Προπανονιτρίλιο

Προπανονιτρίλιο
Γενικά
Όνομα IUPAC	Προπανονιτρίλιο
Άλλες ονομασίες	Αιθυλοκυανίδιο Κυαναιθάνιο 1-αζαβουτίνιο-1
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος	C3H5N
Μοριακή μάζα	55,08 amu
Σύντομος συντακτικός τύπος	CH3CH2CN
Συντομογραφίες	EtCN
Αριθμός CAS	107-12-0
SMILES	N#CCC
PubChem CID	7854
Ισομέρεια
Ισομερή θέσης	21
Φυσικές ιδιότητες
Σημείο τήξης	-91,8 °C
Σημείο βρασμού	97,2 °C
Πυκνότητα	791,8 kg/m3
Χημικές ιδιότητες
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος (25°C, 100 kPa).

Το προπανονιτρίλιο ή αιθυλοκυανίδιο ή κυαναιθάνιο ή 1-αζαβουτίνιο-1 είναι ένα νιτρίλιο, με σύντομο συντακτικό τύπο CH₃CH₂CN. Είναι ένα άχρωμο υγρό με αιθέρια, γλυκιά οσμή. Με βάση τον χημικό τύπο, C₃H₅N, έχει τα ακόλουθα εικοσιένα (21) ισομερές θέσης (όχι όλα σταθερά):

1. Προπιν-1-αμίνη με σύντομο συντακτικό τύπο CH₃C ≡ CNH₂.
2. Προπιν-2-αμίνη με σύντομο συντακτικό τύπο HC ≡ CCH₂NH₂.
3. N-μεθυλαιθιναμίνη με σύντομο συντακτικό τύπο HC ≡ CNHCH₃.
4. Προπαδιεναμίνη με σύντομο συντακτικό τύπο CH₂=C=CHNH₂.
5. Προπεν-1-ιμίνη με σύντομο συντακτικό τύπο CH₃C=C=NH.
6. Προπεν-2-ιμίνη1 με σύντομο συντακτικό τύπο CH₂=CHCH=NH (σε δύο (2) γεωμετρικά ισομερή).
7. N-μεθυλαιθενιμίνη με σύντομο συντακτικό τύπο CH₂=C=NCH₃.
8. Ν-βινυλομεθανιμίνη με σύντομο συντακτικό τύπο CH₂=CHN=CH₂.
9. Προπανισονιτρίλιο με σύντομο συντακτικό τύπο CH₃CH₂N=C.
10. Κυκλοπροπεν-1-αμίνη.
11. Κυκλοπροπεν-2-αμίνη.
12. Κυκλοπροπανιμίνη
13. 1,1,3-επαζωπροπάνιο ή αζετίνη-1.
14. 1,3-επαζωπροπένιο ή αζετίνη-2.
15. 1,2,2-επαζωπροπάνιο ή 2-μεθυλαζιρίνη-1.
16. 1,1,2-επαζωπροπάνιο ή 3-μεθυλαζιρίνη-1.
17. 1,2-επαζω-N-μεθυλαιθένιο ή N-μεθυλαζιρίνη-2.
18. 1,2-επαζωπροπένιο-1 ή 2-μεθυλαζιρίνη-2.
19. 1,2-επαζωπροπένιο-2 ή 2-μεθυλεναζιριδίνη.
20. 1,2-επαζωκυκλοπροπάνιο.
21. 1,2,3-επαζωπροπάνιο.

Δομή

Δεσμοί
Δεσμός	τύπος δεσμού	ηλεκτρονική δομή	Μήκος δεσμού	Ιονισμός
C-H	σ	2sp3-1s	109 pm	3% C- H+
C ≡ Ν	σ	2sp-2sp	118 pm	6% C+ N-
	π	2py-2py
	π	2pz-2pz
C#1-C#2	σ	2sp3-2sp	147 pm
C#2-C#3	σ	2sp3-2sp3	154 pm
Στατιστικό ηλεκτρικό φορτίο
N	-0,18
C#3	-0,09
C#2	-0,06
Η (H-C)	+0,03
C#1	+0,18

Παραγωγή

Με κυάνωση αιθυλαλογονιδίου

Με επίδραση κυανιούχου καλίου σε αιθυλαλογονίδιο (CH₃CH₂X), παράγεται προπανονιτρίλιο:

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}X+KCN{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}CN+KX}$

• Σύμφωνα με μια παραλλαγή της παραπάνω η επίδραση κυανιούχου καλίου γίνεται σε όξινο θειικό αιθυλεστέρα (CH₃CH₂OSO₃H):

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}OSO_{3}H+KCN{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}CN+KHSO_{4}}$

Με αφυδάτωση προπαναμιδίου

Με επίδραση αφυδατικών μέσων, όπως πεντοξείδιο του φωσφόρου (P₂O₅) ή πενταχλωριούχο φωσφόρο (PCl₅) ή θειονυλοχλωρίδιο (SOCl₂), σε προπαναμίδιο παράγεται προπανονιτρίλιο:

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CONH_{2}{\xrightarrow {P_{2}O_{5}\;{\acute {\eta }}\;PCl_{5}\;{\acute {\eta }}\;SOCl_{2}}}CH_{3}CH_{2}CN+H_{2}O}$

Με αφυδάτωση προπανυδροξυλιμίνης-1

Με επίδραση αφυδατικών μέσων, όπως πεντοξείδιο του φωσφόρου (P₂O₅) ή αιθανικού ανυδρίτη [(CH₃CO)₂O] σε προπανυδροξυλιμίνη-1 (CH₃CH₂CH=NOH), παράγεται προπανονιτρίλιο:

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CH=NOH{\xrightarrow {P_{2}O_{5}\;{\acute {\eta }}\;(CH_{3}CO)_{2}O}}CH_{3}CH_{2}CN+H_{2}O}$

Με επίδραση αιθυλομαγνησιαλογονιδίου σε χλωροκυάνιο

Με επίδραση αιθυλομαγνησιαλογονίδιου σε χλωροκυάνιο (ClCN) παράγεται προπανονιτρίλιο:

$\mathrm {NaCN+Cl_{2}{\xrightarrow {}}NaCl+ClCN}$
$\mathrm {CH_{3}CH_{2}X+Mg{\xrightarrow {|Et_{2}O|}}CH_{3}CH_{2}MgX{\xrightarrow {+ClCN}}CH_{3}CH_{2}CN+MgXCl\downarrow }$

Υδροκυάνωση αιθενίου

Με προσθήκη υδροκυανίου (HCN υδροκυάνωση) σε αιθένιο παράγεται προπανονιτρίλιο:

$\mathrm {CH_{2}=CH_{2}+HCN{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}CN}$

Καταλυτικη υδρογόνωση προπενονιτριλίου

Με μερική καταλυτική υδρογόνωση προπενονιτρίλιου παράγεται προπανονιτρίλιο:

$\mathrm {CH_{2}=CHCN+H_{2}{\xrightarrow {Ni}}CH_{3}CH_{2}CN}$

• Το προπενονιτρίλιο παράγεται βιομηχανικά με καταλυτική αμινοξείδωση προπενίου:

$\mathrm {2CH_{3}CH=CH_{2}+2NH_{3}+3O_{2}{\xrightarrow {}}2CH_{2}=CHCN+6H_{2}O}$

Χημικές ιδιότητες και παράγωγα

Υδρόλυση

1. Με μερική υδρόλυση προπανονιτριλίου, παράγεται προπαναμίδιο:

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CN+H_{2}O{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}CONH_{2}}$

2. Με πλήρη υδρόλυση προπανονιτριλίου, παράγεται προπανικό οξύ:

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CN+2H_{2}O{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}COOH+NH_{3}}$

Υδροχλωρίωση

Με επίδραση υδροχλωρίου (HCl) παράγεται χλωριούχο 1-χλωροπροπανιμμώνιο-1:

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CN+2HCl{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}C(Cl)=NH_{2}Cl}$

Αμμωνίωση

Με επίδραση αμμωνίας παράγεται 1-ιμινοπροπαναμίνη-1:

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CN+NH_{3}{\xrightarrow {}}CH_{3}CH_{2}C(=NH)NH_{2}}$

Παραγωγή αιθυλοκετόνης

Με επίδραση οργανομαγνησιακής ένωσης (RMgX) και έπειτα υδρόλυση, παράγεται αιθυλοκετόνη

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CN+RMgX{\xrightarrow {}}RC(CH_{2}CH_{3})=NMgX{\xrightarrow {+2H_{2}O}}RCOCH_{2}CH_{3}+Mg(OH)X\downarrow +NH_{3}}$

Υδρογόνωση

1. Με καταλυτική υδρογόνωση παράγεται προπαναμίνη-1:

$\mathrm {CH_{3}CH_{2}CN+2H_{2}{\xrightarrow {Ni}}CH_{3}CH_{2}CH_{2}NH_{2}}$

2. Με επίδραση λιθιοαργιλιοϋδρίδιου παράγεται προπαναμίνη-1:

$\mathrm {2CH_{3}CH_{2}CN+LiAlH_{4}+2H_{2}O{\xrightarrow {Ni}}2CH_{3}CH_{2}CH_{2}NH_{2}+LiAlO_{2}}$

Παραγωγή ενώσεων συναρμογής

Παράγει εύκολα διάφορες ενώσεις συναρμογής. Π.χ. με επίδραση χλωριούχου παλλάδιου παράγεται δι(αιθυλοκυανο)διχλωροπαλλάδιο:

$\mathrm {PdCl_{2}+2CH_{3}CH_{2}CN{\xrightarrow {}}[PdCl_{2}(CH_{3}CH_{2}CN)_{2}]}$

Τοξικότητα

Το προπανονιτρίλιο είναι δηλητηριώδες όταν θερμαίνεται μέχρι διάσπασης ή όταν επιδρά πάνω του οξύ, γιατί παράγεται υδροκυάνιο. Το ίδιο το προπανονιτρίλιο έχει αποδειχθεί ότι είναι τερατογόνο, γιατί κατά το μεταβολισμό του παράγονται διάφορα κυανιούχα προϊόντα.

Πηγές

• Γ. Βάρβογλη, Ν. Αλεξάνδρου: Οργανική Χημεία, Αθήνα 1972
• Α. Βάρβογλη, Χημεία Οργανικών Ενώσεων, παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991
• SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999
• Ν.Α. Πετάση: Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας, 1982
• Δημήτριου Ν. Νικολαΐδη: Ειδικά μαθήματα Οργανικής Χημείας, Θεσσαλονίκη 1983.