1. Acetonitrile là gì?
- Acetonitrile là một hợp chất hữu cơ với công thức hóa học CH3CN. Chất lỏng không màu này là chất nitrile đơn giản nhất (axit xianhidric là một nitril đơn giản hơn nữa, nhưng anion cyanide không được coi là có tính hữu cơ). Nó được sản xuất chủ yếu như là một sản phẩm phụ của việc sản xuất acrylonitrile.
2. Tính chất lý hóa của Acetonitrile là gì?
a. Tính chất vật lý
- Là chất lỏng, không màu, có mùi ether hoặc mùi hăng của giấm.
- Là dung môi phân cực, dễ bay hơi.
- Nhiệt độ sôi: 81,6 ° C ở 760mmHg.
- Độ tan:
+ Tan vô hạn trong nước ở 25 °C.
+ Có thể trộn lẫn với các dung dịch metanol , metyl axetat , ete, clorofom , cacbon tetraclorua , etylen clorua và với nhiều hydrocacbon không no.
+ Không trộn lẫn với nhiều hydrocacbon no.
+ Hòa tan trong rượu.
- Ngưỡng nồng độ phát hiện mùi từ AIHA trung bình khoảng 1160 ppm. Theo Nagata và Takeuchi là 13 ppmv.
b. Tính chất hóa học
- Acetonitrile là hợp chất ổn định, rất hiếm khi xảy ra phản ứng oxy hóa. Tuy nhiên, nó có một liên kết ba giữa cacbon và nitơ nên có thể xảy ra phản ứng phụ. Phản ứng với hidro (H2) với tác nhân xúc tác là Pd:
2H2 + CH3CN → CH3CH2NH2
- Xảy ra phản ứng thủy phân khi có mặt của một axit hoặc bazơ để tạo một axit. Phương trình phản ứng:
2H2O + HCl + CH3CN → CH3COOH + NH4Cl
- Có thể phản ứng với natri kim loại, natri alkoxide hoặc natri amit.
3. Acetonitrile có độc không?
- Acetonitrile (CH₃CN) là một hóa chất có độc tính thấp trong điều kiện thông thường, nhưng khi vào cơ thể, nó có thể chuyển hóa thành hydro xyanua (HCN), một chất cực kỳ độc. Acetonitrile dễ dàng hấp thụ qua đường tiêu hóa, da và hệ hô hấp. Khi tiếp xúc ở mức độ cao hoặc kéo dài, nó có thể gây ngộ độc nghiêm trọng. Vì tính chất độc hại của nó, Acetonitrile không được phép sử dụng trong các sản phẩm hóa mỹ phẩm tại châu Âu kể từ năm 2000.
- Các triệu chứng ngộ độc acetonitrile có thể bao gồm:
+ Đau đầu, buồn nôn, nôn mửa.
+ Đau bụng, tiêu chảy.
+ Trường hợp nặng có thể dẫn đến khó thở, rối loạn nhịp tim, tổn thương não, mất ý thức, co giật, suy hô hấp và tử vong.
4. Phương pháp điều chế Acetonitrile như thế nào?
- Phương pháp nung nóng axetat sử dụng axetat và amoniac làm nguyên liệu với phản ứng được thực hiện ở nhiệt độ 360-420 ° C với sự có mặt của oxit nhôm làm chất xúc tác. Đây là phương pháp tổng hợp một bước. Hỗn hợp phản ứng được tiếp tục đi qua quá trình hấp thụ nước và chưng cất tinh để thu được sản phẩm cuối cùng. Lượng tiêu thụ nguyên liệu: axetat (98%) 1763kg / tấn, amoniac (99,5%) 691kg / tấn.
- Phương pháp nung nóng axetylen sử dụng amoniac và axetilen làm nguyên liệu và phản ứng được thực hiện ở nhiệt độ 500-600 ° C với chất xúc tác là nhôm oxit. Nó lại là một cách tiếp cận tổng hợp một bước. Lượng tiêu thụ nguyên liệu: axetylen 10231 m3, amoniac (99,4%) 1007 kg / tấn.
- Phương pháp phân hủy propylen và sản phẩm phụ oxy hóa sử dụng propylen, amoniac và không khí làm nguyên liệu. Nó tạo ra acrylonitril với chất xúc tác trong khi tạo ra acetonitril dưới dạng sản phẩm phụ. Mỗi tấn acrylonitril có thể tạo ra 25-100kg sản phẩm phụ là acetonitril.
- Được tạo ra từ phản ứng khử nước giữa axetamit và photpho pentoxit.
- Thu được từ phản ứng giữa đimetyl sunfat và natri xianua.
+ Acetonitril thường là sản phẩm phụ của phản ứng oxy hóa ammoxid được sử dụng để sản xuất acrylonitril. Chúng ta cũng có thể áp dụng phương pháp khử axetat với nhôm oxit làm chất xúc tác. Acetonitril thu được bằng phản ứng một bước ở 360 ° C.
+ Phương trình phản ứng:
CH3COOH + NH3 [Al2O3] → CH3CN + 2H2O.
5. Ứng dụng của acetonitrile trong thực tế
- Dùng làm dung môi: CH₃CN thường được sử dụng như một dung môi chính trong các phản ứng hóa học cần môi trường không nước. Điều này đặc biệt quan trọng trong tối ưu hóa các phản ứng hóa học mà không làm giảm hiệu suất của chúng.
- Sản xuất dược phẩm: CH₃CN là nhân tố không thể thiếu trong quy trình sản xuất và chế biến nhiều loại dược phẩm, từ thuốc chữa bệnh đến các hóa chất y sinh khác. Chính sự hiệu quả trong khả năng hòa tan giúp acetonitrile trở thành lựa chọn phổ biến trong ngành dược.
- Công nghiệp nhựa và xơ tổng hợp: Nó được sử dụng làm nguyên liệu trong quá trình sản xuất polyacrylonitrile (PAN), một sợi tổng hợp có ứng dụng trong việc sản xuất vải và các sản phẩm công nghiệp khác. Đây là một trong những lợi ích chính giúp acetonitrile trở thành lựa chọn phổ biến trong công nghiệp.
- Sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC): CH₃CN thường được sử dụng trong môi trường хử lý dạng lỏng để chiết xuất chất và phân tích hợp chất hữu cơ. Với khả năng hòa tan tốt và điểm sôi thấp, acetonitrile là một ứng viên tuyệt vời cho phân tích trong hóa học hữu cơ.