Metam (144-54-7) Физико-химические свойства

Химический профиль

Metam

Органическое серосодержащее низкомолекулярное тиокарбаминовое кислотное соединение, используемое в промышленности в качестве исходного вещества для коммерчески доступных солей метама и в качестве прекурсора в агрохимических препаратах.

Номер CAS	144-54-7
Класс веществ	Тиокарбаминовые кислоты
Типичная форма	Порошок или кристаллическое твердое вещество
Стандарты качества	EP

Используется преимущественно в производстве и формулировании агрохимикатов как прекурсор для коммерчески применяемых солей метама (например, натриевых или калиевых производных) и промежуточных соединений, таких как метил изотиоцианат; закупки обычно ориентированы на сорт, чистоту и совместимость с последующими процессами конверсии. В промышленных и НИОКР условиях обычной практикой являются контроль за обращением и хранением, спецификация сорта EP при необходимости, а также аналитический контроль качества для определения активности и профиля примесей – важные аспекты для безопасного формулирования и управления цепочками поставок.

Metam является органосерным тиокарбаминовым кислотным соединением, систематическое название – метилкарбамодитиоиновая кислота. По структуре представляет собой N‑метил тиокарбаминовую кислоту с тиокарбонильной группой (C=S), связанной с терминальной тиоловой группой; базовая молекулярная формула – \(\ce{C2H5NS2}\). Нейтральная кислота находится в равновесии с её депронированным анионом тиокарбамата, а коммерчески и сельскохозяйственно значимые формы – это щелочные и аммониевые соли (например, метам-натрий, метам-калий, метам-аммоний), которые представляют собой водорастворимые, устойчивые при хранении прекурсоры активного фумиганта метил изотиоцианата в полевых условиях.

В электронной структуре молекулы комбинируются полярный мотив N–C(=S)–S с малым алкильным заместителем (N‑метил). Тиокарбонильная группа придаёт сере нуклеофильные свойства и восприимчивость к гидролизу и путям разложения, приводящим к образованию изотиоцианатов; протонирование по N–H/N–Me контролирует водный спекьацию (кислота против аниона). Вычисленные дескрипторы указывают на низкое-среднее липофильное сродство и выраженную полярность: рассчитанное значение XLogP составляет 0.7, а топологическая полярная площадь равна 45.1 Å², что соответствует молекулам, распределяющимся между водными и умеренно полярными органическими фазами, и образующим растворимые соли при нейтрализации.

Промышленное значение определяется ролью в борьбе с вредителями: исходная кислота выступает в качестве про-пестицида, а её соли формулируют и применяют как фумиганты почвы и прекурсоры для широкоспектральной нематицидной, фунгицидной и гербицидной активности. Превращение в летучие токсиканты при условиях применения объясняет как эффективность, так и необходимость контролируемого обращения. Наиболее часто встречающиеся коммерческие сорта этого вещества включают: EP.

Основные физические свойства

Плотность

Экспериментально установленное значение отсутствует в доступных данных.

Температура плавления

Экспериментально установленное значение отсутствует в доступных данных.

Температура кипения

Экспериментально установленное значение отсутствует в доступных данных.

Давление пара

Экспериментально установленное значение отсутствует в доступных данных.

Температура воспламенения

Экспериментально установленное значение отсутствует в доступных данных.

Химические свойства

Растворимость и фазовое поведение

Metam в форме нейтральной кислоты представляет собой малую полярную органосерную кислоту; вычисленные дескрипторы (XLogP = 0.7, TPSA = 45.1) указывают на умеренную полярность и способность к образованию водородных связей (количество доноров Н‑связей = 2, акцепторов = 2). В практических формуляциях и в окружающей среде вещество обычно используется в форме водорастворимых солей (например, натриевых, калиевых, аммониевых), которые значительно увеличивают водную растворимость по сравнению со свободной кислотой. В водных условиях, особенно при повышенном pH или в присутствии нуклеофилов, исходная тиокарбаминовая кислота подвергается разложению и превращениям; важным экологически и технически значимым продуктом является метил изотиоцианат – летучее электрофильное соединение, ответственное за большинство фумигационной активности.

Фазовое поведение в формулированных продуктах сильно зависит от контр-иона, pH и температуры: соли предпочитают водные растворы, тогда как свободная кислота и продукты разложения могут быть более летучими и переходить в газовую фазу в полевых условиях.

Реактивность и стабильность

Мотив N‑метил тиокарбамата химически реактивен к гидролизу, окислению и термическому разложению. Гидролитические и щелочные реакции приводят к образованию изотиоцианатов; окислительные условия могут изменять степень окисления серы и порождать фрагменты, сходные с сульфоксидами/сульфонами, а при более жёстком разрушении — смешанные оксиды серы. Соединение легко образует стабильные ионные соли после нейтрализации кислотного тиольного протона; эти соли служат основой для сельскохозяйственных формуляций, специально нестабильных в полевых условиях для высвобождения активных летучих соединений. Применимы стандартные меры предосторожности для реакционноспособных органосерных кислот: ограничение контакта с сильными окислителями и щелочами, контроль температуры для снижения разложения, использование материалов, устойчивых к коррозии от серосодержащих кислот.

Термодинамические данные

Стандартные энтальпии и теплоёмкость

Экспериментально установленное значение отсутствует в доступных данных.

Молекулярные параметры

Молекулярная масса и формула

Молекулярная формула: \(\ce{C2H5NS2}\)
Молекулярная масса: 107.20 г·моль⁻¹
Точная масса: 106.98634151 у.е.м.
Моноизотопная масса: 106.98634151 у.е.м.

Дополнительные вычисленные показатели: количество тяжёлых атомов = 5; формальный заряд = 0; количество ковалентно связанных единиц = 1.

LogP и полярность

XLogP (XLogP3‑AA): 0.7
Топологическая полярная площадь (TPSA): 45.1 Å²
Количество доноров водородных связей: 2
Количество акцепторов водородных связей: 2
Количество вращающихся связей: 0

Эти показатели указывают на низко-среднее липофильное сродство с достаточной полярной площадью и способностью к водородному связыванию, обеспечивая заметное взаимодействие с водной средой и образование растворимых солей при нейтрализации.

Структурные особенности

Основные структурные элементы – это N‑метиламино группа, связанная с тиокарбонильной группой и терминальным тиолом/тиолятом: функциональные группы, заслуживающие внимания — тиокарбонил (C=S), примыкающий серный заместитель (–S– или –SH в свободной кислоте) и третичное строение, введённое N‑метилированием. Такая структура способствует депротонированию по атому серы с образованием резонансно стабилизированных анионов тиокарбамата на системе N–C–S. SMILES-строка для нейтральной кислоты представлена как компактный структурный идентификатор и соответствует скелету N‑метил тиокарбаминовой кислоты.

Идентификаторы и синонимы

Регистрационные номера и коды

Номер CAS: 144-54-7
Номер Европейского сообщества (EC): 205-632-2
UNII: OA1I97689K
ChEBI: CHEBI:141319
ChEMBL: CHEMBL1413694
DSSTox Substance ID: DTXSID5043970
InChIKey: HYVVJDQGXFXBRZ-UHFFFAOYSA-N
InChI: InChI=1S/C2H5NS2/c1-3-2(4)5/h1H3,(H2,3,4,5)
SMILES: CNC(=S)S

Синонимы и структурные названия

Сообщаемые синонимы и варианты названий включают: Metam; метилкарбамодитиоиновая кислота; метилдитиокарбамовая кислота; N‑метилкарбамодитиоиновая кислота; метилдитиокарбановая кислота; метилдитиокарбамат; метил‑дитиокарбамовая кислота; монопотassium метилкарбамодитиоат (солевые формы встречаются в связанных записях). Солевые формы и гидраты часто встречаются в коммерческой и нормативной документации.

Промышленные и коммерческие применения

Основные сферы применения и отраслевые секторы

Metam используется преимущественно в сельском хозяйстве в качестве активного вещества пестицидов: он функционирует как профитбут,,, профунгицид, проинсектицид и пронематоцид. В коммерческой практике применяют солевые формы на основе щелочей или аммония (в частности, metam‑sodium и metam‑potassium), которые при применении выделяют летучие токсиканты, обеспечивая широкоспектральную фумигацию почвы для контроля сорняков, нематод, почвенных насекомых и грибов. Нормативные записи для активного вещества и его солей отражают его роль как разрешённого активного ингредиента пестицидов в соответствующих юрисдикциях.

Роль в синтезе или препаративных формах

Свободная кислота и, более часто, её соли формулируются с целью контролируемого разложения с образованием метилкарбамоизоцианата при обработке почвы. Как техническое химическое вещество, metam используется в виде соли‑предшественника в водных препаратах или гранулированных продуктах; родительская кислота интересна главным образом как концептуальная химическая сущность и в механистических исследованиях разложения и экологической судьбы. Встречающиеся коммерческие марки включают EP.

Обзор безопасности и обращения с веществом

Острая и профессиональная токсичность

Классификации опасности указывают на значительные острые и хронические риски. Доступные заявления по классам опасности включают (выборка из метаданных классификации): - Острая токсичность (перорально) — Категория 4
- Острая токсичность (ингаляция: пыль и аэрозоли) — Категория 4
- Коррозия/раздражение кожи — Категория 1C
- Тяжёлое повреждение глаз/раздражение глаз — Категория 1
- Сенсибилизация кожи — Категория 1
- Целенаправленная токсичность на органы — однократное воздействие — Категория 1 (нервная система и органы дыхания)
- Целенаправленная токсичность на органы — повторное воздействие — Категория 2 (печень), а в некоторых классификациях Категория 1 (нервная система, дыхательные органы)
- Репродуктивная токсичность — Категория 1B (в некоторых классификациях)
- Опасность для водной среды (острая и длительная) — Категория 1

Указанные острые опасные сигналы включают H302, H314, H317, H318, H332, H370, H373, H400 и H410 в различных комбинациях; они отражают пероральную и ингаляционную токсичность, коррозийность, потенциал сенсибилизации, токсичность для органов и высокую токсичность для водных организмов. Контроль профессионального воздействия должен уделять приоритет снижению вдыхания и контакта с кожей с учётом коррозийности и потенциала системной токсичности.

Требования по хранению и обращению

Обращайтесь с metam и его солями в закрытых системах, где это возможно; обеспечьте местную вытяжную вентиляцию и предотвратите образование аэрозолей и пыли. Соответствующими средствами индивидуальной защиты являются химически стойкие перчатки, средства защиты глаз и лица, а также респираторная защита, подобранная с учётом концентраций в воздухе и специфики выполняемых задач. Храните в прохладных, сухих, хорошо проветриваемых помещениях, вдали от сильных окислителей, сильных оснований и источников тепла; отдельно от несовместимых материалов и веществ, катализирующих разложение. Учитывая склонность к разложению с образованием летучих токсикантов при определённых условиях, контроль температуры и меры по локализации разливов являются обязательными. Для подробной информации по опасностям, транспорту и нормативным требованиям следует обращаться к паспорту безопасности (SDS) конкретного продукта и местному законодательству.