Acetonitril - Acetonitrile
| |||
| |||
Jména | |||
---|---|---|---|
Preferovaný název IUPAC Acetonitril[2] | |||
Systematický název IUPAC Ethannitril[2] | |||
Ostatní jména | |||
Identifikátory | |||
3D model (JSmol ) | |||
741857 | |||
ChEBI | |||
ChEMBL | |||
ChemSpider | |||
Informační karta ECHA | 100.000.760 ![]() | ||
Číslo ES |
| ||
895 | |||
Pletivo | acetonitril | ||
PubChem CID | |||
Číslo RTECS |
| ||
UNII | |||
UN číslo | 1648 | ||
Řídicí panel CompTox (EPA) | |||
| |||
| |||
Vlastnosti | |||
C2H3N | |||
Molární hmotnost | 41.053 g · mol−1 | ||
Vzhled | Bezbarvá kapalina | ||
Zápach | Slabý, výrazný, ovocný | ||
Hustota | 0,776 g / cm3 při 25 ° C | ||
Bod tání | -46 až -44 ° C; -51 až -47 ° F; 227 až 229 K. | ||
Bod varu | 81,3 až 82,1 ° C; 178,2 až 179,7 ° F; 354,4 až 355,2 K. | ||
Mísitelný | |||
log P | −0.334 | ||
Tlak páry | 9,71 kPa (při 20,0 ° C) | ||
530 μmol / (Pa · kg) | |||
Kyselost (strK.A) | 25 | ||
Zásaditost (strK.b) | −11 | ||
UV-vis (λmax) | 195 nm | ||
Absorbance | ≤0.10 | ||
−28.0×10−6 cm3/ mol | |||
Index lomu (nD) | 1.344 | ||
Termochemie | |||
Tepelná kapacita (C) | 91,69 J / (K · mol) | ||
Std molární entropie (S | 149,62 J / (K · mol) | ||
Std entalpie of formace (ΔFH⦵298) | 40,16–40,96 kJ / mol | ||
Std entalpie of spalování (ΔCH⦵298) | −1256,03 - −1256,63 kJ / mol | ||
Nebezpečí | |||
Bezpečnostní list | Vidět: datová stránka | ||
Piktogramy GHS | ![]() ![]() | ||
Signální slovo GHS | Nebezpečí | ||
H225, H302, H312, H319, H332 | |||
P210, P280, P305 + 351 + 338 | |||
NFPA 704 (ohnivý diamant) | |||
Bod vzplanutí | 2,0 ° C (35,6 ° F; 275,1 K) | ||
523,0 ° C (973,4 ° F; 796,1 K) | |||
Výbušné limity | 4.4–16.0% | ||
Smrtelná dávka nebo koncentrace (LD, LC): | |||
LD50 (střední dávka ) |
| ||
LC50 (střední koncentrace ) | 5655 ppm (morče, 4 hodiny) 2828 ppm (králík, 4 hodiny) 53 000 ppm (krysa, 30 min) 7500 ppm (krysa, 8 hodin) 2693 ppm (myš, 1 hod)[4] | ||
LChle (nejnižší publikováno ) | 16 000 ppm (pes, 4 hodiny)[4] | ||
NIOSH (Limity expozice USA pro zdraví): | |||
PEL (Dovolený) | PEL 40 ppm (70 mg / m3)[3] | ||
REL (Doporučeno) | PEL 20 ppm (34 mg / m3)[3] | ||
IDLH (Okamžité nebezpečí) | 500 ppm[3] | ||
Související sloučeniny | |||
Související alkanenitrily | |||
Související sloučeniny | DBNPA | ||
Stránka s doplňkovými údaji | |||
Index lomu (n), Dielektrická konstanta (εr), atd. | |||
Termodynamické data | Fázové chování pevná látka - kapalina - plyn | ||
UV, IR, NMR, SLEČNA | |||
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |||
![]() ![]() ![]() | |||
Reference Infoboxu | |||
Acetonitril, často zkráceně MeCN (methylkyanid), je chemická sloučenina s vzorec CH
3CN. Tato bezbarvá kapalina je nejjednodušší organická nitril (kyanovodík je jednodušší nitril, ale kyanid anion není klasifikován jako organický ). Vyrábí se hlavně jako vedlejší produkt akrylonitril výroba. Používá se jako polární aprotické rozpouštědlo v organické syntéze a při čištění butadien.[5] Kostra N≡C-C je lineární s krátkou vzdáleností C≡N 1,16A.[6]
Acetonitril byl poprvé připraven v roce 1847 francouzským chemikem Jean-Baptiste Dumas.[7]
Aplikace
Acetonitril se používá hlavně jako rozpouštědlo při čištění butadien v rafinériích. Specificky se acetonitril přivádí do horní části a destilační kolona plněné uhlovodíky včetně butadienu, a když acetonitril padá dolů skrz kolonu, absorbuje butadien, který je poté odeslán ze spodní části věže do druhé oddělovací věže. Potom se v separační věži použije teplo k oddělení butadienu.
V laboratoři se používá jako rozpouštědlo se střední polaritou mísitelný vodou a řadou organických rozpouštědel, ale ne nasycenými uhlovodíky. Má vhodný rozsah kapalin a vysoký dielektrická konstanta ze dne 38.8. S dipólový moment 3,92D,[8] acetonitril rozpouští širokou škálu iontových a nepolárních sloučenin a je užitečný jako mobilní fáze HPLC a LC – MS.
Je široce používán v baterie aplikací kvůli své relativně vysoké dielektrická konstanta a schopnost rozpouštět se elektrolyty. Z podobných důvodů je to populární rozpouštědlo v cyklická voltametrie.
Jeho ultrafialová průhlednost UV cut-off nízká viskozita a nízko chemická reaktivita je oblíbenou volbou pro vysoce účinná kapalinová chromatografie (HPLC).
Acetonitril hraje významnou roli jako dominantní rozpouštědlo používané při výrobě DNA oligonukleotidy z monomery.
Průmyslově se používá jako rozpouštědlo pro výrobu léčiva a fotografický film.[9]
Organická syntéza
Acetonitril je běžný dvoukarbonový stavební blok organická syntéza[10] mnoha užitečných chemikálií, včetně acetamidin-hydrochloridu, thiamin a kyselina a-naftalenactová.[11] Jeho reakce s chlorkyan dovoluje malononitril.[5]
Jako dárce elektronových párů
Acetonitril má volný atomový pár na atomu dusíku, který může tvořit mnoho nitrilové komplexy přechodných kovů. Jelikož je slabě základní, je snadno přemístitelný ligand. Například, bis (acetonitril) palladium dichlorid se připravuje zahříváním suspenze chlorid palladnatý v acetonitrilu:[12]
- PdCl
2 + 2 CH
3CN → PdCl
2(CH
3CN)
2
Související komplex je [Cu (CH3CN)4]+. The CH
3CN skupiny v těchto komplexech jsou rychle nahrazeny mnoha dalšími ligandy.
Také tvoří Lewisovy adukty se skupinou 13 Lewisovy kyseliny jako fluorid boritý.[13] v superkyseliny je možné protonovat acetonitril.[14]
Výroba
Acetonitril je vedlejším produktem při výrobě akrylonitril. Většina se spaluje na podporu zamýšleného procesu, ale pro výše uvedené aplikace se odhaduje několik tisíc tun.[15] Trendy výroby acetonitrilu se tedy obecně řídí trendy v akrylonitril. Acetonitril lze také vyrobit mnoha jinými způsoby, ale od roku 2002 nemají žádný komerční význam. Názorné způsoby jsou dehydratací acetamid nebo hydrogenace směsí kysličník uhelnatý a amoniak.[16] V roce 1992[Aktualizace]V USA bylo vyrobeno 14 700 tun (32 400 000 lb) acetonitrilu.
Katalytické amoxidace z ethylen byl také prozkoumán.[17]
Nedostatek acetonitrilu v letech 2008–2009
Počínaje říjnem 2008 byla celosvětová nabídka acetonitrilu nízká, protože čínská výroba byla pro EU zastavena Olympiáda. Kromě toho byla v Texasu během roku poškozena americká továrna Hurikán Ike.[18] V důsledku globálního ekonomického zpomalení je výroba akrylonitrilu, který se používá v akrylových vláknech a akrylonitrilbutadienstyren (ABS) pryskyřice poklesla. Acetonitril je vedlejším produktem při výrobě akrylonitril a jeho produkce také poklesla, což dále zhoršovalo nedostatek acetonitrilu.[19] Celosvětový nedostatek acetonitrilu pokračoval počátkem roku 2009.[potřebuje aktualizaci ]
Bezpečnost
Toxicita
Acetonitril má pouze malou toxicitu v malých dávkách.[11][20] To může být metabolizováno k výrobě kyanovodík, který je zdrojem pozorovaných toxických účinků.[9][21][22] Obecně je nástup toxických účinků opožděný, kvůli době potřebné k tomu, aby tělo metabolizovalo acetonitril na kyanid (obvykle asi 2–12 hodin).[11]
Případy otravy acetonitrilem u lidí (nebo konkrétněji otravy kyanidem po expozici acetonitrilu) jsou vzácné, ale nejsou neznámé, při vdechování, požití a (případně) absorpcí kůží.[21] Mezi příznaky, které se obvykle neobjeví několik hodin po expozici, patří potíže s dýcháním, pomalé tepová frekvence, nevolnost a zvracení. Křeče a kóma může nastat ve vážných případech následovaných smrtí z respirační selhání. Léčba je jako otrava kyanidem, s kyslík, dusitan sodný, a thiosíran sodný mezi nejčastěji používané nouzové ošetření.[21]
Používá se ve formulacích pro odlakovač na nehty, navzdory své toxicitě. Byly hlášeny nejméně dva případy náhodné otravy malých dětí odlakovačem na nehty na bázi acetonitrilu, z nichž jeden byl smrtelný.[23] Aceton a ethylacetát jsou často preferovány jako bezpečnější pro domácí použití a acetonitril byl v kosmetických přípravcích v EU zakázán Evropský hospodářský prostor od března 2000.[24]
Metabolismus a vylučování
Sloučenina | Kyanid, koncentrace v mozku (μg / kg) | Ústní LD50 (mg / kg) |
---|---|---|
Kyanid draselný | 748 ± 200 | 10 |
Propionitril | 508 ± 84 | 40 |
Butyronitril | 437 ± 106 | 50 |
Malononitril | 649 ± 209 | 60 |
Akrylonitril | 395 ± 106 | 90 |
Acetonitril | 28 ± 5 | 2460 |
Stolní sůl (NaCl) | N / A | 3000 |
Koncentrace iontového kyanidu měřené v mozcích potkanů Sprague-Dawley jednu hodinu po orálním podání LD50 různých nitrilů.[25] |
Stejně jako ostatní nitrily, acetonitril může být metabolizováno v mikrosomy, zejména v játrech, produkovat kyanovodík, jak poprvé ukázal Pozzani et al. v roce 1959.[26] Prvním krokem v této cestě je oxidace acetonitrilu na glykolonitril podle NADPH -závislý cytochrom P450 monooxygenáza. Glykolonitril poté podléhá spontánnímu rozkladu za vzniku kyanovodíku a formaldehyd.[20][21] Formaldehyd, toxin a samotný karcinogen, se dále oxiduje na kyselina mravenčí, což je další zdroj toxicity.
Metabolismus acetonitrilu je mnohem pomalejší než metabolismus jiných nitrilů, což odpovídá jeho relativně nízké toxicitě. Jednu hodinu po podání potenciálně smrtelné dávky tedy byla koncentrace kyanidu v mozku krysy1⁄20 to pro a propionitril dávka 60krát nižší (viz tabulka).[25]
Relativně pomalý metabolismus acetonitrilu na kyanovodík umožňuje detoxikaci většího množství produkovaného kyanidu v těle thiokyanát (dále jen rhodanese cesta). Umožňuje také vylučovat více acetonitrilu beze změny před jeho metabolizací. Hlavní cesty vylučování jsou výdechem a močí.[20][21][22]
Viz také
- Trichloracetonitril - derivát acetonitrilu zvyklý na chránit alkoholové skupiny, a také se používá jako činidlo v Overman přesmyk
Reference
- ^ A b C d "Arch s daty o bezpečnosti materiálu" (PDF).
- ^ A b Nomenklatura organické chemie: Doporučení IUPAC a preferovaná jména 2013 (modrá kniha). Cambridge: Královská společnost chemie. 2014. s. 902. doi:10.1039 / 9781849733069-FP001. ISBN 978-0-85404-182-4.
- ^ A b C NIOSH Kapesní průvodce chemickými nebezpečími. "#0006". Národní institut pro bezpečnost a ochranu zdraví při práci (NIOSH).
- ^ A b "Acetonitril". Koncentrace bezprostředně nebezpečné pro život a zdraví (IDLH). Národní institut pro bezpečnost a ochranu zdraví při práci (NIOSH).
- ^ A b „Archivovaná kopie“ (PDF). Ashfordův slovník průmyslových chemikálií, třetí vydání. p. 76. Archivovány od originál (PDF) dne 16. 05. 2011. Citováno 2011-03-31.CS1 maint: archivovaná kopie jako titul (odkaz)
- ^ Karakida, Ken'ichi; Fukuyama, Tsutomu; Kuchitsu, Kozo (1974). „Molekulární struktury kyanovodíku a acetonitrilu studované difrakcí elektronů plynu“. Bulletin of the Chemical Society of Japan. 47 (2): 299–304. doi:10,1246 / bcsj.47.299.
- ^ Dumas, J.-B. (1847). „Action de l'acide phosphorique anhydre sur les sels ammoniacaux“ [Působení bezvodé kyseliny fosforečné na amonné soli]. Comptes rendus. 25: 383–384.
- ^ Steiner, P. A .; Gordy, W. (1966). „Journal of Molecular Spectroscopy“. 21: 291. Citovat deník vyžaduje
| deník =
(Pomoc) - ^ A b Španělské ministerstvo zdravotnictví (2002), Acetonitril. Souhrnná zpráva o hodnocení rizik (PDF), Ispra (VA), Itálie: Evropský úřad pro chemické látky Zvláštní publikace I.01.65, archivována od originál (PDF) dne 17. 12. 2008
- ^ DiBiase, S. A .; Beadle, J. R .; Gokel, G. W. "Syntéza α, β-nenasycených nitrilů z acetonitrilu: cyklohexylidenacetonitril a cinnamonitril". Organické syntézy.; Kolektivní objem, 7, str. 108
- ^ A b C Philip Wexler, vyd. (2005), Encyklopedie toxikologie, Sv. 1 (2. vyd.), Elsevier, s. 28–30, ISBN 0-12-745354-7
- ^ Jürgen-Hinrich., Fuhrhop (2003). Organická syntéza: koncepty a metody. Li, Guangtao, Dr. (3., zcela rev. A enl. Ed.). Weinheim: Wiley-VCH. p. 26. ISBN 9783527302727. OCLC 51068223.
- ^ B. Swanson, D. F. Shriver, J. A. Ibers, "Povaha vazby donor-akceptor v halogenidech acetonitril-bor. Struktury komplexů acetonitril-fluorid boritý a chlorid boritý v acetonitrilu", Inorg. Chem., 2969., svazek 8, str. 2182-2189, {{doi: 10.1021 / ic50080a032}}
- ^ Haiges, Ralf; Baxter, Amanda F .; Goetz, Nadine R .; Axhausen, Joachim A .; Soltner, Theresa; Kornath, Andreas; Christe, Kalr O. (2016). „Protonace nitrilů: izolace a charakterizace alkyl- a arylnitrilových iontů“. Daltonské transakce. 45 (20): 8494–8499. doi:10.1039 / C6DT01301E. PMID 27116374.
- ^ Pollak, Peter; Romeder, Gérard; Hagedorn, Ferdinand; Gelbke, Heinz-Peter. „Nitrily“. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. doi:10.1002 / 14356007.a17_363.
- ^ USA 4179462 „Olive, G. & Olive, S.,„ Process for preparation acetonitril “, publikováno 18. 12. 1979, přidělené Společnost Monsanto
- ^ Rhimi, B .; Mhamdi, M .; Ghorbel, A .; Narayana Kalevaru, V .; Martin, A .; Perez-Cadenas, M .; Guerrero-Ruiz, A. (15. května 2016). „Ammoxidace ethylenu na acetonitril nad vanadem a molybdenem nanesené zeolitové katalyzátory připravené iontovou výměnou v pevném stavu“. Journal of Molecular Catalysis A: Chemical. 416: 127–139. doi:10.1016 / j.molcata.2016.02.028.
- ^ Lowe, Derek (2009). „Velký nedostatek acetonitrilu“. Science Translational Medicine.
- ^ A. Tullo (2008). „Rozpouštědlo vysychá“. Chemické a technické novinky. 86 (47): 27. doi:10.1021 / cen-v086n047.p027.
- ^ A b C Institut National de Recherche et de Sécurité (INRS) (2004), Informační list č. 104: Acétonitril (PDF), Paříž: INRS, ISBN 2-7389-1278-8, archivovány z originál (PDF) dne 28. 7. 2011, vyvoláno 2008-08-19
- ^ A b C d E Mezinárodní program chemické bezpečnosti (1993), Kritéria pro ochranu životního prostředí 154. Acetonitril, Ženeva: Světová zdravotnická organizace
- ^ A b Greenberg, Mark (1999), Toxikologický přehled acetonitrilu (PDF), Washington DC: Americká agentura na ochranu životního prostředí
- ^ Caravati, E. M .; Litovitz, T. (1988). „Dětská intoxikace kyanidem a smrt kosmetickým přípravkem obsahujícím acetonitril“. J. Am. Med. Doc. 260 (23): 3470–73. doi:10.1001 / jama.260.23.3470. PMID 3062198.
- ^ „Dvacátá pátá směrnice Komise 2000/11 / ES ze dne 10. března 2000, kterou se přizpůsobuje technickému pokroku příloha II směrnice Rady 76/768 / EHS o sbližování právních předpisů členských států týkajících se kosmetických prostředků“. Úřední věstník Evropských společenství. L65: 22–25. 2000-03-14.
- ^ A b Ahmed, A.E .; Farooqui, M. Y. H. (1982), „Srovnávací toxicita alifatických nitrilů“, Toxicol. Lett., 12 (2–3): 157–64, doi:10.1016/0378-4274(82)90179-5, PMID 6287676
- ^ Pozzani, USA; Carpenter, C. P .; Palm, P. E .; Weil, C. S .; Nair, J. H. (1959), "Zkoumání toxicity acetonitrilu pro savce", J. Occup. Med., 1 (12): 634–642, doi:10.1097/00043764-195912000-00003, PMID 14434606
externí odkazy
- Stránka WebBook pro C.2H3N
- Mezinárodní karta chemické bezpečnosti 0088
- Národní seznam znečišťujících látek - přehled acetonitrilů
- NIOSH Kapesní průvodce chemickými nebezpečími
- Chemický souhrn pro acetonitril (CAS č. 75-05-8), Office of Pollution Prevention and Toxics, U.S. Environmental Protection Agency
- Simulace acetonitrilu
- Jak se organická hmota dostala na Zemi? Kosmičtí detektivové sledují původ složitých organických molekul, na: SciTechDaily. 10. září 2020. Zdroj: Tokijská univerzita vědy: Acetonitril nalezený v molekulárním mraku Sgr B2 (M) ve středu naše galaxie.