DESs在摩爾比為2:1時(shí)的脫硝性能最佳。當(dāng)煙氣中存在O₂時(shí)，MTU-AchCl DESs對(duì)NO由最大吸收量為0.223 g/g， O₂通過轉(zhuǎn)化NO為NO₂促進(jìn)其吸收。當(dāng)煙氣中通入CO₂時(shí)，MTU-AchCl DESs對(duì)NO的吸收效果有一定促進(jìn)。當(dāng)通入H₂O時(shí)，DESs的吸收量下降，H₂O對(duì)DESs體系吸收NO有抑制效果。通過FI-IR和Gaussian模擬計(jì)算結(jié)果發(fā)現(xiàn)，MTU-AchCl DESs與NO以氮氧雙鍵(NO)，氮氧單鍵(N-O)以及氮氮單鍵(N-N)的形式結(jié)合。加入O₂，CO₂和H₂O后，DESs體系的反應(yīng)焓從-53.334 kJ/mol分別變化到-56.212，-55.423，-50.982 kJ/mol，模擬結(jié)果進(jìn)一步驗(yàn)證了煙氣組分對(duì)NO的吸收效果有不同影響[3]。

參考文獻(xiàn)

[1]戴立言,李永進(jìn),陳英奇.N-(4-氯-3-甲基苯基)-N′-甲基脲的合成[J].中國(guó)醫(yī)藥工業(yè)雜志, 2002, 33(9):2.DOI:10.3969/j.issn.1001-8255.2002.09.008.

[2]龔忠亮,鐘羽武,姚建年.基于甲基脲基橋聯(lián)雙核金屬鉑配合物的多態(tài)發(fā)光調(diào)控研究[C]//第十五屆全國(guó)光化學(xué)學(xué)術(shù)討論會(huì)會(huì)議論文集.2017.

[3]代芮嘉,肖鑫鑫,趙永奇,等.煙氣組分對(duì)甲基脲-氯化乙酰膽堿低共熔溶劑吸收NO的影響機(jī)制[J].環(huán)境工程, 2024(5).