甲酰胺(最简单的单羧酸酰胺)

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甲酰胺（英文名：Formamide），别名氨基甲醛，是最简单的单羧酸酰胺，分子式为CH3NO，分子量为45.041，相对密度为1.1334（20℃）。甲酰胺既具有单羧酸酰胺的特性，也属于一碳化合物，并且是甲亚胺酸的互变异构体，也是甲醛类化合物的母体。甲酰胺主要由甲酸甲酯氨化制得。

甲酰胺是无色透明油状液体，微有氨味，遇热或明火易燃。其溶于水、甲醇、乙醇、丙酮、冰醋，微溶于苯、三氯甲烷和醚，在空气中易氧化，对铜及合金、黄铜、铅、橡胶有腐蚀作用。甲酰胺是一种有机化工原料和高沸点溶剂，溶解性能好，可溶解多种塑料和纤维，且能溶解多种无机盐类。其是医药（如磺胺药、维生素等）、香料、染料等的原料，可用作纸张的处理剂、纤维工业的柔软剂、动物胶的软化剂，在石油工业中用作溶剂及有机合成的极性溶剂等。

甲酰胺具有中等毒性，其毒性能影响神经系统、呼吸系统、血管系统、生殖系统、实质性器官（特别是肝脏）和胎儿，且能累积毒性。甲酰胺的蒸气或烟雾病对眼睛、黏膜和上呼吸道有刺激作用，还对皮肤有轻微刺激和过敏作用。其应密封贮存于阴凉通风处，并按有毒物品规定贮运，操作人员应穿戴防护用具，避免与人体直接接触。2021年5月26日，中国将甲酰胺列入《化妆品禁用原料目录》。

2026年6月18日，好奇、Babycare和碧芭宝贝等品牌婴幼儿纸尿裤被检出有毒物质甲酰胺，此事迅速引发关注。随后，涉事企业均发布声明称，品牌对于甲酰胺等有毒物质严禁添加，并表示已委托多家第三方权威检测机构对纸尿裤开展独立抽检。6月22日，由相关部门组成的联合调查组对此事展开调查。

发展历史

1920年，K H. Meyer和L. Orthmer发现在加压加热条件下，CO2和NH3反应可以生成甲酰胺。

1988年，日本三菱集团公司首次在世界上实现了合成甲酰胺的甲醇脱氢胺化法技术的工业化，建成了万吨级工业化装置。该公司研制出了良好的Cu基催化剂，采用固定床反应器，甲醇单程转化率达35%，甲酯选择性达90%以上。该工艺原料来源方便，投资较小。

截至1990年，美国化学会试剂级甲酰胺规格为：颜色（APHA）≯10，密度（25°C）为1.128~1.132g/cm3，冰点2~3°C。

截至1994年，生产甲酰胺的厂家主要有美国的杜邦、西德的巴斯夫、日本的日东化学公司等。它们的产品除供应本国外，往往还有一部分出口。中国的甲酰胺生产厂家有连云港市曙光化工厂、哈尔滨市制药厂、上海嘉定曹王化工厂等。这段时期，中国的甲酰胺产品主要用于制药。中国国内甲酰胺需求量单就湖南省而言，用于生产磺胺药和维生素的年需求量为250吨以上。

截至1997年，中国生产甲酰胺主要是甲酸酯化-甲酸甲酯氨化工艺，年产量仅几百吨。这种生产方法比较落后，原料消耗量大，产品成本高，且设备腐蚀严重。生产厂有江苏连云港市曙光化工厂和哈尔滨制药厂等。这个时期，中国甲酸酯化-甲酸甲酯氨化工艺生产的甲酰胺产品规格为：甲酰胺含量大于95%，水分小于0.5%，外观为无色油状。

截至2012年12月21日，中国生产甲酰胺的技术从国外引进到技术改进，已达工业化程度，产能从年产几百吨增加到上万吨，是增长速度较快的一种产品。中国早期的几套生产甲酰胺的小装置陆续被淘汰，仅剩宿迁市新亚科技有限公司、山东肥城阿斯德化工有限公司、重庆万利来化工股份有限公司、河南汇通甲醇有限公司及建业股份5家单位生产。其中宿迁新亚科技有限公司是当时中国最大的生产甲酰胺的企业，占市场份额的50%以上。不过，当时的中国甲酰胺产品没有相应的国家及行业标准，各企业以自己企业指标为准。当时中国甲酰胺消费主要集中在长三角地区，以江、浙一带为主，且中国国内甲酰胺市场年需求量在5万吨左右，主要应用于合成医药、农药、染料等。其中，甲酰胺在医药、农药合成原料上的应用占80%以上。由于中国国内生产的甲酰胺质量档次相对较低及应用领域较窄，且在农药上又出现了替代品，其用量逐渐减少，香料、染料对甲酰胺的年用量不到1000吨。如此，由于下游产品用量的限制，加上中国国内产量增加，进口量逐渐减少，出口量有所增加，中国向日本和韩国的年出口量达到约1万吨。中国国内甲酰胺的市场价格为6500元~7000元/吨，进口甲酰胺产品相对于中国国产的甲酰胺产品价格高出20%左右。

截至2012年12月，德国巴斯夫、美国Leonard Process Co公司与SD/Bethlehem steel Corp公司以及当时中国最大的甲酰胺生产单位宿迁新亚均采用甲醇羰基化法生产甲酸甲酯，再制成甲酰胺。中国国内也有利用甲醇脱氢法工艺制造甲酰胺的企业，而日本三菱瓦斯公司、三井石油化工公司、美国空气产品公司则是当时最大的利用甲醇脱氢法工艺生产甲酰胺的公司。甲醇脱氢法工艺路线与甲醇羰基化法工艺路线各有利弊。甲醇脱氢工艺投资较省，是甲醇羰基化法的80%，占地面积也小，装置结构简单，容易操作，但尾气排放量较大；而甲醇羰基化法虽然投资大且有CO净化装置，占地面积大，反应条件较苛刻，需在加压下操作，而且催化剂甲醇钠在反应中易水解生成不溶性甲酸钠，使管路堵塞，致使后续分离比较繁杂，但在甲酸甲酯生产过程中的尾气可以回到造气车间回收利用，生产成本相对于甲醇脱氢法较低。

2014年，化学家S. Civiš与其在中欧技术研究所（捷克布尔诺）的同事通过用强激光轰击甲酰胺和黏土，模拟小行星与流星体的碰撞。实验产生了（包括众多其他化合物在内的）鸟嘌呤、6-氨基嘌呤、胞嘧啶和尿嘧啶——四种构成脱氧核糖核酸的碱基。由此说明甲酰胺可能是地球生命起源的关键化合物。由于甲酰胺在可观测宇宙中大量存在，这为地球生命可能起源于外星的观点提供了可信依据。截至2015年6月，部分甲酰胺的生产厂家仍沿用加压加热CO2和NH3的方法来生产甲酰胺。

2020年~2022年连续三年，美国甲酰胺产量范围都稳定在‌5万磅到小于25万磅之间‌（换算后约为22.68吨到小于113.4吨）。

2023年8月，德国马克斯·普朗克煤炭研究所（位于米尔海姆）和杜塞尔多夫大学的研究团队阐述了一种简易的甲酰胺合成法。在温和的水热条件下，研究人员将二氧化碳和水通入负载有镍-铁氮化物异质结构的反应体系中，该异质结构在这里同时充当催化剂和氮源。虽然他们未报告具体产率数据，但作者指出在优化后的反应条件下，可生成大量甲酰胺与甲酸。截至2023年12月31日，美国甲酰胺产量范围在‌5万磅到小于25万磅之间‌（换算后约为22.68吨到小于113.4吨）。

截至2026年6月29日，全球甲酰胺主要供应商有A2B Chem、Thermo Fisher Scientific、东京化学工业株式会社等至少56个。

理化性质

物理性质

甲酰胺分子式为CH3NO、HCONH2，氢键供体数1，氢键受体数1，重原子数3，共价键单元数1，分子量为45.041g/摩尔，结构式为：

甲酰胺是无色透明油状液体，微有氨味、易吸水有吸湿性、遇热或明火易燃。甲酰胺溶于水、甲醇、乙醇、丙酮、冰醋，微溶于苯、三氯甲烷和醚。甲酰胺的相对密度1.1334（20℃），熔点2.5℃，沸点200℃~212℃（180℃开始部分分解），闪点154.44℃，自燃温度500℃。蒸汽压：5.100mmHg（80℃）、8.735mmHg（90℃）。钠D线折射率：1.44754（20℃），介电常数：8.4，表面张力：58.35×10⁻3N/m（20°C），粘度：4320×10⁻⁵Pa·s（15°C）、2926×10⁻⁵Pa·s（30°C）。甲酰胺的爆炸极限是在空气中体积百分比为2.7%~19%时。

化学性质

甲酰胺是最简单的单羧酸酰胺，由甲酸与氨通过羟醛缩合制得。它是甲醛类化合物的母体，具有溶剂功能。作为甲酰胺类物质中的一员，甲酰胺具有单羧酸酰胺特性。它既是单羧酸酰胺，也属于一碳化合物，在功能上与甲酸相关，并且是甲亚胺酸的互变异构体。甲酰胺在空气中易氧化，对铜及合金、黄铜、铅、橡胶有腐蚀作用。常温下甲酰胺水解速率平缓，升温或酸碱环境可加速水解；低于35℃、催化剂作用下会分解释放氢氰酸。甲酰胺溶液的pH值：0.1摩尔水溶液pH=7.1。

甲酰胺分子含羰基、酰胺基双活性官能团，化学反应活性高，可合成含氮杂环化合物、甲酸酯，也能与金属盐形成配位化合物；遇五氧化二磷脱水生成氰化氢，与五硫化二磷反应生成硫甲酰胺。甲酰胺在与无机酸一起煮沸时皂化为甲酸。

毒性

甲酰胺具有中等毒性。其毒性与二甲基甲酰胺相似，能影响神经系统、呼吸系统、血管系统、生殖系统、实质性器官（特别是肝脏）和胎儿，该物质具有累积毒性的作用。人通过摄入甲酰胺或吸入其蒸气进入体内、透过皮肤或眼部接触吸收进入血液，人类吸入和摄入甲酰胺时，会嗜睡、倦怠（虚弱、衰竭）、头痛、恶心、腹泻。在一项为期两年的灌胃研究中，没有证据表明甲酰胺对接受20、40或80毫克/公斤剂量的雌雄F344/N大鼠具有致癌活性。基于肝血管肉瘤发生率的增加，有明确证据表明甲酰胺对雄性B6C3F1小鼠具有致癌活性。根据肝腺瘤或癌（合并统计）发生率的增加，甲酰胺对雌性B6C3F1小鼠的致癌活性证据尚不明确。另外，雄性大鼠骨髓增生发生率有所上升。雄性小鼠睾丸动脉和睾丸膜的矿化以及脾脏造血细胞增殖也与甲酰胺给药相关。

甲酰胺燃烧分解时放出有毒的氮氧化物，甲酰胺的蒸气或烟雾病对眼睛、黏膜和上呼吸道有刺激，造成咳嗽、咽喉不适等呼吸道危害。甲酰胺还对皮肤有轻微刺激和过敏作用，人体皮肤接触会出现红晕、皮疹。将甲酰胺滴入眼睛内时，引起脓性结膜炎和角膜浑浊；将甲酰胺一次或多次涂于家兔皮肤时，刺激作用微弱；但是在同样情况下，小白鼠却死亡。而将大白鼠尾巴浸入甲酰胺中一次或两次（每次4小时）之后则出现亲胚胎作用。

甲酰胺急性中毒动物实验数据：吸入接近饱和浓度（0.73毫克/升）的甲酰胺蒸气时，小白鼠的呼吸道和眼睛受到轻微刺激。灌胃时的半数致死量LD50，小白鼠为3.1克/公斤，大白鼠为5.6克/公斤，豚鼠类为1.25克/公斤。在大白鼠怀孕的第10日用2~3克/公斤的剂量灌胃，胚胎出现中毒。如果使用最小的剂量，以保证不致引起怀孕大白鼠中毒，却出现了强烈的亲胚胎效应。急性中毒后动物出现运动脊髓小脑性共济失调、血管障碍、肌肉痉挛和后肢轻瘫。甲酰胺对青蛙皮下注射致死量为300毫升/公斤体重。

应用领域

甲酰胺是一种有机化工原料和高沸点溶剂，溶解性能好，可溶解多种塑料和纤维，且能溶解多种无机盐类。甲酰胺是医药（如：磺胺药，维生素等）、香料、染料等的原料。可用作纸张的处理剂、纤维工业的柔软剂、动物胶的软化剂、在石油工业中用作溶剂及有机合成的极性溶剂等。试剂级甲酰胺用作色谱分析试剂，用于测定大米中氨基酸的含量。甲酰胺用作脱氧核糖核酸和核糖核酸相对无害可逆的变性剂，可以降低变性杂交的双链的变性温度(Tm)。使DNA和RNA在比正常解链温度低的缓冲液中可以解链做分子杂交。截至1997年，甲酰胺被大量用作新开发的高效低毒农药粉锈宁的主要原料，且需求量逐年递增。

合成过程

甲酰胺主要是由甲酸甲酯氨化制得的产品。甲酸甲酯由甲酸酯化、甲醇羰基化和甲醇脱氢生产。甲酸甲酯经氨化生成含醇甲酰胺，通过蒸馏除去甲醇得甲酰胺产品。甲酸甲酯与碘化钠的氨进入反应器，在1.3MPa、温度65℃下反应，反应产物经平衡罐、轻馏分塔进入精制塔，由塔底获得精制的甲酰胺。由甲酸与甲醇酯化路线制甲酰胺，每吨产品约消耗甲酸（95％）1350kg、甲醇（95％）1000kg、液氨（99％）497kg。由甲醇羰基化路线制甲酰胺，每吨产品约消耗甲醇31kg，一氧化碳702kg，氨314kg。生产流程见下图：

此外，小规模生产也有采用甲酸和尿素反应一步生成甲酰胺。

或由氨和一氧化碳在高压下催化反应直接合成甲酰胺。

含量检验

方法

甲酰胺遇氢氧化钠水溶液起分解作用，放出氨，经蒸馏，将生成的游离氨全部吸收在定量的硫酸溶液中，然后用碱标准溶液回滴过量的酸。以下是化学方程式：

HCONH2+NaOH＝HCOONa+NH3↑

2NH3+H2SO4＝(NH4)2SO4

H2SO4+2氢氧化钠=Na2SO4+2H2O

试剂

氢氧化钠标准溶液：1N，硫酸溶液：1N，甲基红指示剂，0.1%的乙醇溶液。

操作程序

称取1克试样，称准至0.0002克，于500毫升凯氏定氮瓶中，加入200毫升水，将定氮瓶与安全球及冷凝管连接，冷凝管另一端通过承接管浸入500毫升锥形瓶的液面下，内装40毫升1N硫酸，加入二滴甲基红指示剂。将定氮瓶打开加入50毫升1N氢氧化钠溶液，立即盖上瓶塞进行蒸馏，待瓶内溶液蒸出约2/3以上时停止蒸馏，用水冲洗承接管，以1N氢氧化钠标准溶液滴定过量的酸，滴至溶液呈现黄色时为终点。同时作空白试验。

按下式计算甲酰胺含量的百分率：（V0-V1）×N×0.0450

甲酰胺%= —————————×100

式中：V0——空白所耗氢氧化钠标准溶液的毫升数V1——试样所耗氢氧化钠标准溶液的毫升数，N——氢氧化钠标准溶液的当量浓度，0.0450——每毫克当量甲酰胺的克数，W——试样重量（克）。

注意事项

称样可采用小滴瓶，直接滴入凯氏定氮瓶，瓶内预先放入200毫升水，或用5毫升小称量瓶称样，将称量瓶与试样一起放入凯氏瓶中。

安全事宜

危害

通常，甲酰胺在20°C下蒸发时，空气中的有害污染浓度不会达到或仅会极其缓慢达到危险水平。但甲酰胺是可燃物，遇热或明火易燃，在储存期间达到爆炸极限可发生爆炸。甲酰胺蒸气（该蒸气密度大于空气）在高于310°F（约154°C）的空气中会燃烧，甲酰胺在180至210°C开始分解时会释放刺激性或有毒烟雾（一氧化碳和氨）。

危险识别

全球统一制度（GHS）分类

根据欧洲议会和欧盟理事会第1272/2008号（EC）条例制定的甲酰胺GHS分类：危险。

警示术语（GHS危险说明）：H360D——可能对人类胎儿造成伤害（危险生殖毒性）。

安全性术语（防范说明）：P203——使用前获取、阅读并遵循所有安全说明， P280——佩戴防护手套/防护服/护目镜/面部防护装置/听力防护装置等，P318——如接触或担心，请寻求医疗建议，P405——上锁保管，以及P501——按照当地法规处置内装物/容器。

美国国家消防协会（NFPA）危险等级评定

美国国家消防协会NFPA 704钻石评级：2-1-0。

健康危害评级：2——在紧急条件下，可能导致暂时性丧失能力或残留伤害。

火灾等级评级：1——需预热才能点燃，在所有环境温度下均需大量预热才能发生点燃和燃烧。

不稳定性评级：0——材料本身通常稳定，即使在火灾条件下也是如此。

欧盟REACH法规化学品危险分类

欧洲化学品管理局（ECHA）公示的欧盟REACH法规中对甲酰胺的危险分类：

Carc.2（52.1%）：Carc.是Carcinogen（致癌性）的缩写，代表该物质属于‌类别2的致癌物质。括号内为对应分类的统一占比数据。

Repr.1B （82.5%）：Repr.是Reproductive 毒性（对人类生殖能力的毒性）的缩写，即‌1B类生殖毒性物质‌，括号内为分类占比数据。同时列入SVHC高度关注物质清单。

Repr. 1B (17.3%)：【即胎儿发育毒性类别1B （17.3%）】：对胎儿发育毒性（致畸/发育缺陷）为1B类生殖毒性物质，括号内数据为分类占比。

STOT RE 2 (52.1%)：【即特定靶器官毒性-重复接触类别2 （52.1%）】：对应GHS的靶器官毒性分类，代表该物质经过重复接触后，可能对特定器官产生毒性危害，属于类别2（怀疑存在靶器官毒性）。

防护方法

建议人类经皮肤吸收接触甲酰胺的限值（时间加权平均值）为10ppm（15毫克/立方米）。生产过程应注意设备的密闭性，防止泄漏，使用通风设备、局部排气装置或呼吸防护装备。操作人员应穿戴防护用具，避免与人体直接接触。工作期间禁止饮食或吸烟。

保护性行动标准（PAC）

美国能源部PAC化学数据库中，针对甲酰胺制定的应急化学品接触限值标准即保护性行动标准（Protective Action Criteria，简称PAC）‌。

‌PAC-1‌：3.0[ppm]‌，PAC-2‌：33[ppm]‌，PAC-3‌：200[ppm]。

急救措施

皮肤接触：用清水冲洗受污染皮肤。

眼睛接触：用大量水冲洗眼睛，不时提起上下眼睑。立即就医。

呼吸：进行呼吸支持。

吸入蒸气：将受害人移至新鲜空气处，必要时输氧或人工呼吸，若出现症状（如喘鸣、咳嗽、气短或口腔/咽喉/胸部灼烧感），应联系医生并准备将受害者送医。救援人员进入未知气体环境时须配备合格呼吸防护装备，尽可能使用自给式呼吸器（SCBA）。

吞食摄入化学品：饮足量温水，催吐，就医。

储存运输

甲酰胺应与氧化剂、酸类和碱类隔离存放。保持干燥。甲酰胺可用硬聚乙烯桶或铁桶包装，密封保存，并防潮，避免与水接触，贮存于阴凉通风处或冷藏保存。如条件允许，建议将该化合物置于惰性气氛中储存。储存处禁止明火。按有毒物品规定贮运。甲酰胺少量泄漏可用吸收材料吸收（如用干燥沙土或惰性吸收剂吸附残余液体）；大量泄漏围堤后，用泵收集。尽可能将泄漏和溢出的液体收集到可密封容器中。通过标准稀释法，生活污水接种检测BOD5：0g（氧)/g(样品）。说明生活污水中的甲酰胺不可用生物降解。甲酰胺废弃物处置方法用焚烧法。废料溶于易燃溶剂后敞口燃烧或焚烧。焚烧炉排出的气体要通过碱洗涤器除去有害成份。实施废物残渣（包括污泥废物）的土地处置前，应咨询环境监管机构以获取可接受处置规范的指导。