El acetonitrilo , a menudo abreviado MeCN ( cianuro de metilo ), es el compuesto químico con la fórmula CH 3 CN y estructura H 3 C−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 está clasificado como orgánico ). Se produce principalmente como subproducto de la fabricación de acrilonitrilo . Se utiliza como disolvente aprótico polar en síntesis orgánica y en la purificación de butadieno . [5] El esqueleto N≡C−C es lineal con una distancia corta C≡N 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 de butadieno en refinerías. Específicamente, el acetonitrilo se alimenta por la parte superior de una columna de destilación llena de hidrocarburos , incluido el butadieno, y a medida que el acetonitrilo cae a través de la columna, absorbe el butadieno que luego se envía desde el fondo de la torre a una segunda torre de separación. Luego se emplea calor en la torre de separación para separar el butadieno.
En el laboratorio, se utiliza como disolvente aprótico de polaridad media que es miscible con agua y una variedad de disolventes orgánicos, pero no con hidrocarburos saturados. Tiene un rango conveniente de temperaturas a las que es 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 disolvente popular en voltamperometría cíclica .
Su límite de transparencia ultravioleta , su baja viscosidad y su 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 nucleósidos fosforamiditas .
Industrialmente se utiliza como disolvente para la fabricación de productos farmacéuticos y películas fotográficas . [9]
El acetonitrilo es un componente común de dos carbonos en la síntesis orgánica [10] de muchas sustancias químicas útiles, incluido el clorhidrato de acetamidina, la tiamina y el ácido 1-naftalenoacético . [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 hexafluorofosfato de tetrakis(acetonitrilo)cobre(I) [Cu( CH3CN ) 4 ] + . Los grupos CH 3 CN en estos complejos son rápidamente desplazados 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 el acetonitrilo. [14]
El acetonitrilo es un subproducto de la fabricación de acrilonitrilo . La mayor parte se quema para respaldar el proceso previsto, pero se estima que se retienen varios miles de toneladas para las aplicaciones mencionadas anteriormente. [15] Por lo tanto, las tendencias de producción de acetonitrilo siguen generalmente las del acrilonitrilo . El acetonitrilo también se puede producir mediante muchos otros métodos, pero 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 Estados Unidos.
A partir de octubre de 2008, el suministro mundial de acetonitrilo fue bajo porque 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 de la producción de acrilonitrilo y su producción también disminuyó, lo que agrava aún más la escasez de acetonitrilo. [18] La escasez mundial de acetonitrilo continuó hasta principios de 2009. [ necesita actualización ]
El acetonitrilo tiene sólo 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, la aparición de los efectos tóxicos se retrasa debido al tiempo que necesita el cuerpo para metabolizar el acetonitrilo a cianuro (generalmente entre 2 y 12 horas). [11]
Los casos de intoxicación por acetonitrilo en humanos (o, para ser más específicos, de intoxicación 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 durante varias horas después de la exposición, incluyen dificultades para respirar, pulso lento , náuseas y vómitos. En casos graves pueden producirse convulsiones y coma , seguidos de la muerte por insuficiencia respiratoria . El tratamiento es el mismo que para la intoxicación por cianuro , estando el oxígeno , el nitrito de sodio y el tiosulfato de sodio entre los tratamientos de emergencia más utilizados. [20]
Se ha utilizado en formulaciones para quitaesmalte , a pesar de su toxicidad. Se han notificado al menos dos casos de intoxicación accidental de niños pequeños con quitaesmalte a base de acetonitrilo, uno de los cuales resultó mortal. [22] La acetona y el acetato de etilo suelen preferirse por ser más seguros para uso doméstico, y el acetonitrilo ha sido prohibido en 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 mediante una monooxigenasa del citocromo P450 dependiente de NADPH . A continuación, el glicolonitrilo sufre una descomposición espontánea para dar cianuro de hidrógeno y formaldehído . [19] [20] El formaldehído, una toxina y 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 que la de una dosis de propionitrilo 60 veces menor (ver tabla). [24]
El metabolismo relativamente lento del acetonitrilo a cianuro de hidrógeno permite que una mayor parte del cianuro producido se desintoxique dentro del cuerpo a tiocianato (la vía de la rodanasa ). También permite que una mayor cantidad de 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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