อะซีโตไนไตรล์
อะซีโตไนไตรล์ย่อว่าMeCN (เมทิลไซยาไนด์ ) เป็นสารประกอบทางเคมีที่มีสูตรCH₃CNและโครงสร้างH₃C −C≡Nของเหลวไม่มีสีนี้เป็นไนไตรล์ อินทรีย์ที่ง่ายที่สุด ( ไฮโดรเจนไซยาไนด์เป็นไนไตรล์ที่ง่ายกว่า แต่ไอออนไซยาไนด์ไม่จัดอยู่ในกลุ่มอินทรีย์ ) ส่วนใหญ่ผลิตขึ้นเป็นผลพลอยได้จากการผลิตอะคริโลไนไตรล์ ใช้เป็นตัวทำละลายอะโปรติกแบบมีขั้วในการสังเคราะห์สารอินทรีย์และในการทำให้บริสุทธิ์ของบิวทาไดอีน [ 7 ] โครงสร้าง N≡C −Cเป็นเส้นตรง โดย มีระยะC≡Nสั้น1.16 Å . [ 8 ]
อะซีโตไนไตรล์ถูกเตรียมขึ้นครั้งแรกในปี พ.ศ. 2490 โดยนักเคมีชาวฝรั่งเศสชื่อ ฌอง-แบปติสต์ ดูมาส์[ 9 ]
แอปพลิเคชัน
อะซีโตไนไตรล์ใช้เป็นตัวทำละลายหลักในการทำให้บิวทาไดอีน บริสุทธิ์ ในโรงกลั่น โดยเฉพาะอย่างยิ่ง อะซีโตไนไตรล์จะถูกป้อนเข้าไปที่ด้านบนของหอแยกสารที่บรรจุไฮโดรคาร์บอนรวมถึงบิวทาไดอีน และเมื่ออะซีโตไนไตรล์ไหลลงมาตามหอแยกสาร มันจะดูดซับบิวทาไดอีน จากนั้นบิวทาไดอีนจะถูกส่งจากด้านล่างของหอแยกสารไปยังหอแยกสารที่สอง จากนั้นจะใช้ความร้อนในหอแยกสารเพื่อแยกบิวทาไดอีนออก
ในห้องปฏิบัติการ สารนี้ใช้เป็นตัวทำละลายที่ไม่เป็นโปรตอน ที่มีขั้วปานกลาง สามารถผสมกับน้ำและตัวทำละลายอินทรีย์หลายชนิด แต่ไม่สามารถผสมกับไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวได้ มีช่วงอุณหภูมิที่เหมาะสมที่อยู่ในสถานะของเหลว และละลายสารประกอบไอออนิกและสารประกอบที่ไม่เป็นขั้วได้หลากหลายชนิด อีกทั้งยังเป็นประโยชน์ในฐานะเฟสเคลื่อนที่ในHPLCและLC– MS
สารนี้ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายใน งานด้าน แบตเตอรี่เนื่องจากมีค่าคงที่ไดอิเล็กตริกค่อนข้างสูงและสามารถละลายอิเล็กโทรไลต์ได้ ด้วยเหตุผลเดียวกันนี้ จึงเป็นตัวทำละลายที่นิยมใช้ใน โวลแทมเม ตรีแบบวัฏจักร
ด้วยคุณสมบัติการโปร่งแสงต่อรังสีอัลตราไวโอเลต(UV cutoff ) ความหนืดต่ำ และ ปฏิกิริยาทางเคมีต่ำทำให้เป็นตัวเลือกยอดนิยมสำหรับการใช้ในโครมาโทกราฟีของเหลวประสิทธิภาพสูง (HPLC)
อะซีโตไนไตรล์มีบทบาทสำคัญในฐานะตัวทำละลายหลักที่ใช้ในการสังเคราะห์โอลิโกนิวคลีโอไทด์จากนิวคลีโอไซด์ฟอสโฟราไมไดต์
ในทางอุตสาหกรรม ใช้เป็นตัวทำละลายในการผลิตยาและฟิล์มถ่ายภาพ[ 10 ]
การสังเคราะห์สารอินทรีย์
อะซีโตไนไตรล์เป็นหน่วยโครงสร้างคาร์บอนสองอะตอมทั่วไปในการสังเคราะห์สารอินทรีย์ของสารเคมีที่มีประโยชน์หลายชนิด รวมถึงอะซีตามิดีนไฮโดรคลอไรด์ไทอามีนและกรด 1-แนฟทาลีนอะซิติกตลอดจนไนไตรล์ที่ซับซ้อนกว่า[ 11 ] [ 12 ]ปฏิกิริยาของมันกับไซยาโนเจนคลอไรด์จะให้มาโลโนไนไตรล์[ 7 ]
ในฐานะผู้ให้คู่อิเล็กตรอน
อะซีโตไนไตรล์มีอิเล็กตรอนคู่อิสระที่อะตอมไนโตรเจน ซึ่งสามารถสร้างสารเชิงซ้อนไนไตรล์ของโลหะทรานซิชัน ได้หลาย ชนิด ตัวอย่างเช่นบิส(อะซีโตไนไตรล์)แพลเลเดียมไดคลอไรด์เตรียมได้โดยการให้ความร้อนสารแขวนลอยของแพลเลเดียมคลอไรด์ในอะซีโตไนไตรล์: [ 13 ]
- PdCl + 2 CH CN → PdCl (CH CN)
สารประกอบเชิงซ้อนที่เกี่ยวข้องคือ เตตระคิ ส(อะซีโตไนไตรล์)คอปเปอร์(I) เฮกซาฟลูออโรฟอสเฟต[ Cu(CH CN) ] + ลิแกนด์ CH CNในสารประกอบเชิงซ้อนเหล่านี้จะถูกแทนที่อย่างรวดเร็ว
นอกจากนี้ยังเกิดเป็นสารประกอบ Lewis กับกรด Lewis หมู่ 13 เช่นโบรอนไตรฟลูออไรด์ [ 14 ] ในกรดซุปเปอร์นั้นสามารถโปรตอนอะซีโตไนไตรล์ได้[ 15 ]
การผลิต
อะซีโตไนไตรล์เป็นผลพลอยได้จากการผลิตอะคริโลไนไตรล์โดยการออกซิเดชัน แอมโม ของโพรพิลีน ด้วยตัวเร่งปฏิกิริยา ส่วนใหญ่จะถูกเผาไหม้เพื่อสนับสนุนกระบวนการที่ตั้งใจไว้ แต่คาดว่ามีการเก็บรักษาไว้หลายพันตันสำหรับการใช้งานที่กล่าวถึงข้างต้น[ 16 ]ดังนั้นแนวโน้มการผลิตอะซีโตไนไตรล์จึงโดยทั่วไปเป็นไปตามแนวโน้มของ อะคริ โลไนไตรล์ในปี 1992ในสหรัฐอเมริกา มีการผลิตอะซีโตไนไตรล์จำนวน14,700 ตัน (16,200 ตันสั้น)
ความปลอดภัย
ความเป็นพิษ
อะซีโตไนไตรล์มีความเป็นพิษเพียงเล็กน้อยในปริมาณน้อย[ 11 ] [ 17 ]มันสามารถถูกเผาผลาญเพื่อสร้างไฮโดรเจนไซยาไนด์ซึ่งเป็นแหล่งที่มาของผลกระทบที่เป็นพิษที่สังเกตได้[ 10 ] [ 18 ] [ 19 ]โดยทั่วไปแล้ว ผลกระทบที่เป็นพิษจะเริ่มปรากฏช้า เนื่องจากต้องใช้เวลาในการที่ร่างกายจะเผาผลาญอะซีโตไนไตรล์ให้เป็นไซยาไนด์ (โดยทั่วไปประมาณ 2–12 ชั่วโมง) [ 11 ]
กรณีการได้รับพิษจากอะซีโตไนไตรล์ในมนุษย์นั้นพบได้ยาก แต่ก็ไม่ใช่เรื่องที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อน ทั้งจากการสูดดมและการกลืนกิน[ 18 ]อาการซึ่งมักจะไม่ปรากฏให้เห็นภายในเวลาหลายชั่วโมงหลังจากการได้รับสารพิษ ได้แก่ หายใจลำบาก ชีพจรเต้นช้า คลื่นไส้ และอาเจียนใน กรณีที่รุนแรงอาจเกิดอาการชัก และหมดสติได้ ตามมาด้วยการเสียชีวิตจากภาวะหายใจ ล้มเหลว การรักษาจะเหมือนกับ การรักษา พิษจากไซยาไนด์โดยใช้ออกซิเจนโซเดียมไนไตรต์และโซเดียมไทโอซัลเฟตซึ่งเป็นวิธีการรักษาฉุกเฉินที่ใช้กันทั่วไป[ 18 ]
มีการใช้ในสูตรสำหรับการกำจัดเล็บที่ตกแต่งแล้ว มีรายงานอย่างน้อยสองกรณีของการได้รับพิษโดยไม่ได้ตั้งใจของเด็กเล็กจากน้ำยาล้างเล็บที่ตกแต่งแล้วซึ่งมีส่วนประกอบของอะซีโตไนไตรล์ โดยหนึ่งในนั้นเสียชีวิต[ 20 ]อะซีโตนและเอทิลอะซิเตตมักถูกเลือกใช้เนื่องจากมีความปลอดภัยกว่าสำหรับการใช้งานในครัวเรือน และอะซีโตไนไตรล์ถูกห้ามใช้ในผลิตภัณฑ์เครื่องสำอางในเขตเศรษฐกิจยุโรปตั้งแต่เดือนมีนาคม พ.ศ. 2543 [ 21 ]
การเผาผลาญและการขับถ่าย
| สารประกอบ | ความเข้มข้นของไซยาไนด์ในสมอง (ไมโครกรัม/กิโลกรัม) | ค่าทางปาก(มก./กก.) |
|---|---|---|
| โพแทสเซียมไซยาไนด์ | 700 ± 200 | 10 |
| โพรพิโอนิไตรล์ | 510 ± 80 | 40 |
| บิวทิโรไนไตรล์ | 400 ± 100 | 50 |
| มาโลโนไนไตรล์ | 600 ± 200 | 60 |
| อะคริโลไนไตรล์ | 400 ± 100 | 90 |
| อะซีโตไนไตรล์ | 28 ± 5 | 2460 |
| เกลือแกง (NaCl) | ไม่มีข้อมูล | 3000 |
| ความเข้มข้นของไอออนไซยาไนด์ที่วัดได้ในสมองของหนู Sprague-Dawley หนึ่งชั่วโมงหลังจากการให้ไนไตรล์ชนิดต่างๆ ทางปากในปริมาณ LD [ 22 ] | ||
เช่นเดียวกับไนไตรล์ อื่นๆ อะซีโตไนไตรล์สามารถถูกเมตาบอไลซ์ในไมโครโซมโดยเฉพาะในตับ เพื่อผลิตไฮโดรเจนไซยาไนด์ดังที่ Pozzani และคณะ ได้แสดงให้เห็นเป็นครั้งแรก ในปี 1959 [ 23 ]ขั้นตอนแรกในเส้นทางนี้คือการออกซิเดชันของอะซีโตไนไตรล์เป็นไกลโคโลไนไตรล์โดย ไซ โตโครม P450 โมโนออกซิ เจเน สที่ขึ้นอยู่กับNADPHจากนั้นไกลโคโลไนไตรล์จะสลายตัวโดยธรรมชาติเพื่อให้ได้ไฮโดรเจนไซยาไนด์และฟอร์มาลดีไฮด์[ 17 ] [ 18 ]ฟอร์มาลดีไฮด์ซึ่งเป็นสารพิษและสารก่อมะเร็งในตัวมันเอง จะถูกออกซิไดซ์ต่อไปเป็นกรดฟอร์มิกซึ่งเป็นแหล่งความเป็นพิษอีกแหล่งหนึ่ง
การเผาผลาญอะซี โต ไนไตรล์ นั้นช้ากว่าไนไตรล์ชนิดอื่นมาก ซึ่งส่งผลให้ความเป็นพิษค่อนข้างต่ำ ดังนั้น หนึ่งชั่วโมงหลังจากให้ยาในปริมาณที่อาจเป็นอันตรายถึงชีวิต ความเข้มข้นของไซยาไนด์ในสมองของหนูทดลองจะอยู่ที่1/20ของ ปริมาณโพ รพิโอไนไตรล์ซึ่ง ต่ำกว่า ถึง 60 เท่า (ดูตาราง) [ 22 ]
การเผาผลาญอะซีโตไนไตรล์ไปเป็นไฮโดรเจนไซยาไนด์ที่ค่อนข้างช้าทำให้ไซยาไนด์ที่ผลิตขึ้นส่วนใหญ่ถูกกำจัดพิษภายในร่างกายไปเป็นไทโอไซยาเนต ( เส้นทาง โรดาเนส ) นอกจากนี้ยังทำให้อะซีโตไนไตรล์ถูกขับออกโดยไม่เปลี่ยนแปลงก่อนที่จะถูกเผาผลาญ เส้นทางการขับถ่ายหลักคือทางลมหายใจและในปัสสาวะ[ 17 ] [ 18 ] [ 19 ]
ดูเพิ่มเติม
- ไตรคลอโรอะซีโตไนไตรล์ – อนุพันธ์ของอะซีโตไนไตรล์ที่ใช้เป็น หมู่ป้องกันสำหรับไฮดรอกซิลและยังใช้เป็นรีเอเจนต์ในปฏิกิริยา การจัดเรียงตัว แบบโอเวอร์แมน (Overman rearrangement )