N-Vinylformamid

Strukturformel
Allgemeines
Name	N-Vinylformamid
Andere Namen	N-Ethenylformamid VFA
Summenformel	C3H5NO
CAS-Nummer	13162-05-5
PubChem	83191
Eigenschaften
Molare Masse	71,08 g·mol−1
Aggregatzustand	flüssig
Dichte	1,02 g·cm−3[1]
Schmelzpunkt	−8,9 °C[1]
Siedepunkt	210 °C[2]
Dampfdruck	40 Pa (30 °C)[1]
Löslichkeit	mit Wasser vollständig mischbar[1]
Brechungsindex	1,492 (25 °C)[3][4]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [2] Gefahr H- und P-Sätze H: 302-315-318-335-360D EUH: keine EUH-Sätze P: 201-​261-​280-​305+351+338-​308+313 [2] EU-Gefahrstoffkennzeichnung [1] Gesundheits- schädlich (Xn) R- und S-Sätze R: 22-41 S: 24-26-39
LD50	1444 mg·kg−1 (Ratte, oral); >2000mg·kg−1 (dermal)[5]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. Brechungsindex: Na-D-Linie, 20 °C

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N-Vinylformamid (VFA), auch als N-Ethenylformamid bezeichnet, ist ein Amid der Ameisensäure.

Eigenschaften

N-Vinylformamid ist eine klare fast farblose Flüssigkeit, die mit Wasser beliebig mischbar ist. Die Löslichkeit in polaren organischen Lösungsmitteln ist sehr gut. Im Vakuum ist N-Vinylformamid destillierbar. Bei 13 mbar beträgt der Siedepunkt 84 °C, bei 5 mbar 80 °C. Der berechnete Siedepunkt bei Normaldruck beträgt ca. 210 °C.^[5] Unstabilisiert ist es bei Temperaturen oberhalb von 40 °C nicht stabil, da es zur Zersetzung beziehungsweise zur selbstkatalysierten Polymerisation neigt. Bei −10 °C kann es dagegen über ein Jahr unverändert gelagert werden. In wässriger Lösung ist VFA im pH-Bereich 7 bis 8 relativ stabil, während es im Sauren (pH-Wert <4) oder im Alkalischen (pH-Wert >8,5) schnell hydrolysiert.^[5]

VFA ist nicht mutagen.^[5]

Herstellung

N-Vinylformamid wurde erstmals 1964 – mehr zufällig – synthetisiert.^[6] Dabei wurde ursprünglich versucht 2-Formylamino-propionitril durch Pyrolyse zu erhalten. Das gewünschte Produkt reagierte jedoch unter Abspaltung von HCN zu N-Vinylformamid weiter.^[5]

In der von der BASF entwickelten großtechnischen Synthese wird N-Vinylformamid aus Acetaldehyd und Formamid hergestellt (vgl. auch Abbildung). Zunächst wird dabei Acetaldehyd (1) mit Blausäure zu Milchsäurenitril (2) umgesetzt. An dieses wird unter Wasserabspaltung Formamid kondensiert, so dass 2-Formylamino-propionitril (3) entsteht. Dieses spaltet bei erhöhten Temperaturen Blausäure ab, so dass schließlich N-Vinylformamid (4) entsteht. Die Blausäure geht dabei in den Reaktionskreislauf zurück.

Verwendung

Seit Beginn des 21. Jahrhunderts wird N-Vinylformamid großtechnisch hergestellt. Es dient als Monomer für die Polymerisation zu Polyvinylformamid, das wiederum teilweise oder vollständig zu Polyvinylamin hydrolysiert wird. Der weltgrößte Hersteller von VFA ist die BASF in Ludwigshafen, die es unmittelbar zu dem vor allem in der Papierindustrie verwendete Polyvinylamin weiterverarbeitet.^[7]

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b c d e} G. Hommel, H. F. Bender: Handbuch der gefährlichen Güter. Springer, ISBN 3-540-20370-2, Merkblatt 2481
2. ↑ ^{a b c} Datenblatt N-Vinylformamide bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 12. April 2011.
3. ↑ R. K. Pinschmidt u. a., in: J. Macromol. Sci. - Pure Appl. Chem., 1997, A34, S. 1885–1905.
4. ↑ S. Jendrzejewski, W. Steglich, in: Chem. Ber., 1981, 114, S. 1337–1342.
5. ↑ ^{a b c d e} A. Madl: Die kationisch induzierte Oligomerisation von N-Vinylformamid. Dissertation, TU Chemnitz, 2000
6. ↑ P. Kurtz, H. Disselnkötter Liebigs. Ann. Chem. 764/1972, S. 69–93.
7. ↑ Polyvinylformamid und Polyvinylamin. In: Nachrichten aus der Chemie 49/2001.

Literatur

• W. Auhorn, F. Linhart: Polyvinylamin – Eine neue Klasse von Polymeren für die Papierherstellung mit umweltfreundlichen Eigenschaftsprofil. In: Das Papier 46/1992, S. 38–45.
• W. J. Auhorn: Spezialchemikalien für Spezialpapiere – Chemikalien zur Erzielung multifunktioneller Eigenschaften. In: Wochenblatt für Papierfabrikation 8/1999, S. 505–510.
• A. Madl u. a.: Bromine as an initiator for the cationic oligomerization of vinylformamide (VFA). In: Polym. Bull. 44/2000, S. 39–46.
• T. Meyer u. a.: Radical Grafting Polymerization of Vinylformamide with Functionalized Silica Particles. In: Macromol. Chem. Phys. 204/2003, S. 725–732.
• A. Madl, S. Spange: Synthesis and application of oligo(vinylamine). In: Macromol. Symp. 161/2000, S. 149–157.

Weblinks

• BASF Broschüre: Polyvinylamin (PVAm): Die neue Papierchemikalie für zukünftige Herausforderungen