Αιθανονιτρίλιο

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):
 Αιθιναμίνη με σύντομο συντακτικό τύπο HC ≡ CNH2.
 Αιθενιμίνη με σύντομο συντακτικό τύπο CH2=C=NH.
 Αιθανισονιτρίλιο με σύντομο συντακτικό τύπο CH3N=C.
 1,1,2-επαζαιθάνιο ή αζιρίνη-1 με σύντομο συντακτικό τύπο 50 px
 1,2-επαζαιθένιο ή αζιρίνη-2 με σύντομο συντακτικό τύπο 50 px

 Δομή 

ΔεσμοίΤα 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.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.Δεσμόςτύπος δεσμούηλεκτρονική δομήΜήκος δεσμούΙονισμόςC-Hσ2sp3-1s109 pm3% C- H+C ≡ Νσ2sp-2sp118 pm6% C+ N-π2py-2pyπ2pz-2pzC-Cσ2sp3-2sp147 pmΣτατιστικό ηλεκτρικό φορτίοΥπολογισμένο βάσει του ιονισμού από τον παραπάνω πίνακαN-0,18C#2-0,09Η (H-C)+0,03C#1+0,18

 Παραγωγή 

 Με αμινοξείδωση αιθανίου 

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

 Με κυάνωση μεθυλαλογονιδίου 

Με επίδραση κυανιούχου καλίου σε μεθυλαλογονίδιο (CH3X), παράγεται αιθανονιτρίλιοΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 297, §13.2.Δ1.:

 Με αφυδάτωση αιθαναμιδίου 

Με επίδραση αφυδατικών μέσων, όπως πεντοξείδιο του φωσφόρου (P2O5) ή πενταχλωριούχο φωσφόρο (PCl5) ή θειονυλοχλωρίδιο (SOCl2), σε αιθαναμίδιο παράγεται αιθανονιτρίλιοΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 302, §13.6.2. και σελ. 297, §13.2.Δ2:

 Με αφυδάτωση αιθανυδροξυλιμίνης 

Με επίδραση αφυδατικών μέσων, όπως πεντοξείδιο του φωσφόρου (P2O5) ή αιθανικού ανυδρίτη [(CH3CO)2O] σε αιθανυδροξυλιμίνη (CH3CH=NOH), παράγεται αιθανονιτρίλιοΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 297, §13.2.Δ3:

 Με επίδραση μεθυλομαγνησιαλογονιδίου σε χλωροκυάνιο 

Με επίδραση μεθυλομαγνησιαλογονίδιου σε χλωροκυάνιο (ClCN) παράγεται αιθανονιτρίλιοΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 297, §13.2.Δ4:

 Χημικές ιδιότητες και παράγωγα 

 Υδρόλυση 

1. Με μερική υδρόλυση αιθανονιτριλίου, παράγεται αιθαναμίδιοΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 304, §13.7.1:

2. Με πλήρη υδρόλυση αιθανονιτριλίου, παράγεται αιθανικό οξύ:

 Υδροχλωρίωση 

Με επίδραση υδροχλωρίου (HCl) παράγεται χλωριούχο 1-χλωρααιθανιμμώνιοΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 304, §13.7.2:

 Αμμωνίωση 

Με επίδραση αμμωνίας παράγεται 1-ιμινοαιθαναμίνη:

 Παραγωγή μεθυλοκετόνης 

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

 Υδρογόνωση 

1. Με καταλυτική υδρογόνωση παράγεται αιθαναμίνη:

2. Με επίδραση λιθιοαργιλιοϋδρίδιου παράγεται αιθαναμίνη:

 Παραγωγή ενώσεων συναρμογής 

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

 Εφαρμογές 

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 φιλμSpanish 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 . Χρησιμοποιείται ακόμη για τη σύνθεση διαφόρων οργανικών ενώσεων, καθώς και ενώσεων συναρμογής.

 Έλλειψη αιθανονιτριλίου το χρονικό διάστημα 2008-2009 

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 IkeLowe, Derek (2009), The Great Acetonitrile Shortage, Corante, http://pipeline.corante.com/archives/2009/01/22/the_great_acetonitrile_shortage.php . 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 τηςChemical & Engineering News, 86(47), p. 27 November 24, 2008. 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 

 Πηγές 
 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.

Κατηγορία:Νιτρίλια
Κατηγορία:Πολικοί διαλύτες