二甲基乙二醛肟

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简介

二甲基乙二醛肟是一种白色化合物。此外，它可以写成阴离子相的$\mathrm{DMGH_{2}}$和中性相的$\mathrm{DMGH_{2}}$。这里的𝐻代表氢。在实验室中，$\mathrm{DMGH_{2}}$用于分析镍或钯等化学元素。二甲基乙二醛肟配合物对于酶的理论框架和作为催化剂至关重要且引人入胜。

什么是二甲基乙二醛肟？

二甲基乙二醛肟，通常被称为$\mathrm{DMG}$，是一种类似白色固体的化学物质，但在$\mathrm{H_{2}O}$中的溶解度远低于在$\mathrm{NaOH}$溶液/甲醇中的溶解度。二甲基乙二醛肟的化学式为$\mathrm{C_{4}H_{8}N_{2}O_{2}}$，有时也称为2,3-丁二酮二肟。分析化学使用$\mathrm{DMG}$作为试剂，并且已经能够制造出它的几种衍生物。除了镍(Ni)外，它还有助于鉴定几种金属。它可以写成阴离子相的$\mathrm{DMGH}$和中性相的$\mathrm{DMGH_{2}}$。这里的𝐻代表氢。钯和镍的鉴定是用$\mathrm{DMGH_{2}}$进行的。它还有两个供体臂，使其成为一个双齿配体。

Asphalt91，2014年5月8日镍二甲基乙二醛肟，CC BY-SA 3.0

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二甲基乙二醛肟的一般性质 – $\mathrm{C_{4}H_{8}N_{2}O_{2}}$

• 二甲基乙二醛肟是用于检测镍(Ni)的一种非常灵敏和专一的试剂。

• 二甲基乙二醛肟用于合成许多衍生物和化合物。

• 二甲基乙二醛肟虽然经常被用作镍(Ni)的特异性试剂，但也能够鉴定其他金属离子。

二甲基乙二醛肟结构 –$\mathrm{C_{4}H_{8}N_{2}O_{2}}$

$\mathrm{DMG}$是配合物和双齿的。它有两个供体原子，分别是氮(N)和氧(O)。它可以写成阴离子相的$\mathrm{DMGH}$和中性相的$\mathrm{DMGH_{2}}$。这里的𝐻代表氢。

二甲基乙二醛肟配体

二甲基乙二醛肟是一个不对称配体的一个很好的例子。二甲基乙二醛肟带有一个电荷，使其成为一个阴离子配体。二甲基乙二醛肟配体有两个供体原子。该配体是双齿的。它通过两个氮(N)原子结合。

二甲基乙二醛肟的物理性质 – $\mathrm{C_{4}H_{8}N_{2}O_{2}}$

性质	二甲基乙二醛肟
化学式	$\mathrm{C_{4}H_{8}N_{2}O_{2}}$
密度	1.37 g/cm³
气味	无味
外观	灰白色粉末
偶极矩	0
熔点	240 至 241 °C
氢键供体	2

二甲基乙二醛肟的化学性质 – $\mathrm{C_{4}H_{8}N_{2}O_{2}}$

当$\mathrm{DMG}$和镍(Ni)阳离子结合时，会形成镍$\mathrm{DMG}$。

$$\mathrm{Ni^{2+}\:+\:2C_{4}H_{8}N_{2}O_{2}\:\longrightarrow\:Ni(C_{4}H_{7}N_{2}O_{2})_{2}}$$

DMG是一种螯合剂。螯合剂是通过阳离子端链与金属离子配位共价键合的有机分子。

加入醇性二甲基乙二醛肟混合物后，二甲基乙二醛肟镍沉淀。然后，加入含水$\mathrm{NH_{3}}$溶液。

$$\mathrm{NiSO_{4}\:+\:2C_{4}H_{8}N_{2}O_{2}\:\longrightarrow\:Ni(C_{4}H_{7}N_{2}O_{2})_{2}\:+\:H_{2}SO_{4}}$$

当pH值在5到9之间时，可以在溶液中看到红色螯合物。在这种情况下，贡献电子对的是四个氮原子，而不是氧原子。$\mathrm{NH_{3}}$溶液有助于防止pH值低于5并保持其高于5。当pH值较低时，$\mathrm{Ni(DMG)}$会溶解，因为会形成镍(II)离子。少量试剂过量不会产生影响，而大量过量会导致试剂沉淀。它甚至可以与螯合物一起结晶。所需的试剂量与存在的离子量成正比。

在二甲基乙二醛肟存在下，$\mathrm{FeSO_{4}}$和$\mathrm{NH_{4}OH}$结合生成$\mathrm{[(NH]_{4})_{2}S)_{4}}$和镍和$\mathrm{C_{4}H_{8}N_{2}O_{2}}$的配合物，同时生成

$$\mathrm{FeSO_{4}\:+\:3NH_{4}OH\:+\:3C_{4}H_{8}N_{2}O_{2}\:\longrightarrow\:Fe(C_{4}H_{7}N_{2}O_{2})_{2}\:+\:(NH_{4})_{2}SO_{4}\:+\:2H_{2}O}$$

当使用氯化钯制备标准钯混合物时，二甲基乙二醛肟有助于钯的沉淀。通过去除所有痕量的钯，氯化钯得到纯化。然后使用DMG沉淀钯。用王水处理该配合物，然后用强HCl去除所得溶液中的硝酸根离子。溶液静置一夜后，完全沉淀。

二甲基乙二醛肟的用途 – $\mathrm{C_{4}H_{8}N_{2}O_{2}}$

• 它可用于沉淀钯和镍。在钯的情况下，沉淀物在用$\mathrm{HCl}$稀释后变成黄色化合物。与从氨性镍溶液中沉淀出的强红色、大量化学物质相比，$\mathrm{DMG}$有助于识别镍引起的皮炎或其他皮肤病。镍会从手表、珠宝和其他与皮肤紧密接触的物品中释放出来。一些国家禁止在药店柜台上销售二甲基乙二醛肟检测试剂。

• 它广泛用于分析方法中，作为鉴定、沉淀和光度分析几种金属离子（包括镍和钯）的试剂。

• 它有助于对废弃的锂离子电池进行生态有害的回收。$\mathrm{DMG}$沉淀是利用湿法冶金方法从废旧电池正极材料中提取锂、钴和镍的必要步骤。

• 它也用于在研究铁(III)还原时估算盐水中可溶性铁的量。这包括动力学测试，以测试在不同条件下使用亚硫酸盐进行无机铁还原的有效性。海水含有钴等过渡金属，因此必须将$\mathrm{DMG}$加入鲁米诺溶液中。

结论

可以得出结论，一种白色固体物质是二甲基乙二醛肟。它可溶于$\mathrm{NaOH}$溶液/甲醇，但在水中溶解度非常有限。它是化学分析中最早使用的有机选择性试剂之一。此外，它是一种用于检测金属镍的非常灵敏和专一的试剂。钯或镍的分析可以受益于$\mathrm{DMGH_{2}}$的使用。理论上，它的配合物可以作为所有催化剂和酶的模型。许多类似的配体，包括苯偶酰，可以由各种二酮制成。

常见问题

1. 二甲基甘氨酸$\mathrm{(DMG)}$是什么类型的配体？

DMG是一种双齿配体，它可以螯合许多金属。每个配体只有2个供体原子。

2. 在分析化学中，DMG起什么作用？

二甲基乙二醛肟$\mathrm{(DMG)}$是一种分析试剂，用于从其水介质中沉淀镍。就镍提取的选择性和完整性而言，该方法非常成功，尽管它在工业上并不经常使用。据信，试剂在煅烧过程中的低效是原因。

3. DMG中哪些原子形成配位键？

dmg是一种含有供体氧和氮的配体。该原子可以向金属提供电子，从而形成配合物。

4. 与二甲基乙二醛肟这种物质相关的潜在健康风险有哪些？

它是一种易燃物质，存在直接的火灾风险。在细分条件下，它具有更高的火灾危险性。火花很容易点燃它。它具有很大的爆炸危险，因为它与氧气一起是细粉尘爆炸物。此外，如果粉尘云被火花点燃并产生易燃/爆炸性蒸汽-空气混合物，则存在间接爆炸的危险。因此，远离热源、点火源、氧化剂、还原剂和强酸。

5. 二甲基乙二醛肟测试是什么意思？

二甲基乙二醛肟测试（也称为镍点测试）和钴点测试可用于识别从金属物体或皮肤吸收中释放出的镍/钴，帮助对这些物质过敏的患者避免接触。