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Adiponitrilo

El adiponitrilo es un compuesto orgánico con la fórmula química (CH 2 ) 4 (CN) 2 . Este dinitrilo viscoso e incoloro es un precursor importante del polímero nailon 66 . En 2005, se produjeron alrededor de un millón de toneladas de adiponitrilo. [4]

Producción

Métodos tempranos

Debido al valor industrial del adiponitrilo, se han desarrollado muchos métodos para su síntesis. Los primeros métodos industriales comenzaron con el furfural y más tarde con la cloración del butadieno para dar 1,4-dicloro-2-buteno, que con cianuro de sodio se convierte en 3-hexeneditrilo, que a su vez puede hidrogenarse para dar adiponitrilo: [4]

ClCH2CH =CHCH2Cl + 2 NaCN → NCCH2CH = CHCH2CN + 2 NaCl
NCCH2CH = CHCH2CN + H2NC ( CH2 ) 4CN

El adiponitrilo también se ha producido a partir del ácido adípico , mediante deshidratación de la diamida, pero este método rara vez se emplea.

Métodos modernos

Tras la solicitud de patente en 2004, la mayor parte del adiponitrilo se prepara mediante la hidrocianación de butadieno catalizada por níquel , como se descubrió en DuPont y cuyo pionero fue William C. Drinkard . La reacción neta es:

CH 2 =CHCH=CH 2 + 2 HCN → NC(CH 2 ) 4 CN

El proceso consta de varias etapas, la primera de las cuales implica la monohidrocianación (la adición de una molécula de HCN), lo que produce isómeros de pentenonitrilos, así como 2- y 3-metilbutanonitrilos. Estos nitrilos insaturados se isomerizan posteriormente a los 3- y 4-pentenonitrilos. En la etapa final, estos pentenonitrilos se someten a una segunda hidrocianación, en un sentido anti-Markovnikov , para producir adiponitrilo. [4]

El 3-pentenonitrilo, formado en la primera hidrocianación, puede sufrir metátesis de alquenos para dar dicianobutenos, que se hidrogenan fácilmente como se describió anteriormente. Un subproducto útil de la producción de adiponitrilo es el 2-metilglutaronitrilo .

El otro método industrial importante implica la hidrodimerización , a partir de acrilonitrilo : [5] [6]

2 CH 2 =CHCN + 2 e + 2 H + → NCCH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CN

Síntesis de adiponitrilo

El acoplamiento electrolítico del acrilonitrilo fue descubierto en la compañía Monsanto .

Aplicaciones

Casi todo el adiponitrilo se hidrogena a hexano-1,6-diamina para la producción de nailon: [7]

NC(CH 2 ) 4 CN + 4 H 2 → H 2 N(CH 2 ) 6 NH 2

Al igual que otros nitrilos, el adiponitrilo es susceptible a la hidrólisis; sin embargo, el ácido adípico resultante se prepara de manera menos costosa a través de otras vías.

Producción

En 2018, existían aproximadamente 1,5 millones de toneladas métricas de capacidad. [ cita requerida ] Los principales productores de adiponitrilo fueron: [8] [9]

BASF cerró la planta de ADN de 128 kt/a en Seal Sands en 2009. [10]

En 2015, la planta de Shandong Runxing New Material de 100 kt/a sufrió una explosión y no fue reabierta. [8] En 2022, Invista planea abrir una planta de 300-400 kt/a en Shanghái. [11]

Seguridad

La LD 50 (dosis letal media) de adiponitrilo es de 300 mg/kg por ingestión oral en ratas. [4]

En 1990, la ACGIH adoptó un valor límite umbral promedio ponderado en el tiempo de 2 ppm para la exposición de la piel relacionada con el trabajo. [12]

El límite de exposición cutánea recomendado por NIOSH para una concentración promedio ponderada en el tiempo relacionada con el trabajo es de 4 ppm (18 mg/m 3 ). [13]

El adiponitrilo está clasificado como una sustancia extremadamente peligrosa en los Estados Unidos según se define en la Sección 302 de la Ley de Planificación de Emergencias y Derecho a Saber de la Comunidad de los Estados Unidos (42 USC 11002), y está sujeto a estrictos requisitos de notificación por parte de las instalaciones que lo producen, almacenan o usan en cantidades significativas. [14]

Referencias

  1. ^ "adiponitrilo - Resumen del compuesto". PubChem Compound . EE. UU.: Centro Nacional de Información Biotecnológica. 26 de marzo de 2005. Identificación . Consultado el 15 de junio de 2012 .
  2. ^ abcd Guía de bolsillo del NIOSH sobre peligros químicos. "#0015". Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH).
  3. ^ "Copia archivada". Archivado desde el original el 2 de abril de 2015. Consultado el 26 de marzo de 2015 .{{cite web}}: CS1 maint: copia archivada como título ( enlace )
  4. ^ abcd MT Musser, "Ácido adípico" en Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim, 2005. doi :10.1002/14356007.a01_269
  5. ^ Cardoso, DS; Šljukić, B.; Santos, DM; Sequeira, CA (2017). "Electrosíntesis orgánica: de la práctica de laboratorio a las aplicaciones industriales". Organic Process Research & Development . 21 (9) (publicado el 17 de julio de 2017): 1213–1226. doi :10.1021/acs.oprd.7b00004.
  6. ^ Baizer, Manuel M. (1964). "Acoplamiento reductivo electrolítico". Revista de la Sociedad Electroquímica . 111 (2): 215. doi :10.1149/1.2426086.
  7. ^ Robert A. Smiley "Hexametilendiamina" en Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim, 2005. doi :10.1002/14356007.a12_629
  8. ^ ab Alexander, Tullo (7 de octubre de 2018). "La industria química se prepara para una escasez de nailon 6,6". cen.acs.org . 96 (40) . Consultado el 2 de marzo de 2021 .
  9. ^ "Ascend finaliza proyecto ADN de 175 millones de dólares en Alabama | CHEManager". www.chemanager-online.com . Consultado el 2 de marzo de 2021 .
  10. ^ Gale, Lindsay (1 de abril de 2009). "Fin de la línea para Seal Sands". KHL Group . Consultado el 28 de abril de 2023 .
  11. ^ "El proyecto ADN de INVISTA China recibe el permiso de construcción final". invista.com . Consultado el 2 de marzo de 2021 .
  12. ^ 2009 TLV y BEI, Conferencia Americana de Higienistas Industriales Gubernamentales , Signature Publications, página 11 de 254.
  13. ^ Guía de bolsillo de NIOSH Publicación de NIOSH 2005-149; septiembre de 2005
  14. ^ "40 CFR: Apéndice A de la Parte 355: La lista de sustancias extremadamente peligrosas y sus cantidades límite de planificación" (PDF) (edición del 1 de julio de 2008). Oficina de Imprenta del Gobierno . Archivado desde el original (PDF) el 25 de febrero de 2012. Consultado el 29 de octubre de 2011 . {{cite journal}}: Requiere citar revista |journal=( ayuda )

Enlaces externos