Метилцианид

Ацетонитрил

Ацетонитри́л — СН₃CN — нитрил уксусной кислоты, этаннитрил, метилцианид.

Исторические сведения

• Нитрилы были впервые получены Ж. Б. А. Дюма в 1847 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 1849 Дюма, Франкландом и Кольбе.

Физико-химические свойства

Молекулярная масса 41,05 г/моль; бесцветная жидкость со слабым эфирным запахом и плотностью 783 кг/м³ (при 20°C); температура затвердевания −45,72°С, температура кипения 81,6°С; d²⁰₄ 0,7857, n²⁰_D 1,3441; η 0,35 мПа·с (20°С); γ 23,9 мН/м (20°С); уравнение температурной зависимости давления пара в интервале от −41 до 23 °С: lgp (мм рт.ст.) = 8,151 − 1838/T (К); μ 10,675-10-30 Кл·м; ε 38,8 (20°С); р_крит 4,927 МПа, t_крит 274,7°С; Ср (жидкость) 2,259 кДж/)кг·К); Ср (газ) 1,273 кДж/(кг·К); Величина донорного числа DN для ацетонитрила 14.1 [В. Гутман, Химия координационных соединений в неводных средах, Москва, Изд. Мир, 1971, стр. 30].

Термодинамические характеристики

ΔH0обр −79,9 кДж/моль, ΔH0пл 8,95 кДж/моль, ΔH0исп 29,8 кДж/моль, ΔH0сгор −1,27 МДж/моль, ΔS0 247,3 Дж/(моль·К).

Смешивается с водой, этанолом, эфиром, ацетоном, CCl₄ и др. органическими растворителями; растворяет масла, лаки, жиры, эфиры целлюлозы, многие синтетические полимеры и неорганические соли; образует азеотропные смеси с водой (температура кипения 76,5°С; 83,7 % ацетонитрила) бензолом (73,0°С; 34 % ацетонитрила), CCl₄ (65 °С; 17 % ацетонитрила), этанолом (72,5 °С; 44 % ацетонитрила), этилацетатом (74,8 °С; 23 % ацетонитрила), многими алифатическими углеводородами.

Химические свойства

По химическим свойствам ацетонитрил — типичный нитрил.

Получение

В промышленности ацетонитрил получают аммонолизом уксусной кислоты при 300—450 °С (катализатор — Al₂О₃, SiO₂ и др.), используя небольшой избыток NH₃. 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 Р₂O₅.

Применение

Ацетонитрил — экстрагент для выделения бутадиена из смеси с др. углеводородами С₄, 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/м³, в воде водоёмов — 0,7 мг/л; ЛД₅₀ 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.