Ацетонитрил - Acetonitrile

Не путать с цианидом ацетила .
Ацетонитрил
Скелетная формула ацетонитрила
Скелетная формула ацетонитрила с добавлением всех явных атомов водорода
Шариковая и клюшечная модель ацетонитрила
Модель заполнения пространства ацетонитрила
Имена
Предпочтительное название IUPAC
Ацетонитрил
Систематическое название ИЮПАК
Этаннитрил
Другие имена
Идентификаторы
3D модель ( JSmol )
741857
ЧЭБИ
ЧЭМБЛ
ChemSpider
ECHA InfoCard 100.000.760 Отредактируйте это в Викиданных
Номер ЕС
895
MeSH ацетонитрил
Номер RTECS
UNII
Номер ООН 1648
  • InChI = 1S / C2H3N / c1-2-3 / h1H3 проверитьY
    Ключ: WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N проверитьY
  • CC # N
Характеристики
C 2 H 3 N
Молярная масса 41,053  г · моль -1
Появление Бесцветная жидкость
Запах Слабый, отчетливый, фруктовый
Плотность 0,786 г / см 3 при 25 ° C
Температура плавления От -46 до -44 ° С; От -51 до -47 ° F; От 227 до 229 К
Точка кипения От 81,3 до 82,1 ° С; От 178,2 до 179,7 ° F; От 354,4 до 355,2 К
Смешиваемый
журнал P -0,334
Давление газа 9,71 кПа (при 20,0 ° C)
530 мкмоль / (Па · кг)
Кислотность (p K a ) 25
УФ-видимый (λ макс. ) 195 нм
Абсорбция ≤0,10
−28,0 × 10 −6  см 3 / моль
1,344
Термохимия
91,69 Дж / (К · моль)
149,62 Дж / (К · моль)
40,16–40,96 кДж / моль
−1256,03 - −1256,63 кДж / моль
Опасности
Паспорт безопасности См .: страницу данных
Пиктограммы GHS GHS02: Легковоспламеняющийся GHS07: Вредно
Сигнальное слово GHS Опасность
H225 , H302 , H312 , H319 , H332
P210 , P280 , P305 + 351 + 338
NFPA 704 (огненный алмаз)
2
3
0
точка возгорания 2,0 ° С (35,6 ° F, 275,1 К)
523,0 ° С (973,4 ° F, 796,1 К)
Пределы взрываемости 4,4–16,0%
Смертельная доза или концентрация (LD, LC):
5655 частей на миллион (морская свинка, 4 часа)
2828 частей на миллион (кролик, 4 часа)
53000 частей на миллион (крыса, 30 минут)
7500 частей на миллион (крыса, 8 часов)
2693 частей на миллион (мышь, 1 час)
16000 частей на миллион (собака, 4 часа)
NIOSH (пределы воздействия на здоровье в США):
PEL (Допустимо)
 TWA 40 частей на миллион (70 мг / м 3 )
REL (рекомендуется)
 TWA 20 частей на миллион (34 мг / м 3 )
IDLH (Непосредственная опасность)
 500 частей на миллион
Родственные соединения
Родственные алканнитрилы
Родственные соединения
 DBNPA
Страница дополнительных данных
Показатель преломления ( n ),
диэлектрическая проницаемость (ε r ) и т. Д.
Термодинамические
данные
 Фазовое поведение
твердое тело – жидкость – газ
УФ , ИК , ЯМР , МС
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
проверитьY проверить  ( что есть   ?) проверитьY☒N
Ссылки на инфобоксы

Ацетонитрил , часто сокращенно MeCN ( метилцианид ), представляет собой химическое соединение с формулой CH
3CN . Эта бесцветная жидкость представляет собой простейший органический нитрил ( цианистый водород - более простой нитрил, но цианид- анион не классифицируется как органический ). Он производится в основном как побочный продукт производства акрилонитрила . Он используется как полярный апротонный растворитель в органическом синтезе и при очистке бутадиена . Каркас N≡C-C является линейным с коротким расстоянием C≡N, равным 1,16  Å .

Ацетонитрил был впервые получен в 1847 году французским химиком Жаном-Батистом Дюма .

Приложения

Ацетонитрил используется в основном в качестве растворителя при очистке бутадиена на нефтеперерабатывающих заводах. В частности, ацетонитрил подают в верхнюю часть дистилляционной колонны, заполненной углеводородами, включая бутадиен, и когда ацетонитрил падает через колонну, он абсорбирует бутадиен, который затем направляется из нижней части колонны во вторую разделительную башню. Затем в разделительной башне используется тепло для отделения бутадиена.

В лаборатории он используется в качестве растворителя средней полярности, который смешивается с водой и рядом органических растворителей, но не с насыщенными углеводородами. Он имеет удобный диапазон жидкостей и высокую диэлектрическую проницаемость 38,8. Обладая дипольным моментом 3,92  D , ацетонитрил растворяет широкий спектр ионных и неполярных соединений и может использоваться в качестве подвижной фазы в ВЭЖХ и ЖХ-МС .

Он широко используется в аккумуляторных батареях из-за своей относительно высокой диэлектрической проницаемости и способности растворять электролиты . По тем же причинам это популярный растворитель в циклической вольтамперометрии .

Его ультрафиолетовая прозрачность, отсечка УФ-излучения , низкая вязкость и низкая химическая реактивность делают его популярным выбором для высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ).

Ацетонитрил играет важную роль в качестве основного растворителя, используемого при производстве олигонуклеотидов ДНК из мономеров .

В промышленности он используется в качестве растворителя для производства фармацевтических препаратов и фотопленки .

Органический синтез

Ацетонитрил - это обычный двухуглеродный строительный блок в органическом синтезе многих полезных химических веществ, включая гидрохлорид ацетамидина, тиамин и α-нафталинуксусную кислоту. Его реакция с хлоридом цианогена дает малононитрил .

В качестве донора электронной пары

Ацетонитрил имеет свободную электронную пару у атома азота, которая может образовывать многие нитрильные комплексы переходных металлов . Являясь слабоосновным, это легко замещаемый лиганд . Например, дихлорид бис (ацетонитрил) палладия получают нагреванием суспензии хлорида палладия в ацетонитриле:

PdCl
2+ 2  канала
3CN → PdCl
2(CH
3CN)
2

Родственный комплекс - [Cu (CH 3 CN) 4 ] + . СН
3Группы CN в этих комплексах быстро замещаются многими другими лигандами.

Он также образует аддукты Льюиса с кислотами Льюиса 13 группы , такими как трифторид бора . В суперкислотах можно протонировать ацетонитрил.

Производство

Ацетонитрил - это побочный продукт при производстве акрилонитрила . Большая часть сжигается для поддержки намеченного процесса, но, по оценкам, для вышеупомянутых применений остается несколько тысяч тонн. Таким образом, тенденции производства ацетонитрила в целом соответствуют тенденциям производства акрилонитрила . Ацетонитрил также можно получить многими другими способами, но они не имеют коммерческого значения по состоянию на 2002 год. Иллюстративные способы - дегидратация ацетамида или гидрирование смесей монооксида углерода и аммиака . В 1992 году в США было произведено 14 700 тонн (32 400 000 фунтов) ацетонитрила.

Каталитический аммокисление из этилена также исследовали.

Дефицит ацетонитрила в 2008–2009 гг.

Начиная с октября 2008 года мировые поставки ацетонитрила были низкими, поскольку китайское производство было остановлено в связи с Олимпийскими играми . Кроме того, во время урагана «Айк» в Техасе был поврежден завод в США . Из-за глобального экономического спада производство акрилонитрила, используемого в акриловых волокнах и акрилонитрилбутадиенстирольных (АБС) смолах, сократилось. Ацетонитрил является побочным продуктом при производстве акрилонитрила, и его производство также снизилось, что еще больше усугубляет нехватку ацетонитрила. Дефицит ацетонитрила в мире сохранялся до начала 2009 года.

Безопасность

Токсичность

Ацетонитрил в малых дозах обладает умеренной токсичностью. Он может метаболизироваться с образованием цианистого водорода , который является источником наблюдаемых токсических эффектов. Как правило, начало токсических эффектов откладывается из-за времени, необходимого организму для метаболизма ацетонитрила до цианида (обычно около 2–12 часов).

Случаи отравления человека ацетонитрилом (или, точнее, отравления цианидом после воздействия ацетонитрила) редки, но не известны, в результате вдыхания, проглатывания и (возможно) через кожную абсорбцию. Симптомы, которые обычно не проявляются в течение нескольких часов после воздействия, включают затрудненное дыхание, медленный пульс , тошноту и рвоту. В серьезных случаях могут возникнуть судороги и кома , за которыми следует смерть от дыхательной недостаточности . Лечение за отравления цианидом , с кислородом , нитрита натрия и тиосульфата натрия среди наиболее часто используемых чрезвычайных процедур.

Он использовался в составах для жидкости для снятия лака , несмотря на его токсичность. Сообщалось как минимум о двух случаях случайного отравления маленьких детей жидкостью для снятия лака на основе ацетонитрила, один из которых закончился летальным исходом. Ацетон и этилацетат часто являются более безопасными для домашнего использования, а ацетонитрил был запрещен в косметических продуктах в Европейской экономической зоне с марта 2000 года.

Метаболизм и выведение

Сложный Цианид, концентрация в головном мозге (мкг / кг) Пероральный LD 50 (мг / кг)
Цианистый калий 748 ± 200 10
Пропионитрил 508 ± 84 40
Бутиронитрил 437 ± 106 50
Малононитрил 649 ± 209 60
Акрилонитрил 395 ± 106 90
Ацетонитрил 28 ± 5 2460
Поваренная соль (NaCl) N / A 3000
Концентрации ионного цианида, измеренные в головном мозге крыс Sprague-Dawley через один час после перорального введения LD 50 различных нитрилов.

Как и другие нитрилы , ацетонитрил может метаболизироваться в микросомах , особенно в печени, с образованием цианистого водорода , как впервые было показано Pozzani et al. в 1959. Первым шагом на этом пути является окисление ацетонитрила до гликолонитрила под действием НАДФН- зависимой цитохром Р450 монооксигеназы . Затем гликолонитрил самопроизвольно разлагается с образованием цианистого водорода и формальдегида . Формальдегид, сам по себе токсин и канцероген, дополнительно окисляется до муравьиной кислоты , которая является еще одним источником токсичности.

Метаболизм ацетонитрила намного медленнее, чем у других нитрилов, что объясняет его относительно низкую токсичность. Следовательно, через один час после введения потенциально смертельной дозы, концентрация цианида в головном мозге крыс была 1 / 20 , что для пропионитрили дозу в 60 раз ниже (смотрите таблицу).

Относительно медленный метаболизм ацетонитрила в цианистый водород позволяет большему количеству производимого цианида детоксифицироваться в организме до тиоцианата ( путь роданезы ). Это также позволяет большему количеству ацетонитрила выводиться в неизменном виде до того, как он метаболизируется. Основные пути выведения - через выдох и с мочой.

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки