氫氰酸
IUPAC名 Formonitrile[ 1] Hydridonitridocarbon[ 2]
别名
氢氰酸，甲腈
识别
CAS号
74-90-8 Y
PubChem
768
ChemSpider
748
SMILES
3DMet
B00275
UN编号
1051
EINECS
200-821-6
ChEBI
18407
RTECS
MW6825000
KEGG
C01326
MeSH
Hydrogen+Cyanide
性质
化学式
HCN
摩尔质量
27.03 g·mol⁻¹
外观
無色氣體或淡藍色[ 3]
密度
0.6876 g cm−3 [ 4]
熔点
-13.29 °C（260 K）（[ 4]
沸点
26 °C（299 K）（[ 4]
溶解性 （水 ）
易溶
蒸氣壓
100 kPa (25 °C)[ 5]
pK a
9.21（水中）[ 6]
折光度 n D 1.2675 [ 7]
黏度
0.183 mPa·s (25 °C)[ 8]
结构
分子构型
直线形
偶极矩
2.98 D
热力学
Δf H m ⦵ 298K
135.1 kJ mol−1
S ⦵ 298K 201.8 J K−1 mol−1
热容
35.9 J K−1 mol−1 (气体)[ 9]
危险性
警示术语
R：R12 R26 R27 R28 R32
安全术语
S：S1/2 S7 S9 S13 S16 S28 S29 S45
主要危害
劇毒及易燃
NFPA 704
闪点
−17.78 °C
爆炸極限
5.6% – 40.0%[ 10]
允许暴露限值
TWA 10 ppm (11 mg/m3 ) [skin][ 10]
致死量或浓度：
501 ppm (大鼠, 5 min)[ 11]
200 ppm (哺乳动物, 5 min)[ 11]
相关物质
相关化学品
氰 、氯化氰 、磷杂乙炔 三甲基氰硅烷
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa） 下。
氰化氫 ，又稱氫氰酸 ，化学式 H C N ，相当擬鹵素 氰 鹵化氫 。标准状态下为液體 ，剧毒且致命，無色而苦 ，並有淡淡的杏仁 氣味（杏桃 的果核中含有苦杏仁苷 ，溶于水會釋放出氰化氫[ 12] 基因 [ 13]
红色的铁氰酸根 离子，是普鲁士蓝 的一部分。 氢氰酸首次在一种1706年已知的蓝色染料（普鲁士蓝 ）中提取，不过普鲁士蓝的结构在当时仍然未知。它现在的结构是已知的，为水合铁氰化铁的配位聚合物 。1752年，法国化学家 Pierre Macquer 氧化铁 和一种挥发性物质，后两者还可以重新反应生成普鲁士蓝。[ 14] 卡尔·威廉·舍勒 于 1782成功从普鲁士蓝中分离出氢氰酸，[ 15] Blausäure （德文，意为蓝酸），因为它的水溶液是酸性的，并且来自于普鲁士蓝。
1787年，法国化学家克劳德·贝托莱 展示出了氢氰酸不含氧，[ 16] [ 17] 约瑟夫·路易·盖-吕萨克 制备了纯的液态氰化氢。[ 18] [ 19] cyanide ）的名称由cyan 衍生而来。
氰化氢的实验室制法是通过氰化物 与酸 反应制备，如：
H
+
+
C
N
−
⟶
H
C
N
{\displaystyle {\rm {H^{+}+CN^{-}\longrightarrow HCN}}}
最重要的工业制取氰化氢的方法要数Andrussow氧化反应 ，它是通过甲烷 、氨气 以及氧气 在约1200°C经由铂 催化得到氰化氢：
2
C
H
4
+
2
N
H
3
+
3
O
2
→
P
t
2
H
C
N
+
6
H
2
O
{\displaystyle {\rm {2CH_{4}+2NH_{3}+3O_{2}{\xrightarrow {Pt}}2HCN+6H_{2}O}}}
其中反应所需能量由甲烷和氨气的部分氧化提供。 这个反应是由德国 化学家Leonid Andrussow首先在1927年于法本公司 发现的。[ 20] 或者由石墨與氨氣加强热生成氣體，冷凝後得液體氰化氫。
N
H
3
+
C
≜
H
C
N
+
H
2
{\displaystyle {\rm {NH_{3}+C\triangleq HCN+H_{2}}}}
也可以用甲酸铵进行脱水（可以用五氧化二磷）来制取，这是一种比较快捷，原料易得的方法，适合在暂时无氰化物的时候制取少量氰化氢。
HCN 是氰化钠 和氰化钾 的前体，后两者可用于开采金 和银 ，来获得这些金属。经过氰醇 中间体，一系列由 HCN 制成的有用有机化合物包括甲基丙烯酸甲酯 单体 、经过斯特雷克氨基酸合成反应 制成的甲硫氨酸 、嵌合剂EDTA 和NTA 。 经过氢氰化反应 丁二烯 ，形成己二腈 ，一种合成尼龙-6,6 的前体。[ 21]
分子可溶於水 中形成氫氰酸 。可與卤代烃 進行親核取代反應 （SN ），及與羰基 化合物進行親核加成反應 生成α-羟基腈。由於可以使化合物 增加一個碳 原子 ，故是重要的有机合成 试剂和化工 步驟，实际上常用CN− 作亲核试剂 。
HCN 可以从一些水果 里获得，像是樱桃 、杏组 、苹果 和苦杏仁 ，杏仁油和调味品就是从中提取的。 它们有少量的羟腈 ，像是扁桃腈 和扁桃苷 ，会缓慢释放氢氰酸。[ 22] [ 23] [ 24] 千足虫 也会释放氢氰酸来防御，[ 25] 斑蛾科 。另外群居性的蝗蟲也會產生氫氰酸來阻止天敵圍剿。氢氰酸是交通工具产生的一种废气，也可以由含氮塑料 燃烧而成。木薯 根甚至有每公斤 1 克的 HCN。[ 26] [ 27]
土卫六 的南极漩涡是HCN组成的一个巨大的漩涡云（2012年11月29日拍摄）。卡西尼-惠更斯号 太空探测器上的四台仪器、旅行者1号 上的一台仪器和地球上的一台仪器在土卫六大气中测量到了氢氰酸。[ 28] 原位 测量，其中卡西尼号在土卫六表面上方 1,000至1,100 km（620至680 mi） 处收集大气气体进行质谱 分析。 [ 29] 2 CN 自由基在土卫六的大气中形成的：[ 30] [ 31]
CH3 + N → H2 CN + H → HCN + H2
紫外线会把 HCN 分解成 CN + H。不过， CN 会通过 CN + CH4 → HCN + CH3 反应重新变成氢氰酸。[ 30]
据推测，木星和土星相互作用产生的一系列小行星（称为后期重轰炸期 ）的碳炸毁了年轻地球的表面，并与地球大气中的氮气反应， 形成氢氰酸。[ 32]
一些作者表示脑神经 可以在阿片类药物 受体 通过内源性或外源性阿片类药物的激发下产生氢氰酸。他们还表明，HCN的神经元产生会激活N-甲基-D-天门冬胺酸受体 ，并在神经元细胞之间的信号转导 中发挥作用。 此外，由于大量的阿片类药物的镇痛作用 被HCN清除剂减弱，因此在阿片类药物的镇压下似乎需要增加内源性神经元HCN的产生。他们认为内源性HCN是神经调节剂。 [ 33]
还已经表明，尽管在培养的嗜胆碱 蕈毒碱型乙酰胆碱受体 ，增加了HCN的产生，但是在活生物体中，蕈毒碱型乙酰胆碱受体的刺激实际上降低了HCN的产生。 [ 34]
白血球 在吞噬作用 中产生HCN，并可以通过产生几种不同的有毒化学物质杀死细菌 ，真菌 和其他病原体，其中一种是氢氰酸。 [ 33]
已显示，由硝普钠 引起的血管舒张 不仅通过NO的产生来介导，而且还通过内源性氰化物的产生来介导，与硝化甘油 和其他非氰类的硝酸盐相比，不仅增加了毒性，而且还增加了血液中的氰化物濃度。 [ 35]
HCN 是烟气 [ 36]
氢氰酸作为核酸和氨基酸的前体被讨论，也可能是生命起源 的一部分。[ 37] 腺嘌呤 可以由氢氰酸五聚而成。 [ 38]
健康危害：抑制細胞色素氧化酶 ，造成細胞內窒息。可致眼、皮膚灼傷，吸收引起中毒。
急性中毒：
短時間內吸入高濃度氰化氫氣體，可立即呼吸停止而死亡。
非驟死者臨床分為4期： 前驅期有粘膜刺激、呼吸加快加深、乏力、頭痛；口服有舌尖、口腔發麻等。
呼吸困難期有呼吸困難、血壓升高、皮膚粘膜呈鮮紅色等。
驚厥期出現抽搐、昏迷、呼吸衰竭。
麻痹期全身肌肉鬆弛，呼吸心跳停止而死亡。 慢性影響：神經衰弱 綜合症 、皮炎 。
在第一次世界大战 中，法国从1916年开始使用氢氰酸作为化学武器对付同盟国 ，美国和意大利 在1918年也将氢氰酸用作对付同盟国的化学武器，但由于密度的原因，氢氰酸并不有效。[ 39] [ 40] 光气 和氯气 形成对比，它们会停留在地面，沉入堑壕 。这可以使它们的浓度增加，直至致死浓度。这些缺点使得氰化氢根本不能用于战场。当氢氰酸在空气的浓度为 100–200 ppm 时，可以在 10 到 60 分钟杀死人。[ 41] ppm (大概 2380 mg/m3 ) ，它可以在一分钟杀死人。[ 41] 细胞色素c氧化酶 的非竞争性抑制剂 呼吸 。因此，氢氰酸被归类为化学武器 的血液抑制剂 [ 42] 禁止化学武器公约 的第三类物质，它有合法的大规模民用，年产30吨氢氰酸以上的工厂必须登记，且允许检查。
氢氰酸可用作杀虫剂。 其中最著名的是Zyklon B Cyclone B ，其中B 代表 Blausäure [ 43] 第二次世界大战 期间，纳粹德国 灭绝营 使用了它来杀死群众，作为其最终解决方案 种族灭绝计划的一部分。 难民营中也使用氢氰酸消灭衣服，企图消灭虱子和其他寄生虫携带的疾病。 最初的捷克生产商之一继续以商标 Uragan D2 生产Zyklon B[ 44] 美国 某些州执行死刑 中使用的试剂，在执行过程中，氢氰酸是通过硫酸 和氰化钠 或氰化钾 反应而产生的。
从18世纪中叶开始，它被用于一些谋杀和自杀。 [ 45]
氰化氢气体在 5.6%的浓度以上时会爆炸。[ 46]
^ Hydrogen Cyanide – Compound Summary . PubChem Compound. United States: National Center for Biotechnology Information. Identification. 16 September 2004 [2012-06-04 ] . （原始内容存档 于2014-01-16）. ^ hydrogen cyanide (CHEBI:18407) . Chemical Entities of Biological Interest. UK: European Bioinformatics Institute. Main. 18 October 2009 [2012-06-04 ] . （原始内容存档 于2021-04-04）. ^ Hydrogen cyanide . PubChem Database. National Center for Biotechnology Information. [2019-11-08 ] . （原始内容存档 于2019-11-08）. ... Hydrogen cyanide, anhydrous, stabilized appears as very volatile colorless or pale-blue liquid or gas ... ^ 4.0 4.1 4.2 Haynes, 4.67
^ Haynes, 6.94
^ Evans, D. A. pKa's of Inorganic and Oxo-Acids (PDF) . [June 19, 2020] . （原始内容存档 (PDF) 于2021-03-16）. ^ Patnaik, P. Handbook of Inorganic Chemicals. McGraw-Hill. 2002. ISBN 978-0-07-049439-8 ^ Haynes, 6.231
^ Haynes, 5.19
^ 10.0 10.1 NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards. #0333 . NIOSH . ^ 11.0 11.1 Hydrogen cyanide . Immediately Dangerous to Life and Health Concentrations (IDLH). National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH). ^ 车振明，李明元. 高等学校专业教材 食品安全学. 2013. ISBN 7501992576 ^ 天津爆炸的危险品可能是什么？ . [2015-08-18 ] . （原始内容存档 于2016-01-26）. ^ Macquer, Pierre-Joseph (presented: 1752; published: 1756) "Éxamen chymique de bleu de Prusse" （页面存档备份 ，存于互联网档案馆 ） (Chemical examination of Prussian blue), Mémoires de l'Académie royale des Sciences , pp. 60–77.
^ Scheele, Carl W. (1782) "Försök, beträffande det färgande ämnet uti Berlinerblå" （页面存档备份 ，存于互联网档案馆 ） (Experiment concerning the coloring substance in Berlin blue), Kungliga Svenska Vetenskapsakademiens handlingar (Royal Swedish Academy of Science's Proceedings), 3 : 264–275 (in Swedish).
"De materia tingente caerulei berolinensis" （页面存档备份 ，存于互联网档案馆 ） in: Carl Wilhelm Scheele with Ernst Benjamin Gottlieb Hebenstreit (ed.) and Gottfried Heinrich Schäfer (trans.), Opuscula Chemica et Physica (Leipzig ("Lipsiae"), (Germany): Johann Godfried Müller, 1789), vol. 2, pages 148–174.
^ Berthollet, C. L. (presented: 1787 ; published: 1789)
"Mémoire sur l'acide prussique" （页面存档备份 ，存于互联网档案馆 ） (Memoir on prussic acid), Mémoires de l'Académie Royale des Sciences , pages 148–161.
Berthollet, C. L. Extrait d'un mémoire sur l'acide prussique [Extract of a memoir on prussic acid] . Annales de Chimie. 1789, 1 : 30–39 [2021-02-13 ] . （原始内容存档 于2021-11-17）.
^ Newbold, B. T. Claude Louis Berthollet: A Great Chemist in the French Tradition . Canadian Chemical News. 1999-11-01 [2010-03-31 ] . （原始内容存档 于2008-04-20）. ^ Gay-Lussac, J. L. Note sur l'acide prussique [Note on prussic acid] . Annales de Chimie. 1811, 44 : 128–133 [2021-02-13 ] . （原始内容存档 于2021-03-15）. ^ Gay-Lussac, J. L. Recherche sur l'acide prussique [Research on prussic acid] . Annales de Chimie. 1815, 95 : 136–231 [2021-02-13 ] . （原始内容存档 于2021-03-15）. ^ Andrussow, L. Über die katalytische Oxydation von Ammoniak-Methan-Gemischen zu Blausäure . Angewandte Chemie . 1935-09-14, 48 (37): 593–595. doi:10.1002/ange.19350483702 （德语） . ^ Gail, E.; Gos, S.; Kulzer, R.; Lorösch, J.; Rubo, A.; Sauer, M., Cyano Compounds, Inorganic, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry , Weinheim: Wiley-VCH, 2005, doi:10.1002/14356007.a08_159.pub2 ^ Vetter, J. Plant cyanogenic glycosides . Toxicon. 2000, 38 (1): 11–36. PMID 10669009 doi:10.1016/S0041-0101(99)00128-2 ^ Jones, D. A. Why are so many food plants cyanogenic? . Phytochemistry . 1998, 47 (2): 155–162. PMID 9431670 doi:10.1016/S0031-9422(97)00425-1 ^ Are Apple Cores Poisonous? . The Naked Scientists. 26 September 2010 [6 March 2014] . （原始内容 存档于2014-03-06）. ^ Blum, M. S.; Woodring, J. P. Secretion of Benzaldehyde and Hydrogen Cyanide by the Millipede Pachydesmus crassicutis (Wood). Science . 1962, 138 (3539): 512–513. Bibcode:1962Sci...138..512B PMID 17753947 S2CID 40193390 doi:10.1126/science.138.3539.512 ^ Aregheore, E. M.; Agunbiade, O. O. The toxic effects of cassava (Manihot esculenta Crantz) diets on humans: a review. Veterinary and Human Toxicology. 1991, 33 (3): 274–275. PMID 1650055 ^ White, W. L. B.; Arias-Garzon, D. I.; McMahon, J. M.; Sayre, R. T. Cyanogenesis in Cassava, The Role of Hydroxynitrile Lyase in Root Cyanide Production . Plant Physiology . 1998, 116 (4): 1219–1225. PMC 35028 PMID 9536038 doi:10.1104/pp.116.4.1219 ^ Loison, J.C.; Hébrard, E.; Dobrijevic, M.; Hickson, K.M.; Caralp, F.; Hue, V.; Gronoff, G.; Venot, O.; Bénilan, Y. The neutral photochemistry of nitriles, amines and imines in the atmosphere of Titan. Icarus. February 2015, 247 : 218–247. Bibcode:2015Icar..247..218L doi:10.1016/j.icarus.2014.09.039 ^ Magee, Brian A.; Waite, J. Hunter; Mandt, Kathleen E.; Westlake, Joseph; Bell, Jared; Gell, David A. INMS-derived composition of Titan's upper atmosphere: Analysis methods and model comparison. Planetary and Space Science. December 2009, 57 (14–15): 1895–1916. Bibcode:2009P&SS...57.1895M doi:10.1016/j.pss.2009.06.016 ^ 30.0 30.1 Pearce, Ben K. D.; Molaverdikhani, Karan; Pudritz, Ralph; Henning, Thomas; Hébrard, Erid. HCN Production in Titan's Atmosphere: Coupling Quantum Chemistry and Disequilibrium Atmospheric Modeling . Astrophysical Journal. 2020, 901 (2): 110. S2CID 221095540 arXiv:2008.04312 doi:10.3847/1538-4357/abae5c ^ Pearce, Ben K. D.; Ayers, Paul W.; Pudritz, Ralph E. A Consistent Reduced Network for HCN Chemistry in Early Earth and Titan Atmospheres: Quantum Calculations of Reaction Rate Coefficients. The Journal of Physical Chemistry A. 2019-02-20, 123 (9): 1861–1873. Bibcode:2019JPCA..123.1861P ISSN 1089-5639 PMID 30721064 S2CID 73442008 arXiv:1902.05574 doi:10.1021/acs.jpca.8b11323 ^ Wade, Nicholas. Making Sense of the Chemistry That Led to Life on Earth . The New York Times. 2015-05-04 [5 May 2015] . （原始内容存档 于2017-07-09）. ^ 33.0 33.1 Borowitz JL, Gunasekar PG, Isom GE. Hydrogen cyanide generation by mu-opiate receptor activation: possible neuromodulatory role of endogenous cyanide. Brain Res. 12 Sep 1997, 768 (1–2): 294–300. PMID 9369328 S2CID 12277593 doi:10.1016/S0006-8993(97)00659-8 ^ Gunasekar PG, Prabhakaran K, Li L, Zhang L, Isom GE, Borowitz JL. Receptor mechanisms mediating cyanide generation in PC12 cells and rat brain. Neurosci Res. May 2004, 49 (1): 13–18. PMID 15099699 S2CID 29850349 doi:10.1016/j.neures.2004.01.006 ^ Smith RP, Kruszyna H. Toxicology of some inorganic antihypertensive anions.. Fed Proc. Jan 1976, 35 (1): 69–72. PMID 1245233 ^ Talhout, Reinskje; Schulz, Thomas; Florek, Ewa; Van Benthem, Jan; Wester, Piet; Opperhuizen, Antoon. Hazardous Compounds in Tobacco Smoke . International Journal of Environmental Research and Public Health. 2011, 8 (12): 613–628. ISSN 1660-4601 PMC 3084482 PMID 21556207 doi:10.3390/ijerph8020613 ^ Matthews, C. N. The HCN World: Establishing Protein – Nucleic Acid Life via Hydrogen Cyanide Polymers. Origins: Genesis, Evolution and Diversity of Life. Cellular Origin and Life in Extreme Habitats and Astrobiology 6 . 2004: 121–135. ISBN 978-1-4020-2522-8doi:10.1007/1-4020-2522-X_8 ^ Al-Azmi, A.; Elassar, A.-Z. A.; Booth, B. L. The Chemistry of Diaminomaleonitrile and its Utility in Heterocyclic Synthesis. Tetrahedron. 2003, 59 (16): 2749–2763. doi:10.1016/S0040-4020(03)00153-4 ^ Schnedlitz, Markus (2008) Chemische Kampfstoffe: Geschichte, Eigenschaften, Wirkung . GRIN Verlag. p. 13. ISBN 364023360-3 .
^ Weapons of War - Poison Gas （页面存档备份 ，存于互联网档案馆 ）. firstworldwar.com^ 41.0 41.1 Environmental and Health Effects （页面存档备份 ，存于互联网档案馆 ）. Cyanidecode.org. Retrieved on 2012-06-02.^ Hydrogen Cyanide . Organisation for the Prohibition of Chemical Weapons. [2009-01-14 ] . （原始内容存档 于2018-07-17）. ^ Dwork, D.; van Pelt, R. J. Auschwitz, 1270 to the present 443 . ISBN 978-0-393-03933-7 ^ BLUE FUME . Chemical Factory Draslovka a.s. [2020-07-06 ] . （原始内容存档 于2021-02-16）. ^ The Poison Garden website . [18 October 2014] . （原始内容存档 于2021-02-16）. ^ Documentation for Immediately Dangerous to Life or Health Concentrations (IDLHs) – 74908 . NIOSH. [2021-02-16 ] . （原始内容存档 于2021-03-24）.
