El acetonitrilo , a menudo abreviado MeCN ( cianuro de metilo ), es un compuesto químico con la fórmula CH3CN y la estructura H3C −C≡N . Este líquido incoloro es el nitrilo orgánico más simple ( el cianuro de hidrógeno es un nitrilo más simple, pero el anión cianuro no se clasifica como orgánico ). Se produce principalmente como un subproducto de la fabricación de acrilonitrilo . Se utiliza como un disolvente aprótico polar en la síntesis orgánica y en la purificación del butadieno . [5] El esqueleto N≡C−C es lineal con una distancia C≡N corta de 1,16 Å . [6]
El acetonitrilo fue preparado por primera vez en 1847 por el químico francés Jean-Baptiste Dumas . [7]
El acetonitrilo se utiliza principalmente como disolvente en la purificación del butadieno en las refinerías. En concreto, el acetonitrilo se introduce en la parte superior de una columna de destilación llena de hidrocarburos , incluido el butadieno, y a medida que el acetonitrilo cae por la columna, absorbe el butadieno, que se envía desde la parte inferior de la torre a una segunda torre de separación. A continuación, se emplea calor en la torre de separación para separar el butadieno.
En el laboratorio, se utiliza como un disolvente no prótico de polaridad media que es miscible con agua y una gama de disolventes orgánicos, pero no con hidrocarburos saturados. Tiene un rango conveniente de temperaturas en las que es un líquido y una constante dieléctrica alta de 38,8. Con un momento dipolar de 3,92 D , [8] el acetonitrilo disuelve una amplia gama de compuestos iónicos y no polares y es útil como fase móvil en HPLC y LC–MS .
Se utiliza ampliamente en aplicaciones de baterías debido a su constante dieléctrica relativamente alta y su capacidad para disolver electrolitos . Por razones similares, es un solvente popular en voltamperometría cíclica .
Su transparencia ultravioleta , corte UV , baja viscosidad y baja reactividad química lo convierten en una opción popular para la cromatografía líquida de alto rendimiento (HPLC).
El acetonitrilo juega un papel importante como disolvente dominante utilizado en la síntesis de oligonucleótidos a partir de fosforamiditas de nucleósidos .
Industrialmente se utiliza como disolvente para la fabricación de productos farmacéuticos y películas fotográficas . [9]
El acetonitrilo es un componente básico de dos carbonos común en la síntesis orgánica [10] de muchos productos químicos útiles, incluidos el clorhidrato de acetamidina , la tiamina y el ácido 1-naftalenacético . [11] Su reacción con cloruro de cianógeno produce malononitrilo . [5]
El acetonitrilo tiene un par de electrones libres en el átomo de nitrógeno, que puede formar muchos complejos de nitrilo de metales de transición . Al ser débilmente básico, es un ligando fácilmente desplazable . Por ejemplo, el dicloruro de bis(acetonitrilo)paladio se prepara calentando una suspensión de cloruro de paladio en acetonitrilo: [12]
Un complejo relacionado es el tetrakis(acetonitrilo)cobre(I) hexafluorofosfato [Cu(CH 3 CN) 4 ] + . Los grupos CH 3 CN en estos complejos son desplazados rápidamente por muchos otros ligandos.
También forma aductos de Lewis con ácidos de Lewis del grupo 13 como el trifluoruro de boro . [13] En los superácidos , es posible protonar acetonitrilo. [14]
El acetonitrilo es un subproducto de la fabricación de acrilonitrilo . La mayor parte se quema para apoyar el proceso previsto, pero se estima que se conservan varios miles de toneladas para las aplicaciones mencionadas anteriormente. [15] Por lo tanto, las tendencias de producción de acetonitrilo generalmente siguen las del acrilonitrilo . El acetonitrilo también se puede producir por muchos otros métodos, pero estos no tienen importancia comercial a partir de 2002. Las rutas ilustrativas son la deshidratación de acetamida o la hidrogenación de mezclas de monóxido de carbono y amoníaco . [16] En 1992 [actualizar], se produjeron 14.700 toneladas (16.200 toneladas cortas) de acetonitrilo en los EE. UU.
A partir de octubre de 2008, el suministro mundial de acetonitrilo fue bajo debido a que la producción china se suspendió por los Juegos Olímpicos . Además, una fábrica estadounidense resultó dañada en Texas durante el huracán Ike . [17] Debido a la desaceleración económica mundial, la producción de acrilonitrilo utilizado en fibras acrílicas y resinas de acrilonitrilo butadieno estireno (ABS) disminuyó. El acetonitrilo es un subproducto en la producción de acrilonitrilo y su producción también disminuyó, lo que agravó aún más la escasez de acetonitrilo. [18] La escasez mundial de acetonitrilo continuó hasta principios de 2009. [ necesita actualización ]
El acetonitrilo tiene una toxicidad modesta en pequeñas dosis. [11] [19] Puede metabolizarse para producir cianuro de hidrógeno , que es la fuente de los efectos tóxicos observados. [9] [20] [21] Generalmente, el inicio de los efectos tóxicos se retrasa, debido al tiempo que necesita el cuerpo para metabolizar el acetonitrilo a cianuro (generalmente alrededor de 2 a 12 horas). [11]
Los casos de envenenamiento por acetonitrilo en humanos (o, para ser más específicos, de envenenamiento por cianuro después de la exposición al acetonitrilo) son raros pero no desconocidos, por inhalación, ingestión y (posiblemente) por absorción cutánea. [20] Los síntomas, que generalmente no aparecen hasta varias horas después de la exposición, incluyen dificultades para respirar, pulso lento , náuseas y vómitos. En casos graves pueden ocurrir convulsiones y coma , seguidos de muerte por insuficiencia respiratoria . El tratamiento es como para el envenenamiento por cianuro , con oxígeno , nitrito de sodio y tiosulfato de sodio entre los tratamientos de emergencia más comúnmente utilizados. [20]
Se ha utilizado en formulaciones para quitaesmalte de uñas , a pesar de su toxicidad. Se han notificado al menos dos casos de envenenamiento accidental de niños pequeños por quitaesmalte a base de acetonitrilo, uno de los cuales fue mortal. [22] La acetona y el acetato de etilo suelen preferirse por ser más seguros para el uso doméstico, y el acetonitrilo está prohibido en los productos cosméticos en el Espacio Económico Europeo desde marzo de 2000. [23]
Al igual que otros nitrilos , el acetonitrilo puede metabolizarse en microsomas , especialmente en el hígado, para producir cianuro de hidrógeno , como lo demostraron por primera vez Pozzani et al. en 1959. [25] El primer paso en esta vía es la oxidación del acetonitrilo a glicolonitrilo por una monooxigenasa del citocromo P450 dependiente de NADPH . Luego, el glicolonitrilo sufre una descomposición espontánea para dar cianuro de hidrógeno y formaldehído . [19] [20] El formaldehído, una toxina y un carcinógeno por sí solo, se oxida aún más a ácido fórmico , que es otra fuente de toxicidad.
El metabolismo del acetonitrilo es mucho más lento que el de otros nitrilos, lo que explica su toxicidad relativamente baja. Por lo tanto, una hora después de la administración de una dosis potencialmente letal, la concentración de cianuro en el cerebro de la rata era 1 ⁄ 20 de la correspondiente a una dosis de propionitrilo 60 veces menor (véase la tabla). [24]
El metabolismo relativamente lento del acetonitrilo a cianuro de hidrógeno permite que una mayor cantidad del cianuro producido se desintoxique dentro del cuerpo para convertirse en tiocianato (la vía de la rodanasa ). También permite que una mayor cantidad del acetonitrilo se excrete sin cambios antes de ser metabolizado. Las principales vías de excreción son la exhalación y la orina. [19] [20] [21]
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