Получение и применение ацетонитрила в химической промышленности. Нитрил уксусной кислоты Основы безопасной работы

Ацетонитри́л (нитрил уксусной кислоты, этаннитрил, метилцианид) - органическое химическое соединение с формулой CH 3 CN. Представляет собой бесцветную жидкость со слабым эфирным запахом. Широко используется в органической химии в качестве растворителя.

Физические свойства

Ацетонитрил смешивается с водой, этиловым спиртом , диэтиловым эфиром , ацетоном , CCl 4 и другими органическими растворителями. Он образует азеотропные смеси с водой (т. кип. 76,5 °C, 83,7 % ацетонитрила), бензолом (73,0 °C, 34 %), CCl 4 (65 °C, 17 %), этанолом (72,5 °C, 44 %), этилацетатом (74,8 °C, 23 %), многими алифатическими углеводородами .

Ацетонитрил используется для растворения масел, жиров, лаков, эфиров целлюлозы, различных синтетических полимеров и неорганических солей .

Получение

В промышленности ацетонитрил получают реакцией уксусной кислоты с небольшим избытком аммиака при 300-400 °C в присутствии катализатора .

texvc не найден; См. math/README - справку по настройке.): \mathsf{CH_3COOH + NH_3 \xrightarrow{t,Al_2O_3} CH_3CONH_2 + H_2O} Невозможно разобрать выражение (Выполняемый файл texvc не найден; См. math/README - справку по настройке.): \mathsf{CH_3CONH_2 \xrightarrow {t} CH_3CN + H_2O}

Выход в данном процессе составляет 90-95 %. Ацетонитрил образуется также как побочный продукт в синтезе акрилонитрила при окислительном аммонолизе пропилена .

В лабораторных условиях для синтеза ацетонитрила удобно применять реакцию дегидратации ацетамида под действием пентаоксида фосфора .

Невозможно разобрать выражение (Выполняемый файл texvc не найден; См. math/README - справку по настройке.): \mathsf{CH_3CONH_2 \xrightarrow {P_2O_5} CH_3CN + H_2O}

Лабораторная очистка

Другой способ удаления воды из ацетонитрила заключается в перегонке над небольшим количеством пентаоксида фосфора (0,5-1 % м/о). Избыток P 2 O 5 приводит к образованию оранжевого полимера. Данный метод не подходит в тех случаях, когда ацетонитрил предполагается использовать в реакциях с участием веществ, весьма чувствительных к кислотам . Следы пентаоксида фосфора можно удалить перегонкой над безводным карбонатом калия .

Быстрая методика очистки включает осушение над безводным карбонатом калия в течение 24 часов, дальнейшее осушение молекулярными ситами либо борным ангидридом (24 часа) и перегонку .

Применение

Ацетонитрил применяется как экстрагент для выделения бутадиена из смеси углеводородов , азеотропный агент для выделения толуола , сырьё для фармацевтической промышленности, растворитель .

Безопасность

Ацетонитрил токсичен, всасывается через кожу .

В концентрации 15% или более является прекурсором (Таблица III), оборот которого в Российской Федерации ограничен.

Напишите отзыв о статье "Ацетонитрил"

Примечания

Ссылки

• Sigma-Aldrich. . Проверено 10 ноября 2013.
• Sigma-Aldrich. . Проверено 10 ноября 2013.

Отрывок, характеризующий Ацетонитрил

– Ведь даже своего бедного Бога люди сперва убили, а только потом уже стали ему молиться. Неужели нельзя настоящую правду увидеть ещё до того, когда уже бывает поздно?.. Неужели не лучше сберечь тех же самых героев, равняться на них и учиться у них?.. Неужели людям всегда нужен шоковый пример чужого мужества, чтобы они могли поверить в своё?.. Почему надо обязательно убить, чтобы потом можно было поставить памятник и славить? Честное слово, я бы предпочитала ставить памятники живым, если они этого стоят...
А что вы имеете в виду, говоря, что кто-то «распределяет вину»? Это – Бог что ли?.. Но ведь, не Бог наказывает... Мы сами наказываем себя. И сами за всё отвечаем.
– Ты не веришь в Бога, милая?.. – удивился, внимательно слушавший мою «эмоционально-возмущённую» речь, печальный человек.
– Я его не нашла пока... Но если он и вправду существует, то он должен быть добрым. А многие почему-то им пугают, его боятся... У нас в школе говорят: «Человек – звучит гордо!». Как же человек может быть гордым, если над ним будет всё время висеть страх?!.. Да и богов что-то слишком много разных – в каждой стране свой. И все стараются доказать, что их и есть самый лучший... Нет, мне ещё очень многое непонятно... А как же можно во что-то верить, не поняв?.. У нас в школе учат, что после смерти ничего нет... А как же я могу верить этому, если вижу совсем другое?.. Думаю, слепая вера просто убивает в людях надежду и увеличивает страх. Если бы они знали, что происходит по-настоящему, они вели бы себя намного осмотрительнее... Им не было бы всё равно, что будет дальше, после их смерти. Они бы знали, что опять будут жить, и за то, как они жили – им придётся ответить. Только не перед «грозным Богом», конечно же... А перед собой. И не придёт никто искупать их грехи, а придётся им искупать свои грехи самим... Я хотела об этом кому-то рассказать, но никто не хотел меня слушать. Наверное, так жить всем намного удобнее... Да и проще, наверное, тоже, – наконец-то закончила свою «убийственно-длинную» речь я.
Мне вдруг стало очень грустно. Каким-то образом этот человек сумел заставить меня говорить о том, что меня «грызло» внутри с того дня, когда я первый раз «прикоснулась» к миру мёртвых, и по своей наивности думала, что людям нужно «только лишь рассказать, и они сразу же поверят и даже обрадуются!... И, конечно, сразу же захотят творить только хорошее...». Каким же наивным надо быть ребёнком, чтобы в сердце родилась такая глупая и неосуществимая мечта?!! Людям не нравится знать, что «там» – после смерти – есть что-то ещё. Потому, что если это признать, то значит, что им за всё содеянное придётся отвечать. А вот именно этого-то никому и не хочется... Люди, как дети, они почему-то уверены, что если закрыть глаза и ничего не видеть, то ничего плохого с ними и не произойдёт... Или же свалить всё на сильные плечи этому же своему Богу, который все их грехи за них «искупит», и тут же всё будет хорошо... Но разве же это правильно?.. Я была всего лишь десятилетней девочкой, но многое уже тогда никак не помещалось у меня в мои простые, «детские» логические рамки. В книге про Бога (Библии), например, говорилось, что гордыня это большущий грех, а тот же Христос (сын человеческий!!!) говорит, что своей смертью он искупит «все грехи человеческие»... Какой же Гордыней нужно было обладать, чтобы приравнять себя ко всему роду людскому, вместе взятому?!. И какой человек посмел бы о себе такое подумать?.. Сын божий? Или сын Человеческий?.. А церкви?!.. Все красивее одна другой. Как будто древние зодчие сильно постарались друг друга «переплюнуть», строя Божий дом... Да, церкви и правда необыкновенно красивые, как музеи. Каждая из них являет собой настоящее произведение искусства... Но, если я правильно понимала, в церковь человек шёл разговаривать с богом, так ведь? В таком случае, как же он мог его найти во всей той потрясающей, бьющей в глаза золотом, роскоши, которая, меня например, не только не располагала открыть моё сердце, а наоборот – закрыть его, как можно скорее, чтобы не видеть того же самого, истекающего кровью, почти что обнажённого, зверски замученного Бога, распятого по середине всего того блестящего, сверкающего, давящего золота, как будто люди праздновали его смерть, а не верили и не радовались его жизни... Даже на кладбищах все мы сажаем живые цветы, чтобы они напоминали нам жизнь тех же умерших. Так почему же ни в одной церкви я не видела статую живого Христа, которому можно было бы молиться, говорить с ним, открыть свою душу?.. И разве Дом Бога – обозначает только лишь его смерть?.. Один раз я спросила у священника, почему мы не молимся живому Богу? Он посмотрел на меня, как на назойливую муху, и сказал, что «это для того, чтобы мы не забывали, что он (Бог) отдал свою жизнь за нас, искупая наши грехи, и теперь мы всегда должны помнить, что мы его не достойны (?!), и каяться в своих грехах, как можно больше»... Но если он их уже искупил, то в чём же нам тогда каяться?.. А если мы должны каяться – значит, всё это искупление – ложь? Священник очень рассердился, и сказал, что у меня еретические мысли и что я должна их искупить, читая двадцать раз вечером «отче наш» (!)... Комментарии, думаю, излишни...
Я могла бы продолжать ещё очень и очень долго, так как меня всё это в то время сильно раздражало, и я имела тысячи вопросов, на которые мне никто не давал ответов, а только советовали просто «верить», чего я никогда в своей жизни сделать не могла, так как перед тем, как верить, я должна была понять – почему, а если в той же самой «вере» не было логики, то это было для меня «исканием чёрной кошки в чёрной комнате», и такая вера не была нужна ни моему сердцу, ни моей душе. И не потому, что (как мне некоторые говорили) у меня была «тёмная» душа, которая не нуждалась в Боге... Наоборот – думаю, что душа у меня была достаточно светлая, чтобы понять и принять, только принимать-то было нечего... Да и что можно было объяснить, если люди сами же убили своего Бога, а потом вдруг решили, что будет «правильнее» поклоняться ему?.. Так, по-моему, лучше бы не убивали, а старались бы научиться у него как можно большему, если он, и правда, был настоящим Богом... Почему-то, намного ближе я чувствовала в то время наших «старых богов», резных статуй которых у нас в городе, да и во всей Литве, было поставлено великое множество. Это были забавные и тёплые, весёлые и сердитые, грустные и суровые боги, которые не были такими непонятно «трагичными», как тот же самый Христос, которому ставили потрясающе дорогие церкви, этим как бы и вправду стараясь искупить какие-то грехи...

«Старые» литовские Боги в моём родном городе Алитус, домашние и тёплые, как простая дружная семья...

Эти боги напоминали мне добрых персонажей из сказок, которые чем-то были похожи на наших родителей – были добрыми и ласковыми, но если это было нужно – могли и сурово наказать, когда мы слишком сильно проказничали. Они были намного ближе нашей душе, чем тот непонятный, далёкий, и так ужасно от людских рук погибший, Бог...
Я прошу верующих не возмущаться, читая строки с моими тогдашними мыслями. Это было тогда, и я, как и во всём остальном, в той же самой Вере искала свою детскую истину. Поэтому, спорить по этому поводу я могу только о тех моих взглядах и понятиях, которые у меня есть сейчас, и которые будут изложены в этой книге намного позже. А пока, это было время «упорного поиска», и давалось оно мне не так уж просто...
– Странная ты девочка... – задумчиво прошептал печальный незнакомец.
– Я не странная – я просто живая. Но живу я среди двух миров – живого и мёртвого... И могу видеть то, что многие, к сожалению, не видят. Потому, наверное, мне никто и не верит... А ведь всё было бы настолько проще, если бы люди послушали, и хотя бы на минуту задумались, пусть даже и не веря... Но, думаю, что если это и случится когда-нибудь, то уж точно не будет сегодня... А мне именно сегодня приходится с этим жить...

Оригинальное наименование: ацетонитрил (сокращение - ACN)
Альтернативные названия: метилцианид, этаннитрил, нитрил уксусной кислоты,
Химическая формула C2H3N
Плотность 0,787515 г/см³
Молярная масса 41,05 г/моль
Температура плавления -44°C
Температура кипения 81,6°C

Свойства ацетонитрила

Бесцветная токсичная жидкость (впитывается через кожу). Имеет несильный, но неприятный эфирный запах. Предельно допустимая концентрация (ПДК) в рабочих и других помещениях - 10 мг/куб. метр. В воде - 0,7 мг/литр. Может смешиваться с водой (растворимость 7,3%) и органическими растворителями (ацетоном, этиловым спиртом и пр.) в том числе и с образованием азеотропных смесей.
Тяжелые пары ацетонитрила взрывоопасны.

Промышленное получение

Ацетонитрил различных степеней очистки в зависимости от последующего применения реагента.
Вне лабораторий вещество получают как результат взаимодействия уксусной кислоты и аммиака в присутствии катализатора при высокой температуре (300-400°C). При этом примесями в веществе выступают:

• ацетамид,

  ацетат аммония,

Ацетонитрил для ВЭЖХ (высокоэффективной жидкостной хроматографии) и других целей часто требует очистки от примесей. Осушение производят при помощи безводных соединений кальция (хлорида и сульфата), а также методом встряхивания с силикагелем. Остатки воды и уксусную кислоту удаляют путем добавления гидрида кальция до прекращения выделения водорода.
После таких подготовительных работ ацетонитрил с остатками примесей подвергается фракционной перегонке.
Н а разных стадиях описанного технологического процесса получают вещество различной степени очистки.

Применение

Кроме ВЭЖХ, ацетонитрил используется для замера содержания пестицидов и токсинов в различных средах, в продуктах питания.
Р еагент может выступать в качестве экстрагента для выделения бутадиена из углеводородной смеси, в азеотропной форме участвовать в процессе выделения толуола.
Вещество довольно широко применяется в фармацевтике как сырье.
С помощью ацетонитрила можно растворять

неорганические соли,

• синтетические полимеры,

  эфиры целлюлозы,

  лаки и пр.

Способность реагента выступать в качестве селективного растворителя масел дает возможность использовать его для выделения жирных кислот из масел растительного и животного происхождения.
В фармацевтической промышленности используется для производства витамина B1.

Ацетонитрил представляет собой органическое вещество, содержащее в составе цианогруппу –CN, соединенную с метил-радикалом. Иногда рассматривается как производное органической кислоты. Для обозначения также используются названия метил цианид, нитрил уксусной кислоты, этаннитрил, цианометан, этилнитрил. При сокращенной записи вещество обозначают ACN. Ацетонитрил зарегистрирован в CAS под номером 75-05-8. Ацетонитрил отнесен к 3 классу опасности (ирритант, взрывоопасен).
Химическая формула записывается как CH 3 CN или C 2 H 3 N. Молярная масса ацетонитрила составляет 41,05 г/моль. Вещество плавится при температуре -44°С, обращаясь в подвижную бесцветную жидкость. Температура кипения: 81,6°С. С водой, органическими растворителями и насыщенными углеводородами образовывает трудноразделимые азеотропные смеси. Жидкость легколетучая с тяжелыми парами, которые смешиваясь с воздухом образовывают взрывоопасную смесь (концентрационные пределы 4,1-16,0%).

Ацетонитрил растворяет масла, жиры, полимеры акрилатов и амидов, эфирные соединения целлюлозы, а также ряд неорганических солей.
Обладает слабым эфирным запахом.
Химические свойства ацетонитрила определяются наличием ненасыщенной цианогруппы, поляризация которой также ослабляет связь с метил-радикалом. Азот может предоставлять неподеленные электронные пары для образования комплексных соединений с солями металлов.
Реакции с электрофилами происходят по атому Азота, с нуклеофилами – по атому Углерода цианогруппы.
Для получения ацетонитрила в промышленных масштабах используется метод каталитической реакции уксусной кислоты с избытком аммиака. В ряде органических производств ацетонитрил является побочным продуктом (например, при окислительном аммонолизе пропилена в технологической цепочке получения акрилонитрила).
При лабораторном получении ацетонитрила применяют несколько способов:

• дегидратация ацетамида или ацетата аммония с помощью пентакцида фосфора Р 2 О 5 ;
• реакция ацетилена и аммиака в присутствии оксида алюминия Al 2 O 3 ;
• реакция цианида калия с иодометаном.

Применение ацетонитрила

Применение ацетонитрила основано на его свойствах растворителя, экстрагирующего и азеотропного агента при разделении смесей органических веществ (селективная растворимость). Известно применение ацетонитрила в качестве сырья в фармакологическом производстве и органическом синтезе.
Для хранения ацетонитрила используют наземные вертикальные резервуары. Рекомендуемый коэффициент наполнения – 0,9-0,95. Хранят при атмосферном давлении без специальных средств терморегуляции. Допускается хранить в стеклянных бутылях и металлических канистрах. Запрещено хранение в пластиковых и полиэтиленовых емкостях.
Избегать контактов с кожей и вдыхания паров. Токсичен. Горюч. Взрывоопасен. Самовоспламеняется при температуре выше 450°С.

Исторические сведения

• Нитрилы были впервые получены Ж. Б. А. Дюма в году [В. А. Волков, Е. В. Вонский, Г. И. Кузнецова, Выдающиеся химики мира, Москва, Изд. Высшая школа, 1991, стр. 159]. По сведениям ЭСБЕ ацетонитрил впервые получен в Дюма, Франкландом и Кольбе.

Физико-химические свойства

Химические свойства

По химическим свойствам ацетонитрил - типичный нитрил .

Получение

В промышленности ацетонитрил получают аммонолизом уксусной кислоты при 300-450 °С (катализатор - Al 2 О 3 , SiO 2 и др.), используя небольшой избыток NH 3 . Выход 90-95 %. Значительное количество ацетонитрила получают как побочный продукт в производстве акрилонитрила окислительным аммонолизом пропилена . Ацетонитрил может быть также получен аммонолизом алифатических углеводородов в присутствии оксидов Со, Мо и др. В лаборатории ацетонитрил удобно получать дегидратацией ацетамида действием Р 2 O 5 .

Применение

Ацетонитрил - экстрагент для выделения бутадиена из смеси с др. углеводородами С 4 , жирных кислот из растительных масел и животных жиров; азеотропный агент для выделения толуола из нефтяных дистиллятов ; сырьё в производстве лекарственных препаратов; растворитель.

Ацетонитрил был предложен в качестве ракетного топлива (темп.сгор 4400 С в кислороде, уд.импульс 304 сек).

Ацетонитрил является одним из самых распространенных лигандов в координационной химии.

Токсическое действие

Токсичен, всасывается через неповреждённую кожу, опасен при попадании в глаза; ПДК 10 мг/м 3 , в воде водоёмов - 0,7 мг/л; ЛД 50 1670 мг/кг (мыши, перорально). Горюч; температура воспламенения 6°С, температура самовоспламенения > 450°С; КПВ 4,1-16,0 %, нижний температурный предел воспламенения 3°С.

Литература

1. Паушкин Я. М., Осипова Л. В, «Успехи химии», 1959, т 28, в. 3, с. 237-64;
2. Зильберман Е Н., Реакции нитрилов, М., 1972;
3. Kirk-Othmer encyclopedia, 3 ed, v. 15, N.Y, 1981.
4. Kukushkin V. Yu., Pombeiro A. J. L. Reactions of metal-activated nitriles, Chem. Rev., 2002, vol. 102, 1771.
5. Kukushkin V. Yu., Pombeiro A. J. L. Metal-mediated and metal-catalyzed hydrolysis of nitriles (a review), Inorganica Chimica Acta, 2005, vol. 358, 1.

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Нитрил уксусной кислоты" в других словарях:

нитрил уксусной кислоты - ацетонитрил, цианистый метил … Cловарь химических синонимов I

Нитрилы, органические соединения, содержащие одну или несколько цианогрупп C≡N, связанных с органическим радикалом. Изомерны изонитрилам. Содержание 1 Общие сведения 2 Физические свойства … Википедия