Acetonitryl - Acetonitrile

Nie mylić z cyjankiem acetylu .
Acetonitryl
Szkieletowa formuła acetonitrylu
Szkieletowa formuła acetonitrylu z dodanymi wszystkimi wyraźnymi wodorami
Model kulki i sztyftu acetonitrylu
Model Spacefill acetonitrylu
Nazwy
Preferowana nazwa IUPAC
Acetonitryl
Systematyczna nazwa IUPAC
etanonitryl
Inne nazwy
Identyfikatory
Model 3D ( JSmol )
741857
CZEBI
CHEMBL
ChemSpider
Karta informacyjna ECHA 100.000.760 Edytuj to na Wikidata
Numer WE
895
Siatka acetonitryl
Identyfikator klienta PubChem
Numer RTECS
UNII
Numer ONZ 1648
  • InChI=1S/C2H3N/c1-2-3/h1H3 sprawdzaćTak
    Klucz: WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N sprawdzaćTak
  • CC#N
Nieruchomości
C, 2 H 3 N
Masa cząsteczkowa 41,053  g·mol -1
Wygląd zewnętrzny Bezbarwna ciecz
Zapach Słaby, wyraźny, owocowy
Gęstość 0,786 g / cm 3 w temperaturze 25 ° C
Temperatura topnienia -46 do -44°C; -51 do -47 ° F; 227 do 229 tys
Temperatura wrzenia 81,3 do 82,1°C; 178,2 do 179,7 ° F; 354,4 do 355,2 K
Mieszalny
log P -0,334
Ciśnienie pary 9,71 kPa (przy 20,0 °C)
530 μmol/(Pa·kg)
Kwasowość (p K a ) 25
UV-vis (λ max ) 195 mil morskich
Absorbancja ≤0,10
-28.0 x 10 -6  cm 3 / mol
1,344
Termochemia
91,69 J/(K·mol)
149,62 J/(K·mol)
40,16–40,96 kJ/mol
−1256.03 – −1256.63 kJ/mol
Zagrożenia
Arkusz danych dotyczących bezpieczeństwa Zobacz: strona danych
Piktogramy GHS GHS02: Łatwopalny GHS07: Szkodliwy
Hasło ostrzegawcze GHS Zagrożenie
H225 , H302 , H312 , H319 , H332
P210 , P280 , P305+351+338
NFPA 704 (ognisty diament)
2
3
0
Temperatura zapłonu 2,0 ° C (35,6 ° F; 275,1 K)
523,0 ° C (973,4 ° F; 796,1 K)
Granice wybuchowości 4,4-16,0%
Dawka lub stężenie śmiertelne (LD, LC):
LD 50 ( mediana dawki )
5655 ppm (świnka morska, 4 godz.)
2828 ppm (królik, 4 godz.)
53 000 ppm (szczur, 30 min)
7500 ppm (szczur, 8 godz.)
2693 ppm (mysz, 1 godz.)
16 000 ppm (pies, 4 godz.)
NIOSH (limity ekspozycji dla zdrowia w USA):
PEL (dopuszczalne)
 TWA 40 ppm (70 mg/m 3 )
REL (zalecane)
 TWA 20 ppm (34 mg/m 3 )
IDLH (Bezpośrednie niebezpieczeństwo)
 500 ppm
Związki pokrewne
Powiązane alkanonitryle
Związki pokrewne
 DBNPA
Strona z danymi uzupełniającymi
Współczynnik załamania ( n ),
stała dielektryczna (ε r ) itp.

Dane termodynamiczne
 Zachowanie fazowe
ciało stałe-ciecz-gaz
UV , IR , NMR , MS
O ile nie zaznaczono inaczej, dane podano dla materiałów w ich stanie standardowym (przy 25 °C [77 °F], 100 kPa).
sprawdzaćTak zweryfikuj  ( co to jest   ?) sprawdzaćTak☒n
Referencje do infoboksu

Acetonitryl , często w skrócie MeCN ( cyjanek metylu ), to związek chemiczny o wzorze CH
3CN . Ta bezbarwna ciecz jest najprostszym organicznym nitrylem ( cyjanowodór jest prostszym nitrylem, ale anion cyjankowy nie jest klasyfikowany jako organiczny ). Produkowany jest głównie jako produkt uboczny wytwarzania akrylonitrylu . Jest stosowany jako polarny rozpuszczalnik aprotonowy w syntezie organicznej oraz w oczyszczaniu butadienu . Szkielet N≡C−C jest liniowy z krótką odległością C≡N wynoszącą 1,16  Å .

Acetonitryl został po raz pierwszy przygotowany w 1847 roku przez francuskiego chemika Jean-Baptiste Dumasa .

Aplikacje

Acetonitryl stosowany jest głównie jako rozpuszczalnik w oczyszczaniu butadienu w rafineriach. W szczególności acetonitryl jest podawany na szczyt kolumny destylacyjnej wypełnionej węglowodorami, w tym butadienem, a gdy acetonitryl opada przez kolumnę, absorbuje butadien, który jest następnie przesyłany z dna wieży do drugiej wieży rozdzielającej. Następnie w wieży rozdzielającej wykorzystuje się ciepło do oddzielenia butadienu.

W laboratorium jest używany jako rozpuszczalnik o średniej polarności, który miesza się z wodą i szeregiem rozpuszczalników organicznych, ale nie z nasyconymi węglowodorami. Posiada dogodny zakres cieczy i wysoką stałą dielektryczną 38,8. Z momentem dipolowym 3,92  D , acetonitryl rozpuszcza szeroką gamę związków jonowych i niepolarnych i jest użyteczny jako faza ruchoma w HPLC i LC-MS .

Jest szeroko stosowany w aplikacjach akumulatorowych ze względu na stosunkowo wysoką stałą dielektryczną i zdolność do rozpuszczania elektrolitów . Z podobnych powodów jest popularnym rozpuszczalnikiem w cyklicznej woltamperometrii .

Jego przezroczystość UV odcięcia UV , niska lepkość i niska reaktywność chemiczna sprawiają, że jest popularnym wyborem do wysokosprawnej chromatografii cieczowej (HPLC).

Acetonitryl odgrywa znaczącą rolę jako dominujący rozpuszczalnik stosowany w produkcji oligonukleotydów DNA z monomerów .

Przemysłowo stosowany jest jako rozpuszczalnik do produkcji farmaceutyków i błon fotograficznych .

Synteza organiczna

Acetonitryl jest powszechnym dwuwęglowym budulcem w syntezie organicznej wielu użytecznych substancji chemicznych, w tym chlorowodorku acetamidyny, tiaminy i kwasu α-naftalenooctowego. Jego reakcja z chlorocyjanem daje malonitryl .

Jako dawca pary elektronów

Acetonitryl ma wolną parę elektronów przy atomie azotu, która może tworzyć wiele kompleksów nitrylowych metali przejściowych . Będąc słabo zasadowym, jest łatwo przemieszczalnym ligandem . Na przykład dichlorek bis(acetonitrylo)palladu wytwarza się przez ogrzewanie zawiesiny chlorku palladu w acetonitrylu:

PdCl
2+ 2  CH
3CN → PdCl
2(CH
3CN)
2

Podobnym Kompleks [Cu (CH 3 CN) 4 ] + . CH
3Grupy CN w tych kompleksach są szybko wypierane przez wiele innych ligandów.

Tworzy również addukty Lewisa z kwasami Lewisa grupy 13 , takimi jak trifluorek boru . W superkwasach możliwe jest protonowanie acetonitrylu.

Produkcja

Acetonitryl jest produktem ubocznym produkcji akrylonitrylu . Większość jest spalana w celu wsparcia zamierzonego procesu, ale szacuje się, że kilka tysięcy ton zostaje zatrzymanych dla wyżej wymienionych zastosowań. Trendy produkcyjne acetonitrylu są zatem generalnie zgodne z tendencjami akrylonitrylu . Acetonitryl można również wytworzyć wieloma innymi sposobami, ale od 2002 r. nie mają one żadnego znaczenia handlowego. Przykładowymi drogami są odwodnienie acetamidu lub uwodornienie mieszanin tlenku węgla i amoniaku . W 1992 r. w USA wyprodukowano 14 700 ton (32 400 000 funtów) acetonitrylu.

Katalityczne ammoxidation z etylenu także zbadane.

Niedobór acetonitrylu w latach 2008–2009

Począwszy od października 2008 r. światowa podaż acetonitrylu była niska, ponieważ chińska produkcja została wstrzymana na igrzyska olimpijskie . Co więcej, podczas huraganu Ike uszkodzona została amerykańska fabryka w Teksasie . W związku z globalnym spowolnieniem gospodarczym zmniejszyła się produkcja akrylonitrylu stosowanego we włóknach akrylowych oraz żywic akrylonitrylo-butadienowo-styrenowych (ABS). Acetonitryl jest produktem ubocznym w produkcji akrylonitrylu, a jego produkcja również spadła, dodatkowo pogłębiając niedobór acetonitrylu. Globalny niedobór acetonitrylu utrzymywał się do początku 2009 roku.

Bezpieczeństwo

Toksyczność

Acetonitryl ma niewielką toksyczność w małych dawkach. Może być metabolizowany do cyjanowodoru , który jest źródłem obserwowanych efektów toksycznych. Na ogół początek działania toksycznego jest opóźniony ze względu na czas potrzebny organizmowi na metabolizowanie acetonitrylu do cyjanku (zwykle około 2–12 godzin).

Przypadki zatrucia acetonitrylem u ludzi (lub, bardziej szczegółowo, zatrucia cyjankiem po ekspozycji na acetonitryl) są rzadkie, ale nieznane, przez wdychanie, spożycie i (prawdopodobnie) przez wchłanianie przez skórę. Objawy, które zwykle nie pojawiają się przez kilka godzin po ekspozycji, obejmują trudności w oddychaniu, wolne tętno , nudności i wymioty. W ciężkich przypadkach mogą wystąpić drgawki i śpiączka , a następnie śmierć z powodu niewydolności oddechowej . Leczenie jest jak w przypadku zatrucia cyjankiem , przy czym tlen , azotyn sodu i tiosiarczan sodu należą do najczęściej stosowanych metod leczenia ratunkowego.

Wykorzystywany był w preparatach do zmywacza do paznokci , pomimo swojej toksyczności. Odnotowano co najmniej dwa przypadki przypadkowego zatrucia małych dzieci zmywaczem do paznokci na bazie acetonitrylu, z których jeden był śmiertelny. Aceton i octan etylu są często preferowane jako bezpieczniejsze do użytku domowego, a acetonitryl jest zakazany w produktach kosmetycznych w Europejskim Obszarze Gospodarczym od marca 2000 roku.

Metabolizm i wydalanie

Pogarszać Cyjanek, stężenie w mózgu (μg/kg) Doustna LD 50 (mg / kg)
Cyjanek potasu 748 ± 200 10
propionitryl 508 ± 84 40
Butyronitryl 437 ± 106 50
Malononitryl 649 ± 209 60
Akrylonitryl 395 ± 106 90
Acetonitryl 28 ± 5 2460
Sól kuchenna (NaCl) Nie dotyczy 3000
Jonowe stężenie cyjanku mierzona w mózgach szczurów Sprague-Dawley w godzinę po doustnym podaniu w LD 50 różnych nitryli.

Podobnie jak inne nitryle , acetonitryl może być metabolizowany w mikrosomach , zwłaszcza w wątrobie, z wytworzeniem cyjanowodoru , jak po raz pierwszy wykazali Pozzani i in. w 1959. Pierwszym krokiem na tym szlaku jest utlenianie acetonitrylu do glikonitrylu przez monooksygenazę cytochromu P450 zależną od NADPH . Glikolonitryl następnie ulega spontanicznemu rozkładowi z wytworzeniem cyjanowodoru i formaldehydu . Formaldehyd, sam w sobie toksyna i czynnik rakotwórczy, jest dalej utleniany do kwasu mrówkowego , który jest kolejnym źródłem toksyczności.

Metabolizm acetonitrylu jest znacznie wolniejszy niż innych nitryli, co odpowiada za jego stosunkowo niską toksyczność. W związku z tym, jedną godzinę po podaniu potencjalnie śmiertelną dawkę, stężenie cyjanku w mózgu szczura był 1 / 20 , że dla propionitryl do dawki 60 razy niższa (patrz tabela).

Stosunkowo powolny metabolizm acetonitrylu do cyjanowodoru umożliwia detoksykację większej ilości wytwarzanego cyjanku w organizmie do tiocyjanianu ( szlak rodanowy ). Pozwala również na wydalenie większej ilości acetonitrylu w postaci niezmienionej, zanim zostanie zmetabolizowany. Główne drogi wydalania to wydech i mocz.

Zobacz też

Bibliografia

Zewnętrzne linki