Ацетонитрил используется. Получение и применение ацетонитрила в химической промышленности Молекулярное уравнение реакции получения ацетонитрила

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 .

$\backslash mathsf\{CH\_3COOH\; +\; NH\_3\; \backslash xrightarrow\{t,Al\_2O\_3\}\; CH\_3CONH\_2\; +\; H\_2O\}$ $\backslash mathsf\{CH\_3CONH\_2\; \backslash xrightarrow\; \{t\}\; CH\_3CN\; +\; H\_2O\}$

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 .

$\backslash mathsf\{CH\_3CONH\_2\; \backslash xrightarrow\; \{P\_2O\_5\}\; CH\_3CN\; +\; H\_2O\}$

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

Он очнулся и долго испуганно оглядывался не в силах понять, где он находится.
– Графиня приказала спросить, дома ли ваше сиятельство? – спросил камердинер.
Но не успел еще Пьер решиться на ответ, который он сделает, как сама графиня в белом, атласном халате, шитом серебром, и в простых волосах (две огромные косы en diademe [в виде диадемы] огибали два раза ее прелестную голову) вошла в комнату спокойно и величественно; только на мраморном несколько выпуклом лбе ее была морщинка гнева. Она с своим всёвыдерживающим спокойствием не стала говорить при камердинере. Она знала о дуэли и пришла говорить о ней. Она дождалась, пока камердинер уставил кофей и вышел. Пьер робко чрез очки посмотрел на нее, и, как заяц, окруженный собаками, прижимая уши, продолжает лежать в виду своих врагов, так и он попробовал продолжать читать: но чувствовал, что это бессмысленно и невозможно и опять робко взглянул на нее. Она не села, и с презрительной улыбкой смотрела на него, ожидая пока выйдет камердинер.
– Это еще что? Что вы наделали, я вас спрашиваю, – сказала она строго.
– Я? что я? – сказал Пьер.
– Вот храбрец отыскался! Ну, отвечайте, что это за дуэль? Что вы хотели этим доказать! Что? Я вас спрашиваю. – Пьер тяжело повернулся на диване, открыл рот, но не мог ответить.
– Коли вы не отвечаете, то я вам скажу… – продолжала Элен. – Вы верите всему, что вам скажут, вам сказали… – Элен засмеялась, – что Долохов мой любовник, – сказала она по французски, с своей грубой точностью речи, выговаривая слово «любовник», как и всякое другое слово, – и вы поверили! Но что же вы этим доказали? Что вы доказали этой дуэлью! То, что вы дурак, que vous etes un sot, [что вы дурак,] так это все знали! К чему это поведет? К тому, чтобы я сделалась посмешищем всей Москвы; к тому, чтобы всякий сказал, что вы в пьяном виде, не помня себя, вызвали на дуэль человека, которого вы без основания ревнуете, – Элен всё более и более возвышала голос и одушевлялась, – который лучше вас во всех отношениях…
– Гм… гм… – мычал Пьер, морщась, не глядя на нее и не шевелясь ни одним членом.
– И почему вы могли поверить, что он мой любовник?… Почему? Потому что я люблю его общество? Ежели бы вы были умнее и приятнее, то я бы предпочитала ваше.
– Не говорите со мной… умоляю, – хрипло прошептал Пьер.
– Отчего мне не говорить! Я могу говорить и смело скажу, что редкая та жена, которая с таким мужем, как вы, не взяла бы себе любовников (des аmants), а я этого не сделала, – сказала она. Пьер хотел что то сказать, взглянул на нее странными глазами, которых выражения она не поняла, и опять лег. Он физически страдал в эту минуту: грудь его стесняло, и он не мог дышать. Он знал, что ему надо что то сделать, чтобы прекратить это страдание, но то, что он хотел сделать, было слишком страшно.
– Нам лучше расстаться, – проговорил он прерывисто.
– Расстаться, извольте, только ежели вы дадите мне состояние, – сказала Элен… Расстаться, вот чем испугали!
Пьер вскочил с дивана и шатаясь бросился к ней.
– Я тебя убью! – закричал он, и схватив со стола мраморную доску, с неизвестной еще ему силой, сделал шаг к ней и замахнулся на нее.
Лицо Элен сделалось страшно: она взвизгнула и отскочила от него. Порода отца сказалась в нем. Пьер почувствовал увлечение и прелесть бешенства. Он бросил доску, разбил ее и, с раскрытыми руками подступая к Элен, закричал: «Вон!!» таким страшным голосом, что во всем доме с ужасом услыхали этот крик. Бог знает, что бы сделал Пьер в эту минуту, ежели бы
Элен не выбежала из комнаты.

Через неделю Пьер выдал жене доверенность на управление всеми великорусскими имениями, что составляло большую половину его состояния, и один уехал в Петербург.

Прошло два месяца после получения известий в Лысых Горах об Аустерлицком сражении и о погибели князя Андрея, и несмотря на все письма через посольство и на все розыски, тело его не было найдено, и его не было в числе пленных. Хуже всего для его родных было то, что оставалась всё таки надежда на то, что он был поднят жителями на поле сражения, и может быть лежал выздоравливающий или умирающий где нибудь один, среди чужих, и не в силах дать о себе вести. В газетах, из которых впервые узнал старый князь об Аустерлицком поражении, было написано, как и всегда, весьма кратко и неопределенно, о том, что русские после блестящих баталий должны были отретироваться и ретираду произвели в совершенном порядке. Старый князь понял из этого официального известия, что наши были разбиты. Через неделю после газеты, принесшей известие об Аустерлицкой битве, пришло письмо Кутузова, который извещал князя об участи, постигшей его сына.
«Ваш сын, в моих глазах, писал Кутузов, с знаменем в руках, впереди полка, пал героем, достойным своего отца и своего отечества. К общему сожалению моему и всей армии, до сих пор неизвестно – жив ли он, или нет. Себя и вас надеждой льщу, что сын ваш жив, ибо в противном случае в числе найденных на поле сражения офицеров, о коих список мне подан через парламентеров, и он бы поименован был».
Получив это известие поздно вечером, когда он был один в. своем кабинете, старый князь, как и обыкновенно, на другой день пошел на свою утреннюю прогулку; но был молчалив с приказчиком, садовником и архитектором и, хотя и был гневен на вид, ничего никому не сказал.
Когда, в обычное время, княжна Марья вошла к нему, он стоял за станком и точил, но, как обыкновенно, не оглянулся на нее.
– А! Княжна Марья! – вдруг сказал он неестественно и бросил стамеску. (Колесо еще вертелось от размаха. Княжна Марья долго помнила этот замирающий скрип колеса, который слился для нее с тем,что последовало.)
Княжна Марья подвинулась к нему, увидала его лицо, и что то вдруг опустилось в ней. Глаза ее перестали видеть ясно. Она по лицу отца, не грустному, не убитому, но злому и неестественно над собой работающему лицу, увидала, что вот, вот над ней повисло и задавит ее страшное несчастие, худшее в жизни, несчастие, еще не испытанное ею, несчастие непоправимое, непостижимое, смерть того, кого любишь.
– Mon pere! Andre? [Отец! Андрей?] – Сказала неграциозная, неловкая княжна с такой невыразимой прелестью печали и самозабвения, что отец не выдержал ее взгляда, и всхлипнув отвернулся.
– Получил известие. В числе пленных нет, в числе убитых нет. Кутузов пишет, – крикнул он пронзительно, как будто желая прогнать княжну этим криком, – убит!
Княжна не упала, с ней не сделалось дурноты. Она была уже бледна, но когда она услыхала эти слова, лицо ее изменилось, и что то просияло в ее лучистых, прекрасных глазах. Как будто радость, высшая радость, независимая от печалей и радостей этого мира, разлилась сверх той сильной печали, которая была в ней. Она забыла весь страх к отцу, подошла к нему, взяла его за руку, потянула к себе и обняла за сухую, жилистую шею.
– Mon pere, – сказала она. – Не отвертывайтесь от меня, будемте плакать вместе.
– Мерзавцы, подлецы! – закричал старик, отстраняя от нее лицо. – Губить армию, губить людей! За что? Поди, поди, скажи Лизе. – Княжна бессильно опустилась в кресло подле отца и заплакала. Она видела теперь брата в ту минуту, как он прощался с ней и с Лизой, с своим нежным и вместе высокомерным видом. Она видела его в ту минуту, как он нежно и насмешливо надевал образок на себя. «Верил ли он? Раскаялся ли он в своем неверии? Там ли он теперь? Там ли, в обители вечного спокойствия и блаженства?» думала она.
– Mon pere, [Отец,] скажите мне, как это было? – спросила она сквозь слезы.
– Иди, иди, убит в сражении, в котором повели убивать русских лучших людей и русскую славу. Идите, княжна Марья. Иди и скажи Лизе. Я приду.

Ацетонитрил (СН3С ≡ N) (нитрил уксусной кислоты, метилцианид) класс опасности - 3

Бесцветная легколетучая горючая жид­кость с эфирным запахом, легче воды, горит ярким бесцвет­ным пламенем. При температуре -44,9°С затвердевает, кипит при температуре +81,6°С. Смешивается с водой, ацетоном, эфиром и другими растворителями. Растворимость в воде 7,3%. Пары тяжелее воздуха, с воздухом образуют взрывоопасные смеси.

Ацетонитрил используется в органическом синтезе при выработке ароматических веществ в качестве селективного растворителя углеводородов, масел (в процессе выделения жирных кислот из растительных и животных масел), а также как промежуточный продукт в производстве малонодинитрила и витамина В1.

Ацетонитрил перевозят в контейнерах, железнодорожных цистернах, баллонах, которые являются временным его хранилищем. Обычно ацетонциангидрин хранят в наземных вертикальных цилиндрических резервуарах (объемом 50–5000м3) с коэффициентом заполнения 0,9-0,95 при атмосферном давлении и температуре окружающей среды. Максимальный объем хранения 80 тонн.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) в воздухе рабочей зоны производственных помещений составляет 10 мг/м3, в воде водоемов – 0,7 мг/л. При остром отравлении воздействует как ферментный яд, поражающий дыхательные центры, легко всасывается через неповрежденную кожу, поражает нервную систему. Поражающая токсодоза 21,6 мг·мин/л. Признаки поражения: покраснение, зуд, ожог кожи и слизистых тканей, слезотечение, головная боль, слабость, тошнота, рвота, головокружение, одышка. Высокие концентрации приводят к ослаблению пульса, судорогам, потери сознания, смерти.

При ликвидации аварий , связанных с проливом (выбросом) ацетонитрила изолировать опасную зону в радиусе не менее 400 м, удалить из нее людей, держаться наветренной стороны, избегать низких мест, соблюдать меры пожарной безопасности, не курить. В опасную зону входить в изолирующих противогазах или дыхательных аппаратах (ИП-4М, ИП-5, ИП-6, АИР-98МИ, ИВА-24М, АСВ-2) и средствах защиты кожи (костюм Л-1, ОЗК, «КАИС», «Приз», «Вектор»). На удалении от источника химического заражения более 400 м. средства защиты кожи можно не использовать, а для защиты органов дыхания используют фильтрующие промышленные противогазы с коробками марки А, БКФ, гражданские противогазы ГП-7, ГП-5, ПДФ-2Д, ПДФ-2Ш с дополнительными патронами ДПГ-3 или без них.

Средства защиты			Время защитного действия (час) приконцентрациях (мг/м3) (ПДК)
Наименование	Марка коробки					1000
Промышленные противогазы: Большого габарита ППФ-95 Малого габарита Большого габарита ППФ-95	Аб/ф, Ас/ф Аб/ф, Ас/ф ВКФ
Гражданские противогазы: ГП-7, ГП-5, ПДФ-2Д (2Ш)	без ДПГ-3 с ДПГ-3

Наличие ацетонитрила определяют:

В воздухе производственных помещений сигнализатором термохимическим «Щит-2», сигнализатором взрывоопасным искровым пневматическим СВИП-1 и СВИП-2, сигнализатором пламенно-ионизационным до взрывных концентра-ций СДК-3.

Обезвреживают ацетонитрил распыленной водой с нормой расхода: 0,9 тонны воды на 1 тонну ацетонитрила или 30%-ным водным раствором гидроксиламина (например, 300 л. гидроксиламина и 900 л. воды) с нормой расхода: 0,25-0,3 тонны раствора на 1 тонну ацетонитрила.

Нейтрализуют ацетонитрил 30%-ным водным раствором гидроксиламина (например, 300 л. гидроксиламина и 900 л. воды) с нормой расхода: 2,5 тонны раствора на 1 тонну ацетонитрила.

Для распыления воды или растворов применяют поливомоечные и пожарные машины, авторазливочные станции (АЦ, ПМ-130, АРС-14, АРС-15), мотопомпы (МП-800), а также имеющиеся на химически опасных объектах гидранты и спецсистемы.

Место разлива промывают большим количеством воды, изолируют песком, воздушно-механической пеной, обваловывают и не допускают попадания веществ в поверхностные воды. Для утилизации загрязненного грунта на месте разлива срезают поверхностный слой грунта на глубину загрязнения, собирают и вывозят на утилизацию с помощью землеройно-транспортных машин (бульдозеров, скреперов, автогрейдеров, самосвалов). Места срезов засыпают свежим слоем грунта, промывают водой в контрольных целях.

Действия руководителя: изолировать опасную зону в радиусе не менее 400 м, удалить из нее людей, держаться наветренной стороны, избегать низких мест, не курить, соблюдать меры пожарной безопасности, в зону аварии входить только в полной защитной одежде.

Оказание первой медицинской помощи:

В зараженной зоне: надевание противогаза или ватно-марлевой повязки, смоченной 2% раствором питьевой соды, обработка лица водой, мыльным раствором перед надеванием противогаза; при наличии признаков отравления вдыхание амилнитрита, обработка открытых участков кожи мыльным раствором, водой.

После эвакуации из зараженной зоны: обильное промывание глаз водой или 2 % раствором питьевой соды, повторное вдыхание амилнитрита, при остановке дыхания искусственная вентиляция легких, ингаляция кислорода.

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 (метил цианид, нитрил уксусной кислоты) - бесцветная жидкость с легким запахом эфира, - выпускается с разной степенью очистки: технический, чистый, чистый для анализа, особо чистый.

Ацетонитрил - сопутствующий продукт синтеза акрилонитрила. Прямой синтез - аммонолиз уксусной кислоты газообразным аммиаком при температурах 350-500 °С в присутствии катализаторов на основе оксида алюминия, - позволяет получать ацетонитрил с выходом 90-95%.

Способы получения ацетонитрила аммонолизом углеводородов, спиртов, дигидратацией ацетамида - малопроизводительны, поэтому используются реже.

Применение

Ацетонитрил неограниченно смешивается с водой, спиртами, растворителями, хорошо растворяет масла и жиры, лаки, ряд полимеров. Он используется в крупнотоннажных производствах как растворитель, реакционная среда или сырье:

• в нефтяной промышленности (для очистки нефти от смол и фенольных соединений, фракционирования и экстракции, в производстве смазок);
• для получения растворителей, пластмасс, каучуков, синтетических волокон, пластификаторов, маслостойких резин;
• в производстве лакокрасочных материалов и красителей для тканей;
• в пищевой промышленности для извлечения жирных кислот из животных и растительных масел, денатурации спирта;
• при изготовлении фармацевтических препаратов - стероидов, кортизона, витаминов А, В1 и В6;
• в производстве азотных удобрений, пестицидов, для обеззараживания почв ;
• в аналитической и разделительной хроматографии и координационной химии;
• для изготовления виниловых покрытий, осветительных приборов, парфюмерной продукции.

Правила хранения

Хранят ацетонитрил в крытых помещениях в стеклянной таре, металлических канистрах, бочках, большие объемы - в наземных резервуарах. Категорически запрещается использовать емкости из полиэтилена и других пластиков.

Основы безопасной работы

Ацетонитрил токсичен (ПДК - 10 мг/м 3 ), горюч и взрывоопасен. Он самовоспламеняется при температуре выше 450 °С, образует взрывчатые смеси при концентрации в воздухе 4-16%, при сгорании выделяет цианистый водород и оксиды азота. Работать с ним необходимо в средствах индивидуальной защиты.

При утечке или разливе ацетонитрила нейтрализация проводится водным раствором гидроксиламина или тонкораспыленной водой.

Влияние на организм

При попадании в организм ацетонитрил вступает в реакции с тканями и образует аммиак, синильную кислоту, тиоцианаты и оказывает раздражающее, наркотическое, удушающее действие. Технический продукт опаснее из-за повышенных концентраций изонитрилов и синильной кислоты.

Ацетонитрил действует как ферментный яд, блокируя клеточное дыхание, в небольших дозах - вызывает зуд и покраснение кожи, слезоточивость, боль в гортани. При продолжительном воздействии поражает нервную систему, печень, головной мозг. Тяжелые отравления могут привести к отеку легких, судорогам, потере сознания.

Медицинская помощь

При попадании ацетонитрила на кожу, пораженный участок нужно промыть теплой водой с мылом, смазать раствором метиленовой сини и наложить повязку со стрептоцидной мазью. При поражении глаз - промыть их проточной водой и закапать раствор дикаина с адреналином. Раздражение дыхательных путей купируют ингаляциями содовыми или масляными растворами.