Αιθανονιτρίλιο

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Μετάβαση σε: πλοήγηση, αναζήτηση
Αιθανονιτρίλιο
Acetonitrile-2D.png
Acetonitrile-3D-vdW.png
Γενικά
Όνομα IUPAC Αιθανονιτρίλιο
Άλλες ονομασίες Ακετονιτρίλιο
Μεθυλοκυανίδιο
Κυανομεθάνιο
1-αζαπροπίνιο
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος C2H3N
Μοριακή μάζα 41,05 amu
Σύντομος
συντακτικός τύπος
CH3CN
Συντομογραφίες MeCN,
Αριθμός CAS 75-05-8
SMILES N#CC
InChI 1S/C2H3N/c1-2-3/h1H3
Αριθμός RTECS AL7700000
Αριθμός UN Z072SB282N
PubChem CID 6102
ChemSpider ID 6342
Δομή
Διπολική ροπή 3,84 D
Ισομέρεια
Ισομερή θέσης 5
Φυσικές ιδιότητες
Σημείο τήξης -45°C
Σημείο βρασμού 82°C
Πυκνότητα 786 kg/m3
Διαλυτότητα
στο νερό
αναμείξιμο
Διαλυτότητα
σε άλλους διαλύτες
διαλυτό σε οργανικούς διαλύτες
Χημικές ιδιότητες
pKa 25
Ελάχιστη θερμοκρασία
ανάφλεξης
2 °C
Επικινδυνότητα
Hazard F.svg Hazard X.svg
Εύφλεκτο (F), Βλαβερό (X)
Φράσεις κινδύνου R11, R20/21/22, R36
Φράσεις ασφαλείας (S1/2), S16, S36/37
Κίνδυνοι κατά
NFPA 704
NFPA 704.svg
3
2
0
Η κατάσταση αναφοράς είναι η πρότυπη κατάσταση (25°C, 1 Atm)
εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά

Το αιθανονιτρίλιο ή ακετονιτρίλιο ή μεθυλοκυανίδιο ή κυανομεθάνιο ή 1-αζαπροπίνιο είναι το απλούστερο νιτρίλιο, με σύντομο συντακτικό τύπο CH3CN. Είναι ένα άχρωμο υγρό. Παράγεται κυρίως ως παραπροϊόν της παραγωγής προπενονιτρίλιου (CH2=CHCN). Χρησιμοποιείται κυρίως ως ένας πολικός απρωτικός διαλύτης στον καθαρισμό του βουταδιένιου-1,3. Στα εργαστήρια χρησιμοποιείται σαν ένας μέτριας πολικότητας διαλύτης, αναμίξιμος με το νερό και βολική θερμική κλίμακα στην οποία βρίσκεται στην υγρή κατάσταση. Διαλύει μια μεγάλη γκάμα ιονικών και μη πολικών ενώσεων και είναι χρήσιμο στην κινητή φάση της HPLC και της LCMS. Με βάση τον χημικό τύπο, C2H3N, έχει τα ακόλουθα πέντε (5) ισομερή θέσης (όχι όλα σταθερά):

  1. Αιθιναμίνη με σύντομο συντακτικό τύπο HC ≡ CNH2.
  2. Αιθενιμίνη με σύντομο συντακτικό τύπο CH2=C=NH.
  3. Αιθανισονιτρίλιο με σύντομο συντακτικό τύπο CH3N=C.
  4. 1,1,2-επαζαιθάνιο ή αζιρίνη-1 με σύντομο συντακτικό τύπο Azirin.png
  5. 1,2-επαζαιθένιο ή αζιρίνη-2 με σύντομο συντακτικό τύπο Azarines.svg

Δομή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Δεσμοί[1][2]
Δεσμός τύπος δεσμού ηλεκτρονική δομή Μήκος δεσμού Ιονισμός
C-H σ 2sp3-1s 109 pm 3% C- H+
C ≡ Ν σ 2sp-2sp 118 pm 6% C+ N-
π 2py-2py
π 2pz-2pz
C-C σ 2sp3-2sp 147 pm
Στατιστικό ηλεκτρικό φορτίο[3]
N -0,18
C#2 -0,09
H (H-C) +0,03
C#1 +0,18

Παραγωγή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με αμινοξείδωση αιθανίου[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Βιομηχανικά παράγεται συνήθως ως παραπροϊόν της παραγωγής προπενονιτρίλιου. Στην περίπτωση του αιθανονιτριλίου αυτό γίνεται με καταλυτική αμινοξείδωση αιθανίου:


\mathrm{2CH_3CH_3 + 2NH_3 + 3O_2 \xrightarrow{} 2CH_3CN + 6H_2O }

Με κυάνωση μεθυλαλογονιδίου[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση κυανιούχου καλίου σε μεθυλαλογονίδιο (CH3X), παράγεται αιθανονιτρίλιο[4]:


\mathrm{CH_3X + KCN \xrightarrow{} CH_3CN + KX }

Με αφυδάτωση αιθαναμιδίου[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση αφυδατικών μέσων, όπως πεντοξείδιο του φωσφόρου (P2O5) ή πενταχλωριούχο φωσφόρο (PCl5) ή θειονυλοχλωρίδιο (SOCl2), σε αιθαναμίδιο παράγεται αιθανονιτρίλιο[5]:


\mathrm{CH_3CONH_2 \xrightarrow{P_2O_5 \;\acute{\eta} \; PCl_5 \;\acute{\eta} \; SOCl_2 } CH_3CN + H_2O }

Με αφυδάτωση αιθανυδροξυλιμίνης[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση αφυδατικών μέσων, όπως πεντοξείδιο του φωσφόρου (P2O5) ή αιθανικού ανυδρίτη [(CH3CO)2O] σε αιθανυδροξυλιμίνη (CH3CH=NOH), παράγεται αιθανονιτρίλιο[6]:


\mathrm{CH_3CH=NOH \xrightarrow{P_2O_5 \;\acute{\eta} \; (CH_3CO)_2O } CH_3CN + H_2O }

Με επίδραση μεθυλομαγνησιαλογονιδίου σε χλωροκυάνιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση μεθυλομαγνησιαλογονίδιου σε χλωροκυάνιο (ClCN) παράγεται αιθανονιτρίλιο[7]:


\mathrm{NaCN + Cl_2 \xrightarrow{} NaCl + ClCN }

\mathrm{CH_3X + Mg \xrightarrow{|Et_2O|} CH_3MgX \xrightarrow{+ClCN} CH_3CN + MgXCl \downarrow}

Χημικές ιδιότητες και παράγωγα[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Υδρόλυση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

1. Με μερική υδρόλυση αιθανονιτριλίου, παράγεται αιθαναμίδιο[8]:


\mathrm{CH_3CN + H_2O \xrightarrow{} CH_3CONH_2 }

2. Με πλήρη υδρόλυση αιθανονιτριλίου, παράγεται αιθανικό οξύ[8]:


\mathrm{CH_3CN + 2H_2O \xrightarrow{} CH_3COOH + NH_3 }

Υδροχλωρίωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση υδροχλωρίου (HCl) παράγεται χλωριούχο 1-χλωρααιθανιμμώνιο[9]:


\mathrm{CH_3CN + 2HCl \xrightarrow{} CH_3C(Cl)=NH_2Cl }

Αμμωνίωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση αμμωνίας παράγεται 1-ιμινοαιθαναμίνη:


\mathrm{CH_3CN + NH_3 \xrightarrow{} CH_3C(=NH)NH_2 }

Παραγωγή μεθυλοκετόνης[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση οργανομαγνησιακής ένωσης (RMgX) και έπειτα υδρόλυση, παράγεται μεθυλοκετόνη


\mathrm{CH_3CN + RMgX \xrightarrow{} RC(CH_3)=NMgX \xrightarrow{+2H_2O} RCOCH_3 + Mg(OH)X \downarrow + NH_3}

Yδρογόνωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

1. Με καταλυτική υδρογόνωση παράγεται αιθαναμίνη:


\mathrm{CH_3CN + 2H_2 \xrightarrow{Ni} CH_3CH_2NH_2}

2. Με επίδραση λιθιοαργιλιοϋδρίδιου παράγεται αιθαναμίνη:


\mathrm{2CH_3CN + LiAlH_4 + 2H_2O \xrightarrow{Ni} 2CH_3CH_2NH_2 + LiAlO_2}

Παραγωγή ενώσεων συναρμογής[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Παράγει εύκολα διάφορες ενώσεις συναρμογής. Π.χ. με επίδραση χλωριούχου παλλάδιου παράγεται δι(μεθυλοκυανο)διχλωροπαλλάδιο:


\mathrm{PdCl_2 + 2CH_3CN \xrightarrow{} [PdCl_2(CH_3CN)_2]}

Εφαρμογές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Το αιθανονιτρίλιο χρησιμοποιήθηκε κυρίως ως ένας διαλύτης καθαρισμού του βουταδιένιου-1,3 σε διυλιστήρια. Χρησιμοποιήθηκε ευρύτατα σε εφαρμογές μπαταριών εξαιτίας της σχετικά μεγάλης διηλεκτρικής σταθεράς του και την ικανότητά του να διαλύει ηλεκτρολύτες. Για παρόμοιους λόγους είναι δημοφιλής διαλύτης στην κυκλική βολταμετρία. Το χαμηλό του ιξώδες και η σχετικά χαμηλή χημική του δραστικότητα το έκαναν επίσης δημοφιλή επιλογή για την υγρή χρωματογραφία. Παίζει ακόμη σημαντικό ρόλο ως κύριος διαλύτης στην παραγωγή ολιγονουκλεοτιδίων DNA από μονομερή. Βιομηχανικά χρησιμοποιήθηκε ως διαλύτης για την παραγωγή φαρμακευτικών και φωτογραφικών φιλμ[10]. Χρησιμοποιείται ακόμη για τη σύνθεση διαφόρων οργανικών ενώσεων, καθώς και ενώσεων συναρμογής.

Έλλειψη αιθανονιτριλίου το χρονικό διάστημα 2008-2009[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Αρχίζοντας από τον Οκτώβριο του 2008 η παγκόσμια διαθεσιμότητα του αιθανονιτριλίου έπεσε σε χαμηλά επίπεδα, γιατί η κινεζική παραγωγή αιθανονιτριλίου σταμάτησε εξαιτίας της οργάνωσης των Ολυμπιακών Αγώνων. Επιπλέον, συνέπεσε ένα μεγάλο εργοστάσιο παραγωγής αιθανονιτριλίου στο Τέξας των ΗΠΑ να πάθει βλάβη εξαιτίας του κυκλώνα Ike[11]. Ακόμη περισσότερο η παραγωγή του αιθανονιτριλίου αυτήν τη χρονιά μειώθηκε κι άλλο και εξαιτίας της οικονομικής ύφεσης. Για όλους τους παραπάνω λόγους μειώθηκε και κάθε παραγωγή που βασίζονταν στο αιθανονιτρίλιο, όπως είναι η παραγωγή ακρυλικών υφασμάτων και ελαστικών που περιέχουν αιθανονιτρίλιο, βουταδιένιο-1,3 και στυρόλιο (ABS). Επειδή το αιθαονιτρίλιο βιομηχανικά είναι παραπροϊόν της παραγωγής προπενονιτρίλιου, μειώθηκε ανάλογα και η παραγωγή αυτής της ένωσης και των παραγώγων της[12]. Η μεγάλη αυτή παγκόσμια έλλειψη αυτών των δύο χημικών και των παραγώγων τους συνεχίστηκε ως τις αρχές του 2009, οπότε και καλύφθηκε.

Σημειώσεις και αναφορές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  1. Τα δεδομένα προέρχονται εν μέρει από το Table of periodic properties of thε Elements, Sagrent-Welch Scientidic Company και Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 34.
  2. LeBlanc, Jr., O. H.; Laurie, V. W.; Gwinn, W. D. “Microwave Spectrum, Structure, and Dipole Moment of Formyl Fluoride” The Journal of Chemical Physics 1960, volume 33, pp. 598-600.
  3. Υπολογισμένο βάσει του ιονισμού από τον παραπάνω πίνακα
  4. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 297, §13.2.Δ1.
  5. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 302, §13.6.2. και σελ. 297, §13.2.Δ2
  6. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 297, §13.2.Δ3
  7. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 297, §13.2.Δ4
  8. 8,0 8,1 Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 304, §13.7.1
  9. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 304, §13.7.2
  10. Spanish Ministry of Health (2002), Acetonitrile. Summary Risk Assessment Report, Ispra (VA), Italy: European Chemicals Bureau, Special Publication I.01.65, http://ecb.jrc.it/DOCUMENTS/Existing-Chemicals/RISK_ASSESSMENT/SUMMARY/acetonitrilesum006.pdf
  11. Lowe, Derek (2009), The Great Acetonitrile Shortage, Corante, http://pipeline.corante.com/archives/2009/01/22/the_great_acetonitrile_shortage.php
  12. Chemical & Engineering News, 86(47), p. 27 November 24, 2008

Πηγές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  • Γ. Βάρβογλη, Ν. Αλεξάνδρου: Οργανική Χημεία, Αθήνα 1972
  • Α. Βάρβογλη, Χημεία Οργανικών Ενώσεων, παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991
  • SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999
  • Ν.Α. Πετάση: Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας, 1982
  • Δημήτριου Ν. Νικολαΐδη: Ειδικά μαθήματα Οργανικής Χημείας, Θεσσαλονίκη 1983.


Στο λήμμα αυτό έχει ενσωματωθεί κείμενο από το λήμμα Acetonitrile της Αγγλικής Βικιπαίδειας, η οποία διανέμεται υπό την GNU FDL και την CC-BY-SA 3.0. (ιστορικό/συντάκτες).
Στο λήμμα αυτό έχει ενσωματωθεί κείμενο από το λήμμα Acrylonitrile της Αγγλικής Βικιπαίδειας, η οποία διανέμεται υπό την GNU FDL και την CC-BY-SA 3.0. (ιστορικό/συντάκτες).