Ацетонитрил
| |||
| |||
 | |||
| Имена | |||
|---|---|---|---|
| Предпочтительное название ИЮПАК Ацетонитрил [2] | |||
| Систематическое название ИЮПАК Этаненитрил [2] | |||
| Другие имена | |||
| Идентификаторы | |||
3D model ( JSmol ) | |||
| 741857 | |||
| ЧЭБИ | |||
| ЧЕМБЛ | |||
| ХимическийПаук | |||
| Информационная карта ECHA | 100.000.760 | ||
| Номер ЕС |
| ||
| 895 | |||
| МеШ | ацетонитрил | ||
ПабХим CID | |||
| номер РТЭКС |
| ||
| НЕКОТОРЫЙ | |||
| Число | 1648 | ||
Панель управления CompTox ( EPA ) | |||
| Характеристики | |||
| C2H3C2H3N | |||
| Молярная масса | 41.053 g·mol −1 | ||
| Появление | Бесцветная жидкость | ||
| Запах | Слабый, отчетливый, фруктовый | ||
| Плотность | 0,786 г/см 3 при 25°С | ||
| 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 | ||
| смешивается | |||
| войти P | −0.334 | ||
| Давление пара | 9,71 кПа (при 20,0 °C) | ||
Закон Генри постоянная ( k H ) | 530 мкмоль/(Па·кг) | ||
| Кислотность ( pKa ) | 25 | ||
| УФ-видимое излучение (λ макс .) | 195 нм | ||
| Поглощение | ≤0.10 | ||
| −28.0 × 10 −6 см 3 /моль | |||
Показатель преломления ( n D ) | 1.344 | ||
| 3,92 Д | |||
| Термохимия | |||
Теплоемкость ( С ) | 91,69 Дж/(К·моль) | ||
Стандартный моляр энтропия ( S ⦵ 298 ) | 149,62 Дж/(К·моль) | ||
Стандартная энтальпия образование (Δ f H ⦵ 298 ) | 40,16–40,96 кДж/моль | ||
Стандартная энтальпия горение (Δ c H ⦵ 298 ) | −1256,03 – −1256,63 кДж/моль | ||
| Опасности | |||
| СГС Маркировка : | |||
  | |||
| Опасность | |||
| Х225 , Х302 , Х312 , Х319 , Х332 | |||
| П210 , П280 , П305+П351+П338 | |||
| NFPA 704 (огненный алмаз) | |||
| точка возгорания | 2,0 ° C (35,6 ° F; 275,1 К) | ||
| 523,0 ° C (973,4 ° F; 796,1 К) | |||
| Взрывоопасные пределы | 4.4–16.0% | ||
| Летальная доза или концентрация (LD, LC): | |||
ЛД 50 ( средняя доза ) |
| ||
ЛК 50 ( средняя концентрация ) | 5655 частей на миллион (морская свинка, 4 часа) 2828 частей на миллион (кролик, 4 часа) 53 000 частей на миллион (крыса, 30 мин) 7500 частей на миллион (крыса, 8 часов) 2693 частей на миллион (мышь, 1 час) [4] | ||
LC Lo ( самый низкий из опубликованных ) | 16 000 частей на миллион (собака, 4 часа) [4] | ||
| NIOSH (пределы воздействия на здоровье в США): | |||
МЕХ (Допускается) | СВВ 40 частей на миллион (70 мг/м 3 ) [3] | ||
РЕЛ (рекомендуется) | СВВ 20 частей на миллион (34 мг/м 3 ) [3] | ||
IDLH (Непосредственная опасность) | 500 частей на миллион [3] | ||
| Родственные соединения | |||
Родственные алканитрилы | |||
Родственные соединения | ДБНПА | ||
| Страница дополнительных данных | |||
| Ацетонитрил (страница данных) | |||
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |||
Ацетонитрил , часто сокращенно MeCN ( метилцианид ), представляет собой химическое соединение с формулой CH 3 CN и строение ЧАС 3 C−C≡N . Эта бесцветная жидкость представляет собой простейший органический нитрил ( цианистый водород — более простой нитрил, но цианид- анион не относится к органическим ). Его производят главным образом как побочный продукт производства акрилонитрила . Используется как полярный апротонный растворитель в органическом синтезе и при очистке бутадиена . [5] N≡C−C Скелет линейный с коротким C≡N Расстояние 1,16 Å . [6]
Ацетонитрил был впервые получен в 1847 году французским химиком Жаном-Батистом Дюма . [7]
Приложения
[ редактировать ]Ацетонитрил используется в основном в качестве растворителя при очистке бутадиена на нефтеперерабатывающих заводах. В частности, ацетонитрил подают в верхнюю часть дистилляционной колонны , наполненной углеводородами, включая бутадиен, и когда ацетонитрил падает через колонну, он поглощает бутадиен, который затем направляется из нижней части колонны во вторую разделительную колонну. Затем в разделительной башне используется тепло для отделения бутадиена.
В лаборатории он используется как непротонный растворитель средней полярности, смешивающийся с водой и рядом органических растворителей, но не с насыщенными углеводородами. Он имеет удобный диапазон температур, при которых он является жидкостью, и высокую диэлектрическую проницаемость 38,8. Дипольный момент 3,92 Д. равен [8] ацетонитрил растворяет широкий спектр ионных и неполярных соединений и полезен в качестве подвижной фазы в ВЭЖХ и ЖХ-МС .
Он широко используется в аккумуляторах из-за его относительно высокой диэлектрической проницаемости и способности растворять электролиты . По тем же причинам это популярный растворитель в циклической вольтамперометрии .
Его ультрафиолетовая прозрачность, отсекающая УФ-излучение , низкая вязкость и низкая химическая активность делают его популярным выбором для высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ).
Ацетонитрил играет значительную роль в качестве доминирующего растворителя, используемого в синтезе олигонуклеотидов из нуклеозидных фосфорамидитов .
В промышленности его используют в качестве растворителя для производства фармацевтических препаратов и фотопленки . [9]
Органический синтез
[ редактировать ]Ацетонитрил является распространенным двухуглеродным строительным блоком в органическом синтезе. [10] многих полезных химических веществ, включая гидрохлорид ацетамидина , тиамин и 1-нафталинуксусную кислоту . [11] Его реакция с хлористым цианом дает малононитрил . [5]
Как донор электронной пары
[ редактировать ]Ацетонитрил имеет свободную электронную пару у атома азота, которая может образовывать множество нитрильных комплексов переходных металлов . Будучи слабоосновным, он является легкозамещаемым лигандом . Например, дихлорид бис(ацетонитрил)палладия получают нагреванием суспензии хлорида палладия в ацетонитриле: [12]
- PdCl 2 + 2 CH 3 CN → PdCl 2 (CH 3 CN) 2
Родственный комплекс - гексафторфосфат тетракис (ацетонитрил) меди (I). [Си(СН 3 CN) 4 ] + . Группы CH 3 CN в этих комплексах быстро замещаются многими другими лигандами.
Он также образует аддукты Льюиса с кислотами Льюиса группы 13, такими как трифторид бора . [13] В суперкислотах возможно протонирование ацетонитрила. [14]
Производство
[ редактировать ]Ацетонитрил — побочный продукт производства акрилонитрила . Большая часть сжигается для поддержки намеченного процесса, но, по оценкам, несколько тысяч тонн сохраняются для вышеупомянутых применений. [15] Таким образом, тенденции производства ацетонитрила в целом соответствуют тенденциям производства акрилонитрила . Ацетонитрил также можно получить многими другими методами, но по состоянию на 2002 год они не имеют коммерческого значения. Показательными способами являются дегидратация ацетамида или гидрирование смесей окиси углерода и аммиака . [16] В 1992 году [update]В США было произведено 14 700 тонн (16 200 коротких тонн) ацетонитрила.
Дефицит ацетонитрила в 2008–2009 гг.
[ редактировать ]Начиная с октября 2008 года мировые поставки ацетонитрила были низкими, поскольку китайское производство было остановлено к Олимпийским играм . в Техасе был поврежден завод в США Кроме того, во время урагана Айк . [17] Из-за глобального экономического спада производство акрилонитрила, используемого в акриловых волокнах и акрилонитрил-бутадиен-стирольных (АБС) смолах, сократилось. Ацетонитрил является побочным продуктом производства акрилонитрила , и его производство также сократилось, что еще больше усугубило дефицит ацетонитрила. [18] Глобальная нехватка ацетонитрила продолжалась до начала 2009 года. [ нужно обновить ]
Безопасность
[ редактировать ]Токсичность
[ редактировать ]Ацетонитрил обладает умеренной токсичностью в малых дозах. [11] [19] Он может метаболизироваться с образованием цианида водорода , который является источником наблюдаемых токсических эффектов. [9] [20] [21] Обычно начало токсических эффектов задерживается из-за времени, необходимого организму для метаболизма ацетонитрила в цианид (обычно около 2–12 часов). [11]
Случаи отравления ацетонитрилом у людей (или, точнее, отравления цианидом после воздействия ацетонитрила) редки, но не неизвестны, при вдыхании, проглатывании и (возможно) при попадании через кожу. [20] Симптомы, которые обычно не проявляются в течение нескольких часов после воздействия, включают затрудненное дыхание, замедление пульса , тошноту и рвоту. В серьезных случаях могут возникнуть судороги и кома , за которыми следует смерть от дыхательной недостаточности . Лечение такое же, как и при отравлении цианидами : кислород , нитрит натрия и тиосульфат натрия входят в число наиболее часто используемых средств неотложной помощи. [20]
Его использовали в составах 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 смертельным исходом. [22] Ацетон и этилацетат часто отдаются предпочтение как более безопасные для домашнего использования, а ацетонитрил запрещен в косметической продукции в Европейской экономической зоне с марта 2000 года. [23]
Метаболизм и выведение
[ редактировать ]| Сложный | Цианид, концентрация в мозге (мкг/кг) | Перорально LD 50 (мг/кг) |
|---|---|---|
| Цианид калия | 700 ± 200 | 10 |
| Пропионитрил | 510 ± 80 | 40 |
| Бутиронитрил | 400 ± 100 | 50 |
| Малононитрилы | 600 ± 200 | 60 |
| Акрилонитрил | 400 ± 100 | 90 |
| Ацетонитрил | 28 ± 5 | 2460 |
| Поваренная соль (NaCl) | — | 3000 |
| Концентрации ионных цианидов, измеренные в мозге крыс Спраг-Доули через час после перорального введения LD 50 различных нитрилов. [24] | ||
Как и другие нитрилы , ацетонитрил может метаболизироваться в микросомах , особенно в печени, с образованием цианида водорода , как впервые было показано Pozzani et al. в 1959 году. [25] Первым шагом на этом пути является окисление ацетонитрила до гликолонитрила НАДФН - зависимой цитохрома Р450 монооксигеназой . Гликолонитрил затем подвергается самопроизвольному разложению с образованием цианистого водорода и формальдегида . [19] [20] Формальдегид, который сам по себе является токсином и канцерогеном, далее окисляется до муравьиной кислоты , которая является еще одним источником токсичности.
Метаболизм ацетонитрила значительно медленнее, чем у других нитрилов, что объясняет его относительно низкую токсичность. Таким образом, через час после введения потенциально смертельной дозы концентрация цианида в мозге крысы составила 1 ⁄ 20 от дозы пропионитрила , в 60 раз меньшей (см. таблицу). [24]
Относительно медленный метаболизм ацетонитрила в цианид водорода позволяет детоксикации большей части образующегося цианида в организме до тиоцианата ( родановый путь). Это также позволяет большему количеству ацетонитрила выводится из организма в неизмененном виде до того, как он метаболизируется. Основные пути выведения — с выдохом и с мочой. [19] [20] [21]
См. также
[ редактировать ]- Трихлорацетонитрил — производное ацетонитрила, используемое для защиты спиртовых групп , а также используемое в качестве реагента при перегруппировке Овермана.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д «Паспорт безопасности материала: ацетонитрил» (PDF) . ТедПелла.com .
- ^ Jump up to: а б Номенклатура органической химии: Рекомендации ИЮПАК и предпочтительные названия 2013 (Синяя книга) . Кембридж: Королевское химическое общество . 2014. с. 902. doi : 10.1039/9781849733069-FP001 (неактивен 06 мая 2024 г.). ISBN 978-0-85404-182-4 .
{{cite book}}: CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на май 2024 г. ( ссылка ) - ^ Jump up to: а б с Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям. «#0006» . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
- ^ Jump up to: а б «Ацетонитрил» . Непосредственно опасные для жизни и здоровья концентрации (IDLH) . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
- ^ Jump up to: а б «Архивная копия» (PDF) . Словарь промышленных химикатов Эшфорда, третье издание . п. 76. Архивировано из оригинала (PDF) 16 мая 2011 г. Проверено 31 марта 2011 г.
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка ) - ^ Каракида, Кеничи; Фукуяма, Цутому; Кучицу, Кодзо (1974). «Молекулярная структура цианида водорода и ацетонитрила, изученная методом газовой электронографии» . Бюллетень Химического общества Японии . 47 (2): 299–304. дои : 10.1246/bcsj.47.299 .
- ^ Дюма, Ж.-Б. (1847). «Действие безводной фосфорной кислоты на соли аммония» . Отчеты . 25 : 383–384.
- ^ Штайнер, Пенсильвания; Горди, В. (1966). «Журнал молекулярной спектроскопии» . 21 : 291.
{{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется|journal=( помощь ) - ^ Jump up to: а б Министерство здравоохранения Испании (2002 г.), Ацетонитрил. Сводный отчет об оценке рисков (PDF) , Испра (Вирджиния), Италия : Европейское химическое бюро , специальная публикация I.01.65, заархивировано из оригинала (PDF) 17 декабря 2008 г.
- ^ ДиБиасе, SA; Бидл, младший; Гокель, Г.В. «Синтез α,β-ненасыщенных нитрилов из ацетонитрила: циклогексилиденацетонитрил и циннамонитрил» . Органические синтезы ; Сборник томов , т. 7, с. 108 .
- ^ Jump up to: а б с Филип Векслер, изд. (2005), Энциклопедия токсикологии , вып. 1 (2-е изд.), Elsevier, стр. 28–30, ISBN. 0-12-745354-7
- ^ Юрген-Хинрих, Фурхоп (2003). Органический синтез: понятия и методы . Ли, Гуантао, доктор (3-е, полностью переработанное и дополненное изд.). Вайнхайм: Wiley-VCH. п. 26. ISBN 9783527302727 . OCLC 51068223 .
- ^ Б. Суонсон, Д. Ф. Шрайвер, Дж. А. Иберс, «Природа донорно-акцепторной связи в тригалогенидах ацетонитрила и бора. Структуры комплексов трифторида бора и трихлорида бора с ацетонитрилом», Inorg. Chem., 2969., том 8, стр. 2182-2189, {{doi:10.1021/ic50080a032}}
- ^ Хейгес, Ральф; Бакстер, Аманда Ф.; Гетц, Надин Р.; Аксхаузен, Иоахим А.; Солтнер, Тереза; Корнат, Андреас; Кристе, Калр О. (2016). «Протонирование нитрилов: выделение и характеристика ионов алкил- и арилнитрилия». Транзакции Далтона . 45 (20): 8494–8499. дои : 10.1039/C6DT01301E . ПМИД 27116374 .
- ^ Поллак, Питер; Ромедер, Жерар; Хагедорн, Фердинанд; Гельбке, Хайнц-Петер. «Нитрилы». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a17_363 . ISBN 978-3527306732 .
- ^ США 4179462 , Олив Г. и Олив С., «Способ получения ацетонитрила», опубликован 18 декабря 1979 г., передан компании Monsanto .
- ^ Лоу, Дерек (2009). «Великая нехватка ацетонитрила» . Наука трансляционной медицины .
- ^ А. Тулло (2008). «Растворитель высыхает». Новости химии и техники . 86 (47): 27. doi : 10.1021/cen-v086n047.p027 .
- ^ Jump up to: а б с Национальный институт исследований и безопасности (INRS) (2004 г.), Токсикологический лист №. 104: Ацетонитрил (PDF) , Париж: INRS , ISBN 2-7389-1278-8 , заархивировано из оригинала (PDF) 28 июля 2011 г. , получено 19 августа 2008 г.
- ^ Jump up to: а б с д и Международная программа по химической безопасности (1993), Критерии гигиены окружающей среды 154. Ацетонитрил , Женева: Всемирная организация здравоохранения.
- ^ Jump up to: а б Гринберг, Марк (1999), Токсикологический обзор ацетонитрила (PDF) , Вашингтон, округ Колумбия: Агентство по охране окружающей среды США .
- ^ Каравати, Э.М.; Литовиц, Т. (1988). «Детская интоксикация цианидами и смерть от косметики, содержащей ацетонитрил». Дж. Ам. Мед. доц. 260 (23): 3470–73. дои : 10.1001/jama.260.23.3470 . ПМИД 3062198 .
- ^ «Двадцать пятая Директива Комиссии 2000/11/EC от 10 марта 2000 г., адаптирующаяся к техническому прогрессу. Приложение II к Директиве Совета 76/768/EEC о сближении законов государств-членов, касающихся косметической продукции» . Официальный журнал Европейских сообществ . Л65 : 22–25. 14 марта 2000 г.
- ^ Jump up to: а б Ахмед, А.Е.; Фаруки, М.Ю.Х. (1982), «Сравнительная токсичность алифатических нитрилов», Toxicol. Летт. , 12 (2–3): 157–64, doi : 10.1016/0378-4274(82)90179-5 , PMID 6287676
- ^ Поццани, Калифорнийский университет; Карпентер, CP; Палм, ЧП; Вейль, CS; Наир, Дж. Х. (1959), «Исследование токсичности ацетонитрила для млекопитающих», J. Occup. Мед. , 1 (12): 634–642, doi : 10.1097/00043764-195912000-00003 , PMID 14434606
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Страница веб-книги для C 2 H 3 N
- Международная карта химической безопасности 0088
- Национальный реестр загрязнителей – информационный бюллетень по ацетонитрилу
- Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям
- Химическая сводка ацетонитрила (№ CAS 75-05-8) , Управление по предотвращению загрязнения и токсичным веществам, Агентство по охране окружающей среды США.
- Моделирование ацетонитрила
- Как органическое вещество достигло Земли? Космические детективы прослеживают происхождение сложных органических молекул , на сайте: SciTechDaily. 10 сентября 2020 г. Источник: Токийский научный университет: ацетонитрил обнаружен в молекулярном облаке Sgr B2(M) в центре нашей галактики .
| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|