Свойства и реакционная способность Изоциановая кислота является слабой кислотой (Ka = 3,47⋅10−4 в водных растворах), стабильна в растворах в диэтиловом эфире, бензоле и толуоле; в водных растворах гидролизуется с образованием диоксида углерода и аммиака, гидролиз ускоряется в присутствии минеральных кислот:
{\mathsf {HNCO+H_{2}O\rightarrow NH_{3}+CO_{2}}}
Атом углерода изоциановой кислоты является электрофильным центром: циановая кислота взаимодействует с такими нуклеофилами, как аммиак, амины и спирты, образуя соответствующие продукты присоединения.
При взаимодействии изоциановой кислоты со спиртами образуются уретаны:
Взаимодействие изоциановой кислоты с аммиаком ведёт к образованию цианата аммония, который при нагревании изомеризуется в мочевину, эта реакция, открытая Вёлером в 1828 г., стала первым синтезом органического соединения из неорганических веществ[4]:
Urea Synthesis Woehler
Urea Synthesis Woehler
Аналогично реагирует изоциановая кислота и с другими азотистыми нуклеофилами: так, амины присоединяются к ней с образованием замещенных мочевин[5],[6]:
Безводная изоциановая кислота самопроизвольно полимеризуется в твёрдую белую массу, состоящую преимущественно из циамелида — линейного полимера (-O-C(=NH)-)n, и тримера — циануровой кислоты которые при нагревании деполимеризуется с образованием исходной кислоты.
Под действием триэтилфосфина и третичных аминов изоциановая кислота тримеризуется с образованием циануровой кислоты (2,3,5-тригидрокси-сим-триазина).
Подобно минеральным кислотам, изоциановая кислота присоединяется к алкенам с образованием алкилизоцианатов, легче всего реагируют алкены с терминальной двойной связью и электрондонорным заместителем при двойной связи, например, виниловые эфиры:
Аналогично с изоциановой кислотой реагируют и стирол и его гомологи, изопрен и другие алкены, проведение реакции с неактивированными электрондонорными заместителями алкенами идёт в более жёстких условиях и под действием катализаторов (эфират трифторида бора, p-толуолсульфокислота)[7].
Синтез Лабораторным методом синтеза изоциановой кислоты является термическое разложение циануровой кислоты. Реакцию проводят при ~400 °C, используя очищенную циануровую кислоту (примеси могут привести к взрывному разложению), в промышленности изоциановую кислоту получают каталитическим окислением синильной кислоты при 630—650 °C на контактной сетке из золота.
Цианаты могут быть получены окислением цианидов щелочных металлов: так, при плавлении цианида калия на воздухе происходит его загрязнение образующимся вследствие окисления цианатом калия, окисление цианидов натрия и калия воздухом или кислородом в присутствии никеля является промышленным методом синтеза цианатов. Цианаты натрия и калия также синтезируют сплавлением соответствующих цианидов с оксидом свинца или свинцовым суриком Рb3О4. Пероксид водорода также окисляет цианиды до цианатов.
Токсичность Изоциановая кислота ядовита, как и все циановые кислоты.
AdBlue
AdBlue — жидкий реагент, используемый для очистки выхлопных газов дизельных двигателей методом селективной каталитической нейтрализации. Представляет собой водный раствор, состоящий из 32,5 % высокоочищенной мочевины и 67,5 % деминерализованной воды. Реагент AdBlue позволяет снизить содержание оксидов азота (NOx) в выхлопе дизельных двигателей на 90 %. Правами на торговую марку AdBlue владеет Ассоциация автомобильной промышленности Германии (VDA). Требования к реагенту AdBlue определяются международным стандартом ISO 22241 или немецким DIN 70070. В России этим стандартам соответствует ГОСТ Р ИСО 22241.
В некоторых странах данный реагент известен как AUS 32 (англ. Aqueous Urea Solution 32), а в Северной Америке как DEF (англ. Diesel Exhaust Fluid).
Реагент AdBlue впрыскивается в выпускной трубопровод, в результате селективной каталитической реакции оксиды азота и аммиак преобразуются в безвредные азот и водяной пар.
