O acetonitrilo é un composto químico coa fórmula . Este líquido incoloro é o nitrilo orgánico máis simple (o cianuro de hidróxeno é un nitilo aínda máis simple, pero o anión cianuro non se clasifica como orgánico). Orixínase principalmente como un subproduto da fabricación do acrilonitrilo. Utilízase como solvente aprótico polar en síntese orgánica e na purificación do butadieno.O esqueleto N≡C−C é linear cunha curta distancia C≡N de só 1,16 Å.
O acetonitrilo foi preparado por primeira vez en 1847 polo químico francés Jean-Baptiste Dumas.
Aplicacións
O acetonitrilo utilízase principalmente como solvente na purificación do butadieno en refinerías. En concreto, o acetonitrilo introdúcese na parte superior dunha columna de destilación chea de hidrocarburos, incluíndo o butadieno, e a medida que o acetonitrilo descende pola columna, absorbe o butadieno, que é despois enviado desde o fondo da torre a unha segunda torre de separación. Despois, emprégase calor na torre de separación para separar o butadieno.
No laboratorio utilízase como solvente de polaridade media que é miscible en auga e varios solventes orgánicos, pero non en hidrocarburos saturados. Ten un rango líquido adecuado e unha alta constante dieléctrica de 38,8. Co seu momento dipolar de 3,92 D, o acetonitrilo disolve unha ampla variedade de compostos non polares e é útil como fase móbil nas técnicas de HPLC e LC–MS.
Utilízase moito en aplicacións de baterías debido á súa constante dieléctrica relativamente alta e a súa capacidae de disolver electrólitos. Por razóns similares é un solvente moi usado en voltametría cíclica.
Os seus valores en canto á transparencia ultravioleta, baixa viscosidade e baixa reactividade química fan que sexa moi usado na cromatografía líquida de alto rendemento (HPLC).
O aceonitrilo xoga un papel significativo como solvente dominante na produción de oligonucleótidos de ADN a partir dos seus monómeros.
Industrialmente utilízase como solvente para a fabricación de fármacos e película fotográfica.
Síntese orgánica
O acetonitrilo é un bloque de construción de dous carbonos común en síntese orgánica de moitos compostos químicos útiles, como o hidrocloruro de acetamidina, a tiamina e o ácido α-naffalenoacético. A súa reacción co cloruro de cianóxeno rende malononitrilo.
Ligando en química de coordinación
O acetonitrilo é un ligando en moitos complexos nitrilo de metal de transición. Como é debilmente básico, é un ligando doadamente desprazable. Por exemplo, o dicloruro de bis(acetonitrilo)paladio prepárase quentando unha suspensión de cloruro de paladio en acetonitrilo: + 2 → Un complexo relacionado é o [Cu(CH3CN)4]+. Os grupos nestes complexos son rapidamentre desprazados por moitos outros ligandos.
Produción O acetonitrilo é un subproduto da fabricación do acrilonitrilo. A maioría é queimado para axudar ao proceso que se busca, pero estímase que varios miles de toneladas se conservan para as aplicacións antes mencionadas.Pollak, Peter; Romeder, Gérard; Hagedorn, Ferdinand; Gelbke, Heinz-Peter. "Nitriles". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. doi:10.1002/14356007.a17_363. Así, as tendencias na produción de acetonitrilo seguen as da produción de acrilonitrilo. O acetonitrilo pode producirse tamén por outros métodos, pero estes non teñen importancia comercial (en 2002). Rutas ilustrativas son a deshidratación de acetamida ou a hidroxenación de mesturas de monóxido de carbono e amoníaco.Patente US 4179462 , Olive, G. & Olive, S., "Process for preparing acetonitrile", published 1979-12-18, assigned to Monsanto Company
Tamén se investigou a amoxidación catalítica de etileno.
Escaseza de acetonitrilo en 2008–2009 A partir de outubro de 2008 a dispoñibilidade mundial de acetonitrilo era baixa porque a produción na China cesou debido a que se celebraban os Xogos Olímpicos de 2008. Ademais, unha importante fábrica nos Estados Unidos quedou danada en Texas polo paso do furacán Ike. Debido á desaceleración económica global, a produción de acrilonitrilo que se usa para as fibras acrílicas e as resinas de acrilonitrilo butadieno estireno (ABS) diminuíu. O acetonitrilo é un subproduto na produción de acrilonitrilo e a súa produción tamén decreceu, contribuíndo á escaseza de acetonitrilo. A escaseza global de acetonitrilo continuou en 2009, pero posteriormente a produción foi aumentando e, en 2019, producíanse no mundo 271 800 toneladas de acetonitrilo.News. Company news. Acetonitrile Market: Global Production Capacity will reach to 271,800 Tons in 2019.
Seguridade
Toxicidade
O acetonitrilo ten só unha toxicidade leve en pequenas doses. Pode ser metabolizado para producir cianuro de hidróxeno, que é causa dos efectos tóxicos observados. Xeralmente o comezo dos efectos tóxicos é retardado, debido ao tempo requirido para que o corpo metabolice o acetonitrilo orixinando cianuro, que xeralmente é de 2 a 12 horas.
Os casos de envelenamento por acetonitrilo en humanos (ou, para ser máis exacto, por cianuro despois da exposición ao acetonitrilo) son raros pero non descoñecidos, e prodúcense por inhalación, inxestión e posiblemente por absorción pola pel. Os síntomas, que non aparecen normalmente ata pasadas varias horas despois da exposición, inclúen dificultades respiratorias, pulso lento, náuseas e vómitos. Poden darse convulsións e o coma nos casos graves, seguidos da morte por insuficiencia respiratoria. O tratamento faise igual que para o envelenamento por cianuro, con oxíxeno, nitrito de sodio e tiosulfato de sodio como os tratamentos de emerxencia máis comunmente usados.
Foi utilizado en formulacións para quitar a laca de uñas, a pesar da súa toxicidade. Informouse de polo menos dous casos de envelenamento accidental de nenos pequenos por estes produtos para quitar a laca das uñas, un dos cales foi mortal. A acetona e o acetato de etilo son os normalmente preferidos como máis seguros para uso doméstico e o acetonitrilo foi prohibido en produtos cosméticos na Unión Europea desde marzo de 2000.
Metabolismo e excreción Composto Concentración de cianuro no cerebro (μg/kg) LD50 oral (mg/kg) Cianuro potásico 748 ± 200 10 Propionitrilo 508 ± 84 40 Butironitrilo 437 ± 106 50 Malononitrilo 649 ± 209 60 Acrilonitrilo 395 ± 106 90 Acetonitrilo 28 ± 5 2460 Sal de mesan/a 3000 Concentracións de cianuro iónico medidas no cerebro de ratas Sprague-Dawley unha hora despois da administración oral dunha LD50 de varos nitrilos.
Xunto con outros nitrilos, o acetonitrilo pode ser metabolizado en microsomas da célula, especialmente no fígado, para producir cianuro de hidróxeno, como demostraron Pozzani et al. en 1959. O primeiro paso nesta vía é a oxidación do acetonitrilo a glicolonitrilo por unha citocromo P450 monooxixenase dependente de NADPH. O glicolonitrilo sofre despois unha descomposición espontánea para dar cianuro de hidróxeno e formaldehido. O formaldehido, que é el mesmo unha toxina e un carcinóxeno, é oxidado a ácido fórmico, que é outra fonte de toxicidade.
O metabolismo do acetonitrilo é moito máis lento que o doutros nitrilos, o que explica a súa relativamente baixa toxicidade. Deste modo, observouse que unha hora despois da administración dunha dose letal potencial, a concentración de cianuro no cerebro de ratas era unha vixésima parte da que habería cunha dose de propionitrilo 60 veces menor (ver táboa).
O metabolismo relativamente lento da transformación do acetonitrilo en cianuro de hidóxeno permite que moito do cianuro producido sexa detoxificado no corpo a tiocianato (vía da rodanese). Tamén permite que parte do acetonitrilo sexa excretado como tal antes de que sexa metabolizado. As principais vías de excreción son por exhalación e na urina.
O acetonitrilo como doante de pares de electróns O acetonitrilo ten un par electrónico libre no seu átomo de nitróxeno, o cal pode formar complexos nitrilo de metal de transición con metais ou complexos ácido-base débiles con ácidos de Lewis do grupo 13, como o trifluoruro de boroB. Swanson, D. F. Shriver, J. A. Ibers, "Nature of the donor-acceptor bond in acetonitrile-boron trihalides. The structures of the boron trifluoride and boron trichloride complexes of acetonitrile", Inorg. Chem., 2969., volume 8, pp. 2182-2189, . Ademais do BF3, o acetonitrilo forma adutos 1:1 cunha variedade doutros ácidos de Lewis e produtos como o I2, fenol e cloruro de trimetiltina. Clasificase como unha base dura e no modelo ECW está listado con EB= 1,64 e CB= = 0,71. A súa forza doante relativa cara a unha serie de ácidos, comparado con outras bases de Lewis, pode ilustrarse por gráficos C-B.Laurence, C. and Gal, J-F. Lewis Basicity and Affinity Scales, Data and Measurement, (Wiley 2010) pp 50-51 IBSN 978-0-470-74957-9 Os gráficos mostrados neste artigo utilizan os parámetros vellos. Os parámetros E&C mellorados están listados no modelo ECW. En superácidos mesmo é posible protonar o acetonitrilo.
Notas
Véxase tamén Outros artigos Tricloroacetonitrilo – un derivado do acetonitrilo usado para protexer grupos alcohol e como reactivo na reacción de rearranxo de Overman
Ligazóns externas WebBook page for C2H3N International Chemical Safety Card 0088 National Pollutant Inventory - Acetonitrile fact sheet NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards Chemical Summary for Acetonitrile (CAS No. 75-05-8), Office of Pollution Prevention and Toxics, U.S. Environmental Protection Agency Simulation of acetonitrile
Categoría:Nitrilos Categoría:Solventes