N,N-ジメチルホルムアミド

N,N-ジメチルホルムアミド (DMF) について

N,N-ジメチルホルムアミド（N,N-dimethylformamide）、略称DMFは、有機化合物の一種であり、常温では無色で、純粋な場合は無臭、または微かにアミン臭がする液体です。多くの有機溶媒や水と任意の割合で混和しますが、石油系炭化水素とは混合しません。引火性液体であり、消防法では危険物第4類（第2石油類）に指定されています。また、作業環境における管理濃度は10ppmと定められています。

DMFの性質

DMFは、その高い溶解力から、液体、気体、イオン性化合物、共有結合性化合物など、多くの無機・有機化合物を溶解する非プロトン性極性溶媒として広く利用されています。特にアニオンを溶媒和しにくい性質を持つため、SN2反応を促進する効果があります。しかし、強酸や強塩基の存在下では、徐々にギ酸とジメチルアミンに分解されるという不安定な側面も持ち合わせています。

特徴的な反応性

カルボン酸からカルボン酸クロリドを合成する際、塩化チオニルなどの塩素化剤に触媒量のDMFを加えることで、より穏和な条件で反応を進めることができます。これは、DMFと塩素化剤が反応して生成するN,N-ジメチルクロロホルムイミニウム（ビルスマイヤー試薬）が触媒として作用するためです。

DMFの製法

実験室レベルでは、ジメチルアミン塩酸塩とギ酸カリウムを加熱し、発生した蒸気を捕集することでDMFを得ることができます。一方、工業的には、一酸化炭素から得られるギ酸メチルと、メタノールとアンモニアから合成されるジメチルアミンを、金属アルコラートの存在下で反応させることで製造されます。この反応はアンモノリシス反応の一種です。

DMFの用途

DMFは、主に溶媒として利用され、特にアクリル繊維（ポリアクリロニトリル）の合成や湿式紡績の溶媒として大量に使用されています。その他、石油化学工業においては、脂肪族炭化水素からの芳香族化合物の抽出や、アセチレン、ブタジエンの分離抽出などにも用いられています。

注意点

DMFは100℃以上の高温で徐々に分解し、ジメチルアミンを放出します。このため、高温条件下での反応には他の溶媒を検討する必要があります。また、反応性の高さと入手の容易さから、ホルミル化剤（ビルスマイヤー・ハック反応）としても利用されています。

DMFの安全性

DMFは引火点58℃の可燃性液体です。以前は無害と考えられていましたが、後の研究で有害性が明らかになっています。皮膚や目に接触すると炎症を引き起こす可能性があり、皮膚からの吸収も起こりやすいため、長期使用により肝臓障害を引き起こすリスクが指摘されています。また、人に対する染色体異常試験では陽性の結果が出ており、IARC（国際がん研究機関）の発がん性評価では、グループ2Bの「発がん性の可能性がある物質」に分類されています。取り扱いには十分な注意が必要です。

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