异氰酸

异氰酸
IUPAC名 Isocyanic acid
识别
CAS号	75-13-8   420-05-3（氰酸） ?
PubChem	6347
ChemSpider	6107
SMILES	O=C=[N@H]
InChI	1/CHNO/c2-1-3/h2H
InChIKey	OWIKHYCFFJSOEH-UHFFFAOYAE
性质
化学式	HNCO
摩尔质量	43.03 g·mol⁻¹
外观	无色液体或气体（沸点接近室温）
密度	1.14 g/cm3 (20 °C)
熔点	-86 °C
沸点	23.5 °C
溶解性（水）	可溶
溶解性	可溶于苯、甲苯、醚
危险性
主要危害	有毒
若非注明，所有数据均出自一般条件（25 ℃，100 kPa）下。

异氰酸是一种无机化合物，分子式为HNCO，通常写作 H–N=C=O。它是无色的物质，有挥发性，有毒，沸点为 23.5 °C。为氰酸的互变异构体。

异氰酸对应的阴离子 [N=C=O]⁻ 和氰酸一样，也被称作氰酸盐。相关的官能团 –N=C=O 叫做异氰酸酯，是氰酸酯 –O–C≡N、雷酸盐 –O–N⁺≡C⁻和氧化腈 –C≡N⁺–O⁻的异构体。

异氰酸于 1830年被尤斯图斯·冯·李比希和弗里德里希·维勒发现。

异氰酸是含有碳、氢、氮和氧这四个在有机化学和生物学中最常见的原子组成的稳定分子里，最简单的。它也是四个化学式为 HOCN 的化合物中唯一稳定的，其它三个是氰酸 H–O–C≡N 、雷酸 H–C≡N⁺–O⁻和异雷酸 H–O–N⁺≡C⁻。

结构

尽管根据价键理论，异氰酸可以被写成 HN=C=O，气态红外光谱显示 2268.8 cm⁻¹的震动，由碳-氮三键引起。因此， H+N≡C−O⁻ 才是主要的共振异构体。

性质

物理性质

纯异氰酸的熔点为 −86.8 °C ，沸点为 23.5 °C，所以在常温下有挥发性。

酸性

在水溶液下，异氰酸是一种弱酸，pK_a为 3.7：

HNCO ⇌ H⁺ + NCO⁻

水解

异氰酸水解成二氧化碳和氨：

HNCO + H₂O → CO₂ + NH₃

聚合反应

在高浓度下，异氰酸会聚合成三聚体三聚氰酸和1,3,5-三亚胺基-2,4,6-三氧六环，一种聚合物。它们可以简单地从液态或气态反应物中分离。三聚氰酸加热时会分解成异氰酸。

在溶液里的稳定性

稀异氰酸在惰性溶液中稳定，例如醚和氯代烃。

反应

异氰酸和胺反应，形成脲（碳酰胺）：

HNCO + RNH₂ → RNHC(O)NH₂.

这个反应叫做碳酰胺化反应。

制备

异氰酸可以由氰酸盐，例如氰酸钾和气态氯化氢或是像草酸之类的酸反应而成。

H⁺ + NCO^- → HNCO

HNCO 也可以由三聚体三聚氰酸热分解而成：

C₃H₃N₃O₃ → 3 HNCO

弗里德里希·维勒合成尿素的逆反应：

OC(NH₂)₂ → HNCO + NH₃

其中的异氰酸会迅速聚合成三聚氰酸。

存在

异氰酸在星际物质中被检测到。

异氰酸也在多种烟中用质谱法被检测到，包括烟雾和烟气。异氰酸易溶于水，会对肺部构成健康风险。

外部链接

• Walter, Wolfgang. Organic Chemistry: A Comprehensive Degree Text and Source Book. Chichester: Albion Publishing. 1997: 364. ISBN 978-1-898563-37-2. 
• Cyanic acid from NIST Chemistry WebBook (accessed 2006-09-09)