Asetonitril
Asetonitril (ACN ya da MeCN[a] olarak kısaltılır) formülü CH3CN olan bir kimyasal bileşiktir. Bu renksiz sıvı en basit organik nitril ve sıklıkla kullanılan bir çözücüdür. Siyano grubuna metil kökü bağlanmasıyla oluşur. Bu yüzden metil siyanür de denebilir. Akrilonitril üretiminde yan ürün olarak ortaya çıkmaktadır.
| |
| |
| Adlandırmalar | |
|---|---|
Asetonitril | |
Etannitril | |
Diğer adlar Etil nitril; Metankarbonitril; Metil siyanür; Siyanometan; | |
| Tanımlayıcılar | |
3D model (JSmol)
|
|
| Kısaltmalar | MeCN, ACN |
| ECHA InfoCard | 100.000.760 |
| EC Numarası |
|
| 895 | |
PubChem CID
|
|
| UN numarası | 1648 |
CompTox Bilgi Panosu (EPA)
|
|
| |
| Özellikler | |
| Kimyasal formül | C2H3N |
| Molekül kütlesi | 41,05 g mol−1 |
| Görünüm | renksiz sıvı |
| Yoğunluk | 0,786 |
| Erime noktası | -46~-44°C |
| Kaynama noktası | 81,3~82,1°C |
| Asitlik (pKa) | 25 |
| Baziklik (pKb) | -11 |
| Tehlikeler | |
| NFPA 704 (yangın karosu) |
|
| Benzeyen bileşikler | |
Benzeyen bileşikler
|
Akrilonitril, hidrojen siyanür |
| Aksi belirtilmediği sürece madde verileri, Standart sıcaklık ve basınç koşullarında belirtilir (25 °C [77 °F], 100 kPa).
| |
| Bilgi kutusu kaynakları | |
Üretimi
değiştirAsetonitril ilk olarak 1847'de Fransız kimyager Jean-Baptiste Dumas tarafından hazırlandı.[2]
Asetonitril, akrilonitrilin üretimi sırasında çıkan bir yan üründür.[3] Asetonitrilin üretim eğrileri akrilonitrilinkileri takip eder. Asetonitril aynı zamanda karbon monoksit, amonyak ve hidrojen gazları ile tepkimesiyle de üretilebilmektedir.[4] ABD'de asetonitrilin dört ana üreticisi: INEOS, DuPont, J.T. Baker Chemical ve Sterling Chemicals'tır. 1992'de ABD'de 14,700 ton asetonitril üretilmiştir.
2008–2009 Asetonitril kıtlığı
değiştirEkim 2008'den itibaren, dünya çapında asetonitril arzı düşüktü çünkü Çin üretimi Olimpiyatlar için durduruldu. Ayrıca, Ike Kasırgası sırasında Teksas'ta bir fabrikası hasar gördü.[5] Küresel ekonomik yavaşlama nedeniyle akrilik elyaflarda kullanılan akrilonitril ve akrilonitril bütadien stiren (ABS) reçinelerinin üretimi azaldı. Asetonitril, akrilonitril üretiminde bir yan üründür ve üretimi de azalarak asetonitril eksikliğini daha da artırmıştır.[6]
Uygulamalar
değiştirÇözücü
değiştirAsetonitril, esas olarak rafinerilerde bütadienin saflaştırılmasında bir çözücü olarak kullanılır. Spesifik olarak, asetonitril, bütadien dâhil olmak üzere hidrokarbonlarla doldurulmuş bir damıtma kolonunun tepesine beslenir ve asetonitril kolondan aşağı dökülürken, daha sonra kulenin altından ikinci bir ayırma kulesine gönderilen bütadieni emer. Daha sonra bütadieni ayırmak için ayırma kulesinde ısı kullanılır.
Laboratuvarda, su ve çeşitli organik çözücülerle karışabilen, ancak doymuş hidrokarbonlarla karışmayan orta polariteli (dipole momenti: 3.92 Debye'dır) bir çözücü olarak kullanılır.[7] Uygun bir sıvı aralığına ve 38,8 gibi yüksek bir dielektrik sabitine sahiptir. Daha özgün uygulamalarda, sıklıkla bilinmeyen bir kimyasal tepkimenin denenmesinde sık kullanılan bir seçenektir. Düşük asidik özelliği sayesinde sorun çıkarmadan geniş bir bileşik yelpazesini çözer. Bu nedenden dolayı HPLC'de (yüksek performans sıvı kromatografisi) hareketli bir faz olarak yoğun bir kullanımı söz konusudur. Benzer şekilde döngüsel voltametrede görece yüksek dielektrik sabiti nedeniyle çok kullanılan bir çözücüdür. Asetonun özellikleri de benzerdir ancak bazlara ve nükleofillere karşı yüksek oranda tepkilidir.
Nispeten yüksek dielektrik sabiti ve elektrolitleri çözme kabiliyeti nedeniyle pil uygulamalarında yaygın olarak kullanılır. Benzer nedenlerle döngüsel voltammetride popüler bir çözücüdür.
Asetonitril, nükleosit fosforamiditlerden oligonükleotit sentezinde kullanılan baskın çözücü olarak önemli bir rol oynar.
Endüstriyel olarak, ilaç ve fotoğraf filmi üretimi için bir çözücü olarak kullanılır.
2000 öncesinde oje çıkarıcıların formüllerinde; aseton ve etil asetat gibi kullanılmaktaydı.
Organik sentez
değiştirAsetonitril, zirai ilaçlardan parfüm yapımına kadar organik sentezde iki karbonlu yapıcı bloktur.[8] Siyanojen klorür ile tepkimesi malononitrili meydana getirir.
İnorganik kimyada ligand olarak
değiştirİnorganik kimyada, asetonitril değiştirilebilir ligand olarak geniş bir kullanıma sahiptir. Buna güzel bir örnek; asetonitrilde (polimerik) paladyum klorür süspansiyonunu ısıtarak hazırlanan PdCl2(MeCN)2'in kullanımıdır
- [PdCl2]n + 2n MeCN → n PdCl2(MeCN)2
Aynı zamanda, bor triflorür gibi grup 13 Lewis asitleri ile Lewis eklentileri oluşturur.[9] Süperasitlerle asetonitrilin protonlanması mümkündür.[10]
Toksisite
değiştirAsetonitril düşük bir toksisiteye sahiptir, fareler için LD50 3.8 g/kg'dır. Diğer nitrillerin aksine asetonitril metabolizmada siyanür anyonu vermez.[3]
Gözlenen toksik etkilerin kaynağı olan hidrojen siyanüre metabolize edilebilir.[11][12][13] Vücudun asetonitrili siyanüre metabolize etmesi için gereken süre (genellikle yaklaşık 2-12 saat) nedeniyle genellikle toksik etkilerin başlaması gecikir.
İnsanlarda asetonitril zehirlenmesi vakaları (veya daha spesifik olmak gerekirse, asetonitrile maruz kaldıktan sonra siyanür zehirlenmesi) nadirdir, ancak soluma, yutma ve (muhtemelen) deri absorpsiyonu ile gerçekleştiği bilinmektedir.[12]
Genellikle maruziyetten birkaç saat sonra ortaya çıkmayan semptomların arasında solunum güçlüğü, yavaş nabız, mide bulantısı ve kusma yer alır. Ciddi vakalarda konvülsiyonlar ve koma meydana gelebilir, bunu solunum yetmezliğinden ölüm takip eder. Tedavi, en sık kullanılan acil tedaviler arasında oksijen, sodyum nitrit ve sodyum tiyosülfat ile siyanür zehirlenmesinin tedavisi gibidir.[12]
Toksisitesine rağmen geçmişte oje çıkarıcı formülasyonlarında kullanılmıştır. Küçük çocukların, biri ölümcül olan, asetonitril-bazlı oje çıkarıcı ile kazara zehirlenmesine ilişkin en az iki vaka bildirilmiştir.[14] Aseton ve etil asetat, evsel kullanım için daha güvenli olduğu için sıklıkla tercih edilir ve asetonitril, Mart 2000'den bu yana Avrupa Ekonomik Bölgesi'nde kozmetik ürünlerde yasaklanmıştır.[15]
| Bileşik adı | Beyinde siyanür konsantrasyonu (μg/kg) | Oral LD50 (mg/kg) |
|---|---|---|
| Potasyum siyanür | 748 ± 200 | 10 |
| Propiyonitril | 508 ± 84 | 40 |
| Bütironitril | 437 ± 106 | 50 |
| Malononitril | 649 ± 209 | 60 |
| Akrilonitril | 395 ± 106 | 90 |
| Asetonitril | 28 ± 5 | 2460 |
| Sofra tuzu (NaCl) | — | 3000 |
| Sprague-Dawley farelerinin beyinlerinde, çeşitli nitrillerin LD50'sinin oral yoldan verilmesinden bir saat sonra ölçülen iyonik siyanür konsantrasyonları[16] | ||
Asetonitrilin metabolizması diğer nitrillerden çok daha yavaştır, bu da nispeten düşük toksisitesini açıklar. Bu nedenle, potansiyel olarak öldürücü bir dozun uygulanmasından bir saat sonra, sıçan beynindeki siyanür konsantrasyonu propionitril dozuna göre 60 kat daha düşüktü (bkz. tablo).[16]
Kaynakça
değiştir- ^ Karakida, Ken'ichi; Fukuyama, Tsutomu; Kuchitsu, Kozo (1974). "Molecular Structures of Hydrogen Cyanide and Acetonitrile as Studied by Gas Electron Diffraction". Bulletin of the Chemical Society of Japan. 47 (2): 299-304. doi:10.1246/bcsj.47.299
.
- ^ Dumas, J.-B. (1847). "Action de l'acide phosphorique anhydre sur les sels ammoniacaux" [Susuz fosforik asidin amonyum tuzları üzerindeki etkileri]. Comptes rendus. 25: 383-384. 4 Şubat 2023 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 15 Mart 2023.
- ^ a b Peter Pollak, Gérard Romeder, Ferdinand Hagedorn, Heinz-Peter Gelbke "Nitriles" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, 2002: Weinheim. DOI: 10.1002/14356007.a17_363
- ^ Olive, Gisela; Olive, Salvador; Process for preparing acetonitrile 12 Nisan 2023 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.; US Patent, US4179462A, 18 Aralık 1979, Erişim Tarihi: 12 Nisan 2023.
- ^ Lowe, Derek (2009). "The Great Acetonitrile Shortage". Science Translational Medicine. 8 Mart 2023 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 15 Mart 2023.
- ^ A. Tullo (2008). "A Solvent Dries Up". Chemical & Engineering News. 86 (47): 27. doi:10.1021/cen-v086n047.p027.
- ^ Steiner, P. A.; Gordy, W. (1966). "Journal of Molecular Spectroscopy". 21: 291.
- ^ DiBiase, S. A.; Beadle, J. R.; Gokel, G. W. "Synthesis of α,β-Unsaturated Nitriles from Acetonitrile: Cyclohexylideneacetonitrile and Cinnamonitrile". Organic Syntheses.; Collective Volume, 7, s. 108
- ^ B. 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, {{doi:10.1021/ic50080a032}}
- ^ Haiges, Ralf; Baxter, Amanda F.; Goetz, Nadine R.; Axhausen, Joachim A.; Soltner, Theresa; Kornath, Andreas; Christe, Kalr O. (2016). "Protonation of nitriles: isolation and characterization of alkyl- and arylnitrilium ions". Dalton Transactions. 45 (20): 8494-8499. doi:10.1039/C6DT01301E. PMID 27116374.
- ^ Spanish Ministry of Health (2002), Acetonitrile. Summary Risk Assessment Report (PDF), Ispra (VA), Italy: European Chemicals Bureau, Special Publication I.01.65, 17 Aralık 2008 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi
- ^ a b c International Programme on Chemical Safety (1993), Environmental Health Criteria 154. Acetonitrile, Cenevre: World Health Organization, 22 Mayıs 2017 tarihinde kaynağından arşivlendi, erişim tarihi: 15 Mart 2023
- ^ Greenberg, Mark (1999), Toxicological Review of Acetonitrile (PDF), Washington, DC: U.S. Environmental Protection Agency, 24 Eylül 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF), erişim tarihi: 15 Mart 2023
- ^ Caravati, E. M.; Litovitz, T. (1988). "Pediatric cyanide intoxication and death from an acetonitrile-containing cosmetic". J. Am. Med. Assoc. 260 (23): 3470-73. doi:10.1001/jama.260.23.3470. PMID 3062198.
- ^ "Twenty-Fifth Commission Directive 2000/11/EC of 10 March 2000 adapting to technical progress Annex II to Council Directive 76/768/EEC on the approximation of laws of the Member States relating to cosmetic products". Official Journal of the European Communities. L65: 22-25. 14 Mart 2000. 30 Mayıs 2013 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 15 Mart 2023.
- ^ a b Ahmed, A. E.; Farooqui, M. Y. H. (1982), "Comparative toxicities of aliphatic nitriles", Toxicol. Lett., 12 (2–3), ss. 157-64, doi:10.1016/0378-4274(82)90179-5, PMID 6287676
Notlar
değiştir- ^ "Me", metil grubunu, "CN" siyanür grubunu ifade eder
Dış bağlantılar
değiştir- WebBook page for C2H3N 25 Eylül 2008 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.
- International Chemical Safety Card 0088 27 Mart 2008 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.
- National Pollutant Inventory - Acetonitrile fact sheet
- NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards 12 Nisan 2008 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.