2,2',2''-Нитрилотриацетонитрил
| |
| Имена | |
|---|---|
| Предпочтительное название ИЮПАК
2,2',2''-Нитрилотриацетонитрил | |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol )
|
|
| ХимическийПаук | |
| Информационная карта ECHA | 100.028.004 |
ПабХим CID
|
|
| НЕКОТОРЫЙ | |
Панель управления CompTox ( EPA )
|
|
| Характеристики | |
| С 6 Ч 6 Н 4 | |
| Молярная масса | 134.142 g·mol −1 |
| Структура [ 1 ] | |
| П нма | |
| орторомбический | |
а = 7,1085, б = 9,9320, с = 9,3869
| |
| Опасности | |
| СГС Маркировка : | |
  
| |
| Опасность | |
| Х301 , Х302 , Х312 , Х315 , Х319 , Х335 , Х373 | |
| P260 , P261 , P264 , P270 , P271 , P280 , P301+P310 , P301+P312 , P302+P352 , P304+P340 , P305+P351+P338 , P312 , P314 , P321 , P322 , P330 , P332+P313 , P337+P313 , P362 , P363 , P403+P233 , P405 , P501 | |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
| |
Нитрилотриацетонитрил ( НТАН ) является предшественником нитрилотриуксусной кислоты (НТК, биоразлагаемого комплексообразователя и строительного блока для моющих средств ), трис(2-аминоэтил)амина (триподального тетрадентатного хелатирующего агента, известного под аббревиатурой трен ) и сшивателя эпоксидной смолы. аминоэтилпиперазин .
Производство
[ редактировать ]Синтез нитрилотриацетонитрила основан на основных строительных блоках аммиаке , формальдегиде и цианистом водороде , которые реагируют (посредством тройного цианометилирования аммиака) в кислой водной среде в прерывистых или непрерывных процессах. [ 2 ] [ 3 ]
Аммиак вводится в виде газа в виде гексаметилентетрамина. [ 4 ] или в виде сульфата аммония вместе с формальдегидом в виде водного раствора (обычно 37% по массе) при значениях pH <2 и обработанного водным раствором синильной кислоты или жидким цианистым водородом при температуре около 100 °C. Синильная кислота используется непосредственно из процесса Андруссова или процесса BMA компании Evonik Degussa. [ 5 ] без предварительной очистки при необходимости. При возврате маточных растворов достигаются выходы более 90%.
Проблемой, особенно в случае непрерывного процесса, является склонность NTAN к осаждению при температуре ниже 90 °C, что может привести к засорению трубчатых реакторов и трубопроводов и тепловому выходу реакции из-под контроля. [ 6 ]
Характеристики
[ редактировать ]Нитрилотриацетонитрил — бесцветное твердое вещество без запаха, плохо растворяющееся в воде, но хорошо растворяющееся в нитрометане и ацетоне . [ 7 ]
Использовать
[ редактировать ]Нитрилотриацетонитрил может подвергаться гомополимеризации или сополимеризации с иминодиацетонитрилом в расплаве в присутствии основных катализаторов, таких как метоксид натрия, темного цвета с образованием твердых полимеров , которые могут карбонизироваться с образованием азотсодержащих и электропроводящих полимеров при температуре выше 1000 ° C. [ 8 ] Полученные продукты не нашли применения в качестве проводящих полимеров .
Гидрирование NTAN сначала превращает цианогруппу в иминогруппу, которая атакует цианогруппу (которая находится рядом и стерически подходит для образования шестичленного кольца), а не подвергается дальнейшему гидрированию до первичной аминогруппы . Таким образом, конечным продуктом каталитического гидрирования нитрилотриацетонитрила является 1-(2-аминоэтил)пиперазин .
Если каталитическое гидрирование НТАН проводить, например, с никелем Ренея в присутствии большого избытка аммиака, образуется трис(2-аминоэтил)амин . [ 9 ]
Трис(2-аминоэтил)амин используется в качестве тетразидентного комплексообразователя (сокращенно «трен»), который образует стабильные хелаты , особенно с ионами двухвалентных и трехвалентных переходных металлов. [ 10 ]
Нитрилотриацетонитрил реагирует с метаналем при pH 9,5 с образованием 2,2-дигидроксиметилнитрилотриацетонитрила, который гидролизуется раствором гидроксида натрия при 100 °C с образованием тринатриевой соли 2-гидроксиметилсерин-N,N-диуксусной кислоты, из которой образуется свободная кислота. можно получить подкислением с выходом 51%. [ 11 ]
Соединение подходит в качестве комплексообразователя для ионов тяжелых металлов или ионов щелочноземельных металлов, в качестве стабилизатора для отбеливателей (например, для пербората натрия в твердых моющих средствах) и в качестве связующего вещества в моющих средствах для предотвращения образования накипи на тканях во время стирки. отмывание.
При гидролизе нитрилотриацетонитрила водой в концентрированной серной кислоте в щадящих условиях практически количественно образуется нитрилотриацетамид, который исследован как нейтральный тетрадентатный лиганд для комплексообразования металлов. [ 12 ] образуется 3,5-диоксопиперазин-1-ацетамид При повышенной температуре в результате замыкания кольца , который можно количественно превратить в нитрилотриацетамид после нейтрализации и нагревания с избытком водного аммиака . [ 13 ] [ 14 ]
Нитрилотриацетонитрил служит в основном сырьем для производства биоразлагаемого, но предположительно канцерогенного комплексообразователя нитрилотриуксусной кислоты, катализируемого кислотой или основанием. [ 15 ] [ 2 ] гидролиз цианогрупп .
Нежелательное остаточное содержание цианид-ионов в гидролизате можно удалить путем последующей обработки окислителями, такими как гипохлорит натрия, при pH 8. [ 16 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Запись CSD: CIRWOR 2,2',2''-Нитрилотриацетонитрил
- ^ Перейти обратно: а б US 3337607 , JC Wollensak, «Способ получения аминонитрила», опубликован 22 августа 1967 г., передан Ethyl Corp.
- ^ US 3840581 , Х. Ноймайер, В. Фогт, К. Сенневальд, Р. Шуллер, Г. Ленц, «Способ производства нитрилотриацетонитрила», опубликовано 8 октября 1974 г., передано Knapsack AG.
- ^ US 3061628 , JJ Singer Jr., M. Weisberg, «Процесс и получение аминонитрилов и уксусных кислот», опубликован 30 октября 1962 г., передан Hampshire Chemical Corp.
- ^ EP 0102343 , CY Shen, «Способ производства нитрилотриацетонитрила», опубликован 26 февраля 1986 г., передан Monsanto Co.
- ^ Э. Фидлер (2016), «Экстренная неконтролируемая реакция – что предшествует? Что следует?», Chem. Инженер. Сделки (CET) , вып. 48, стр. 361–366, doi : 10.3303/CET1648061 , ISBN 978-88-95608-39-6
- ^ «Краткий обзор управления продуктом, хелаты: NTAN» (PDF) . akzonobel.com . Функциональные химикаты Akzo Nobel. Архивировано из оригинала (PDF; 45,7 КБ) 2 июня 2013 г. Проверено 20 марта 2017 г.
- ^ US 3578643 , LL Wood, RA Hamilton, «Новые полимеры из нитрилотриацетонитрила и иминодиацетонитрила», опубликовано 11 мая 1971 г., передано WR Grace & Co.
- ^ US 3565957 , SB Mirviss, DJ Martin, ED Weil, «Hydrogenation of nitrilotriacetonitrile», опубликовано 23 февраля 1971 г., передано Stauffer Chemical Co.
- ^ Г. Андерегг; В. Грамлих (1994), «Металлокомплексы двухвалентного кобальта, никеля, меди, цинка и кадмия 1:1 с триподальным лигандом трис[2-(диметиламино)этил]амином: их стабильность и рентгеновская кристаллическая структура его комплексный сульфат меди(II), Helv. Хим. Акта , том. 77, нет. 3, стр. 685–690, номер документа : 10.1002/hlca.19940770312.
- ^ EP 0396999 , А. Офтринг, С. Бирнбах, Р. Бауэр, К. Гусетис, В. Тризелт, «2-метил- и 2-гидроксиметилсерин-N,N-диуксусная кислота и ее производные», опубликовано в 1990-11 гг. - 14, передано BASF AG
- ^ Д.А. Смит; С. Сучек; С. Крамер; Д. Бейкер (1995), «Нитрилотриацетамид: синтез в концентрированной серной кислоте и стабильность в воде», Synth. Коммун. , том. 25, нет. 24, стр. 4123–4132, номер документа : 10.1080/00397919508011491.
- ^ GB 1170399 , «Способ получения 3,5-диоксо-1-пиперазинацетамида и триамида нитрилотриуксусной кислоты», опубликован 12 ноября 1969 г., передан WR Grace & Co.
- ^ Д.А. Смит; С. Крамер; С. Сучек; Э. Скшипзак-Янкун (1992), «Легкий синтез замещенных нитрилотриацетамидов», Tetrahedron Lett. , том. 33, нет. 50, стр. 7765–7768, номер документа : 10.1016/0040-4039(93)88040-P.
- ^ US 4547589 , CY Shen, «Гидролиз нитрилотриацетонитрила», опубликован 15 октября 1985 г., передан компании Monsanto Co.
- ^ США 8362298 , О.М. Фалана, А. Хикем, С.Р. Какаджян, Ф. Замора, «Гидролизованные нитрилотриацетонитриловые композиции, составы для гидролиза нитрилотриацетонитрила и способы их получения и использования», опубликовано 29 января 2013 г., передано Clearwater International, LLC.