El acetonitrilo , a menudo abreviado MeCN ( cianuro de metilo ), es el compuesto químico con la fórmula CH
3CN . Este líquido incoloro es el nitrilo orgánico más simple ( el cianuro de hidrógeno es un nitrilo más simple, pero el anión cianuro no se clasifica como orgánico ). Se produce principalmente como subproducto de la fabricación de acrilonitrilo . Se utiliza como disolvente aprótico polar en síntesis orgánica y en la purificación de butadieno . [5] El esqueleto N≡C − C es lineal con una distancia C≡N corta de 1,16 Å . [6]
Nombres | |||
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Nombre IUPAC preferido Acetonitrilo [2] | |||
Nombre IUPAC sistemático Etanonitrilo [2] | |||
Otros nombres | |||
Identificadores | |||
Modelo 3D ( JSmol ) | |||
741857 | |||
CHEBI | |||
CHEMBL | |||
ChemSpider | |||
Tarjeta de información ECHA | 100.000.760 | ||
Número CE |
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895 | |||
Malla | acetonitrilo | ||
PubChem CID | |||
Número RTECS |
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UNII | |||
un numero | 1648 | ||
Tablero CompTox ( EPA ) | |||
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Propiedades | |||
C 2 H 3 N | |||
Masa molar | 41,053 g · mol −1 | ||
Apariencia | Líquido incoloro | ||
Olor | Débil, distinto, afrutado | ||
Densidad | 0,776 g / cm 3 a 25 ° C | ||
Punto de fusion | -46 a -44 ° C; -51 a -47 ° F; 227 hasta 229 K | ||
Punto de ebullición | 81,3 a 82,1 ° C; 178,2 a 179,7 ° F; 354,4 hasta 355,2 K | ||
solubilidad en agua | Miscible | ||
log P | −0,334 | ||
Presión de vapor | 9,71 kPa (a 20,0 ° C) | ||
Constante de la ley de Henry ( k H ) | 530 μmol / (Pa · kg) | ||
Acidez (p K a ) | 25 | ||
UV-vis (λ máx. ) | 195 millas náuticas | ||
Absorbancia | ≤0,10 | ||
Susceptibilidad magnética (χ) | −28,0 × 10 −6 cm 3 / mol | ||
Índice de refracción ( n D ) | 1.344 | ||
Termoquímica | |||
Capacidad calorífica ( C ) | 91,69 J / (K · mol) | ||
Entropía molar estándar ( S | 149,62 J / (K · mol) | ||
Entalpía estándar de formación (Δ f H ⦵ 298 ) | 40,16–40,96 kJ / mol | ||
Entalpía estándar de combustión (Δ c H ⦵ 298 ) | −1256,03 - −1256,63 kJ / mol | ||
Peligros | |||
Ficha de datos de seguridad | Ver: página de datos | ||
Pictogramas GHS | |||
Palabra de señal GHS | Peligro | ||
Declaraciones de peligro GHS | H225 , H302 , H312 , H319 , H332 | ||
Consejos de prudencia del SGA | P210 , P280 , P305 + 351 + 338 | ||
NFPA 704 (diamante de fuego) | 2 3 0 | ||
punto de inflamabilidad | 2,0 ° C (35,6 ° F; 275,1 K) | ||
autoignición temperatura | 523,0 ° C (973,4 ° F; 796,1 K) | ||
Límites explosivos | 4,4–16,0% | ||
Dosis o concentración letal (LD, LC): | |||
LD 50 ( dosis mediana ) |
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LC 50 ( concentración media ) | 5655 ppm (conejillo de indias, 4 h) 2828 ppm (conejo, 4 h) 53.000 ppm (rata, 30 min) 7500 ppm (rata, 8 h) 2693 ppm (ratón, 1 h) [4] | ||
LC Lo ( más bajo publicado ) | 16.000 ppm (perro, 4 h) [4] | ||
NIOSH (límites de exposición a la salud de EE. UU.): | |||
PEL (permitido) | TWA 40 ppm (70 mg / m 3 ) [3] | ||
REL (recomendado) | TWA 20 ppm (34 mg / m 3 ) [3] | ||
IDLH (peligro inmediato) | 500 ppm [3] | ||
Compuestos relacionados | |||
Alcanenitrilos relacionados |
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Compuestos relacionados | DBNPA | ||
Página de datos complementarios | |||
Estructura y propiedades | Índice de refracción ( n ), constante dieléctrica (ε r ), etc. | ||
Datos termodinámicos | Comportamiento de fase sólido-líquido-gas | ||
Datos espectrales | UV , IR , RMN , MS | ||
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |||
verificar ( ¿qué es ?) | |||
Referencias de Infobox | |||
El acetonitrilo fue preparado por primera vez en 1847 por el químico francés Jean-Baptiste Dumas . [7]
Aplicaciones
El acetonitrilo se utiliza principalmente como disolvente en la purificación de butadieno en refinerías. Específicamente, el acetonitrilo se alimenta en la parte superior de una columna de destilación llena de hidrocarburos, incluido el butadieno, y cuando el acetonitrilo cae a través de la columna, absorbe el butadieno que luego se envía desde la parte inferior de la torre a una segunda torre de separación. Luego se emplea calor en la torre de separación para separar el butadieno.
En el laboratorio, se utiliza como un solvente de polaridad media que es miscible con agua y una variedad de solventes orgánicos, pero no con hidrocarburos saturados. Tiene un rango de líquido conveniente y una constante dieléctrica alta de 38,8. Con un momento dipolar de 3,92 D , [8] el acetonitrilo disuelve una amplia gama de compuestos iónicos y apolares y es útil como fase móvil en HPLC y LC – MS .
Se usa ampliamente en aplicaciones de baterías debido a su constante dieléctrica relativamente alta y su capacidad para disolver electrolitos . Por razones similares, es un solvente popular en voltamperometría cíclica .
Su corte UV de transparencia ultravioleta , baja viscosidad y baja reactividad química lo convierten en una opción popular para la cromatografía líquida de alto rendimiento (HPLC).
El acetonitrilo juega un papel importante como disolvente dominante utilizado en la fabricación de oligonucleótidos de ADN a partir de monómeros .
Industrialmente, se utiliza como disolvente para la fabricación de productos farmacéuticos y películas fotográficas . [9]
Síntesis orgánica
El acetonitrilo es un componente común de dos carbonos en la síntesis orgánica [10] de muchas sustancias químicas útiles, como el clorhidrato de acetamidina, la tiamina y el ácido α-naftalenoacético. [11] Su reacción con cloruro de cianógeno produce malononitrilo . [5]
Como donante de pares de electrones
El acetonitrilo tiene un par de electrones libres en el átomo de nitrógeno, que puede formar muchos complejos de nitrilo de metal de transición . Siendo débilmente básico, es un ligando fácilmente desplazable . Por ejemplo, el dicloruro de bis (acetonitrilo) paladio se prepara calentando una suspensión de cloruro de paladio en acetonitrilo: [12]
- PdCl
2+ 2 canales
3CN → PdCl
2(CH
3CN)
2
Un complejo relacionado es [Cu (CH 3 CN) 4 ] + . El CH
3Los grupos CN en estos complejos son rápidamente desplazados por muchos otros ligandos.
También forma aductos de Lewis con ácidos de Lewis del grupo 13 como el trifluoruro de boro . [13] En superácidos , es posible protonar acetonitrilo. [14]
Producción
El acetonitrilo es un subproducto de la fabricación de acrilonitrilo . La mayor parte se quema para apoyar el proceso previsto, pero se estima que se retienen varios miles de toneladas para las aplicaciones mencionadas anteriormente. [15] Por tanto, las tendencias de producción de acetonitrilo generalmente siguen las del acrilonitrilo . El acetonitrilo también se puede producir mediante muchos otros métodos, pero estos no tienen importancia comercial a partir de 2002. Las rutas ilustrativas son la deshidratación de acetamida o la hidrogenación de mezclas de monóxido de carbono y amoníaco . [16] En 1992[actualizar], Se produjeron 14,700 toneladas (32,400,000 lb) de acetonitrilo en los EE. UU.
También se investigó la amoxidación catalítica de etileno . [17]
Escasez de acetonitrilo en 2008-2009
A partir de octubre de 2008, el suministro mundial de acetonitrilo fue bajo porque la producción china se cerró para los Juegos Olímpicos . Además, una fábrica estadounidense resultó dañada en Texas durante el huracán Ike . [18] Debido a la desaceleración económica mundial, disminuyó la producción de acrilonitrilo que se utiliza en fibras acrílicas y resinas de acrilonitrilo butadieno estireno (ABS). El acetonitrilo es un subproducto en la producción de acrilonitrilo y su producción también disminuyó, agravando aún más la escasez de acetonitrilo. [19] La escasez mundial de acetonitrilo continuó hasta principios de 2009. [ necesita actualización ]
Seguridad
Toxicidad
El acetonitrilo tiene una toxicidad modesta en pequeñas dosis. [11] [20] Puede metabolizarse para producir cianuro de hidrógeno , que es la fuente de los efectos tóxicos observados. [9] [21] [22] Generalmente, el inicio de los efectos tóxicos se retrasa debido al tiempo que necesita el cuerpo para metabolizar el acetonitrilo en cianuro (generalmente alrededor de 2 a 12 horas). [11]
Los casos de intoxicación por acetonitrilo en humanos (o, para ser más específicos, de intoxicación por cianuro después de la exposición al acetonitrilo) son raros pero no desconocidos, por inhalación, ingestión y (posiblemente) por absorción cutánea. [21] Los síntomas, que generalmente no aparecen hasta varias horas después de la exposición, incluyen dificultad para respirar, pulso lento , náuseas y vómitos. Las convulsiones y el coma pueden ocurrir en casos graves, seguidos de la muerte por insuficiencia respiratoria . El tratamiento es como el de la intoxicación por cianuro , con oxígeno , nitrito de sodio y tiosulfato de sodio entre los tratamientos de emergencia más utilizados. [21]
Se ha utilizado en formulaciones para quitaesmaltes de uñas , a pesar de su toxicidad. Se han reportado al menos dos casos de envenenamiento accidental de niños pequeños por quitaesmalte a base de acetonitrilo, uno de los cuales fue fatal. [23] A menudo se prefiere la acetona y el acetato de etilo por ser más seguros para el uso doméstico, y el acetonitrilo está prohibido en los productos cosméticos en el Espacio Económico Europeo desde marzo de 2000. [24]
Metabolismo y excreción.
Compuesto | Cianuro, concentración en el cerebro (μg / kg) | DL 50 oral (mg / kg) |
---|---|---|
Cianuro de potasio | 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 mesa (NaCl) | N / A | 3000 |
Las concentraciones de cianuro iónicos miden en los cerebros de ratas Sprague-Dawley una hora después de la administración oral de un LD 50 de varios nitrilos. [25] |
Al igual que otros nitrilos , el acetonitrilo se puede metabolizar en microsomas , especialmente en el hígado, para producir cianuro de hidrógeno , como demostraron por primera vez Pozzani et al. en 1959. [26] El primer paso en esta vía es la oxidación del acetonitrilo a glicolonitrilo por una monooxigenasa del citocromo P450 dependiente de NADPH . Luego, el glicolonitrilo sufre una descomposición espontánea para dar cianuro de hidrógeno y formaldehído . [20] [21] El formaldehído, una toxina y un carcinógeno por sí solo, se oxida aún más a ácido fórmico , que es otra fuente de toxicidad.
El metabolismo del acetonitrilo es mucho más lento que el de otros nitrilos, lo que explica su toxicidad relativamente baja. Por lo tanto, una hora después de la administración de una dosis potencialmente letal, la concentración de cianuro en el cerebro de la rata fue 1 ⁄ 20 de la de una dosis de propionitrilo 60 veces menor (ver tabla). [25]
El metabolismo relativamente lento del acetonitrilo a cianuro de hidrógeno permite que una mayor parte del cianuro producido se desintoxique dentro del cuerpo a tiocianato (la vía rodanesa ). También permite que una mayor cantidad de acetonitrilo se excrete sin cambios antes de que se metabolice. Las principales vías de excreción son la exhalación y la orina. [20] [21] [22]
Ver también
- Tricloroacetonitrilo : un derivado del acetonitrilo que se usa para proteger los grupos de alcohol y también se usa como reactivo en la transposición de Overman.
Referencias
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enlaces externos
- Página del libro web para C 2 H 3 N
- Tarjeta internacional de seguridad química 0088
- Inventario Nacional de Contaminantes - Hoja informativa sobre acetonitrilo
- Guía de bolsillo de NIOSH sobre peligros químicos
- Resumen químico para acetonitrilo (CAS No. 75-05-8) , Oficina de Prevención de la Contaminación y Tóxicos, Agencia de Protección Ambiental de EE. UU.
- Simulación de acetonitrilo
- ¿Cómo llegó la materia orgánica a la Tierra? Cosmic Detectives rastrea el origen de moléculas orgánicas complejas , en: SciTechDaily. 10 de septiembre de 2020. Fuente: Universidad de Ciencias de Tokio: Acetonitrilo encontrado en la nube molecular Sgr B2 (M) en el centro de nuestra galaxia .