Акрилонитрил

260 частей на миллион (кролик, 4 часа)
575 частей на миллион (морская свинка, 4 часа)
636 частей на миллион (крыса, 4 часа)
452 частей на миллион (человек, 1 час) ^[3]

NIOSH (пределы воздействия на здоровье в США):

PEL (Допустимо)

TWA 2 ppm C 10 ppm [15 минут] [кожа] ^[1]

REL (рекомендуется)

Ca TWA 1 ppm C 10 ppm [15 минут] [кожа] ^[1]

IDLH (Непосредственная опасность)

85 страниц в минуту ^[1]

Родственные соединения

Родственные нитрилы

ацетонитрил
пропионитрил

Родственные соединения

акриловая кислота,
акролеин

Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).

проверить ( что есть ?)^YN

Ссылки на инфобоксы

Акрилонитрил - это органическое соединение с формулой CH ₂ CHCN. Это бесцветная летучая жидкость, хотя коммерческие образцы могут быть желтыми из-за примесей. Имеет резкий запах чеснока или лука. ^[4] Что касается его молекулярной структуры , он состоит из винильной группы, связанной с нитрилом . Это важный мономер для производства полезных пластмасс, таких как полиакрилонитрил . Он реактивен и токсичен при низких дозах. ^[5] Акрилонитрил был впервые синтезирован французским химиком Шарлем Мурё.(1863–1929) в 1893 г. ^[6]

Возникновение [ править ]

Акрилонитрил не образуется в атмосфере Земли естественным образом. Однако на промышленных объектах это может произойти при уровнях до 0,11 ppm. Он сохраняется в воздухе до недели. Он разлагается при реакции с кислородом и гидроксильным радикалом с образованием формилцианида и формальдегида . ^[7] Акрилонитрил вреден для водных организмов . ^[8]

Акрилонитрил был обнаружен в атмосфере Титана , спутника Сатурна . ^[9]^[10]^[11] Компьютерное моделирование предполагает, что на Титане существуют такие условия, при которых соединение может образовывать структуры, подобные клеточным мембранам и пузырькам на Земле. ^[9]^[10]

Производство [ править ]

Акрилонитрил получают путем каталитического окислительного аммонолиза из пропилена , также известный как SOHIO процесса. В 2002 году мировая производственная мощность оценивалась в 5 миллионов тонн в год. ^[5]^[12] Ацетонитрил и цианистый водород являются важными побочными продуктами, которые рекуперируются для продажи. ^[5] По сути, нехватка ацетонитрила в 2008–2009 годах была вызвана снижением спроса на акрилонитрил. ^[13]

2CH ₃ -CH = CH ₂ + 2 NH 3 + 3 O 2 → 2 CH ₂ = CH – C≡N + 6 H 2 O

В процессе SOHIO пропилен , аммиак и воздух (окислитель) пропускаются через реактор с псевдоожиженным слоем, содержащий катализатор при 400–510 ° C и 50–200 кПа _изб . Реагенты проходят через реактор только один раз перед их гашением в водной серной кислоте. Избыток пропилена, монооксида углерода, диоксида углерода и диазота, которые не растворяются, выбрасываются непосредственно в атмосферу или сжигаются. Водный раствор состоит из акрилонитрила, ацетонитрила, синильной кислоты и сульфата аммония (из-за избытка аммиака). Колонна восстановления удаляет большую часть воды, а акрилонитрил и ацетонитрил разделяют перегонкой. Исторически одним из первых успешных катализаторов былафосфоромолибдат висмута (Bi ₉ ОУП ₁₂ O ₅₂ ) поддерживается на двуокиси кремния в качестве гетерогенного катализатора. ^[14] С тех пор были внесены дальнейшие улучшения. ^[5]

Новые промышленные маршруты [ править ]

Разрабатываются различные маршруты зеленой химии для синтеза акрилонитрила из возобновляемого сырья, такого как лигноцеллюлозная биомасса , глицерин (из производства биодизеля ) или глутаминовая кислота (которая сама может быть произведена из возобновляемого сырья). Лигноцеллюлозный путь включает ферментацию биомассы до пропионовой кислоты и 3-гидроксипропионовой кислоты, которые затем превращаются в акрилонитрил путем дегидратации и аммоксидирования . ^[15] Путь глицерина начинается с пиролиза до акролеина , который подвергается аммоксидному окислению с образованием акрилонитрила.^[16] Путь глутаминовой кислоты включает окислительное декарбоксилирование до 3-цианопропановой кислоты с последующим декарбонилированием-элиминированием до акрилонитрила. ^[17] Из них глицериновый путь в целом считается наиболее жизнеспособным, хотя существующие методы все еще не могут конкурировать с процессом SOHIO с точки зрения стоимости. ^[15]^[16]

Использует [ редактировать ]

Акрилонитрил используется в основном в качестве мономера для получения полиакрилонитрила , гомополимера или нескольких важных сополимеров , таких как стирол-акрилонитрил (SAN), акрилонитрилбутадиенстирол (ABS), акрилонитрил-стиролакрилат (ASA) и других синтетических каучуков, таких как бутадиенакрилонитрилы. (NBR). Гидродимеризация акрилонитрила дает адипонитрил , используемый в синтезе некоторых нейлонов :

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

Небольшие количества также используются в качестве фумиганта . Акрилонитрил и производные, такие как 2-хлоракрилонитрил, являются диенофилами в реакциях Дильса – Альдера . Акрилонитрил также является предшественником при промышленном производстве акриламида и акриловой кислоты . ^[5]

Воздействие на здоровье [ править ]

Акрилонитрил легко воспламеняется и токсичен в малых дозах. Он подвергается взрывной полимеризации . Горящий материал выделяет пары цианистого водорода и оксидов азота . Он классифицируется как канцероген класса 2B (возможно, канцерогенный) Международным агентством по исследованию рака (IARC) ^[18], и у рабочих, подвергающихся воздействию высоких уровней переносимого по воздуху акрилонитрила, чаще диагностируется рак легких, чем у остального населения. ^[19] Акрилонитрил увеличивает риск рака в тестах с высокими дозами у самцов и самок крыс и мышей ^[20]и вызывает апоптоз в мезенхимальных стволовых клетках пуповины человека . ^[21]

Он быстро испаряется при комнатной температуре (20 ° C) до опасной концентрации; раздражение кожи, раздражение дыхательных путей и раздражение глаз - непосредственные последствия такого воздействия. ^[8] Пути воздействия на людей включают выбросы , выхлопные газы автомобилей и сигаретный дым, которые могут подвергнуть человека непосредственному воздействию при вдыхании или курении. Пути воздействия включают вдыхание, пероральное введение и, в определенной степени, попадание через кожу (проверено на добровольцах и в исследованиях на крысах). ^[22] Повторное воздействие вызывает сенсибилизацию кожи и может вызвать повреждение центральной нервной системы и печени . ^[8]

Есть два основных процесса выведения акрилонитрила. Первичный метод - выведение с мочой, когда акрилонитрил метаболизируется путем прямого конъюгирования с глутатионом . Другой метод - это когда акрилонитрил ферментативно превращается в 2-цианоэтиленоксид, который производит конечные цианидные продукты, которые в конечном итоге образуют тиоцианат , который выводится с мочой. ^[22] Таким образом, воздействие может быть обнаружено с помощью анализов крови и мочи. ^[18]

Ссылки [ править ]

^ a b c d e f g h Карманный справочник NIOSH по химической опасности. «# 0014» . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
^ "Acrylonitrile_msds" .
^ a b «Акрилонитрил» . Немедленно опасные для жизни и здоровья концентрации (IDLH) . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
^ «Рекомендации по медицинскому менеджменту для акрилонитрила» . Агентство регистрации токсичных веществ и заболеваний . Проверено 10 июня 2020 .
^ a b c d e Браздил, Джеймс Ф. «Акрилонитрил». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. DOI : 10.1002 / 14356007.a01_177.pub3 .
^
- Мореу, К. (1893). "Contribution à l'étude de l'acide acrylique et de ses dérivés" [Вклад в изучение акриловой кислоты и ее производных]. Анналы химии и тела . 7-е. 2 : 145–212. См. Особенно стр. 187–189 («Нитрилакрилик или цианур де винил (пропеннитрил)»).
- Мореу, К. (1893). «Нитрилакрилик, цианур де винил (пропеннитрил)» [акриловый нитрил, винилцианид (пропеннитрил)]. Бюллетень Сосьете Шимик де Франс . 3-й. 9 : 424–427.
↑ Грожан, Дэниел (декабрь 1990). «Атмосферная химия токсичных примесей. 3. Ненасыщенные алифатические соединения: акролеин, акрилонитрил, малеиновый ангидрид». Журнал Ассоциации управления воздухом и отходами . 40 (12): 1664–1669. DOI : 10.1080 / 10473289.1990.10466814 .
^ a b c «CDC - Акрилонитрил - Международные карты химической безопасности» . www.cdc.gov . NIOSH . Проверено 31 июля 2015 .
^ a b Уолл, Майк (28 июля 2017 г.). «Сатурн, Луна, Титан, имеет молекулы, которые могут помочь в создании клеточных мембран» . Space.com . Проверено 29 июля 2017 года .
^ a b Палмер, Морин Й .; и другие. (28 июля 2017 г.). «Обнаружение ALMA и астробиологический потенциал винилцианида на Титане» . Успехи науки . 3 (7): e1700022. Bibcode : 2017SciA .... 3E0022P . DOI : 10.1126 / sciadv.1700022 . PMC 5533535 . PMID 28782019 .
↑ Каплан, Сара (8 августа 2017 г.). «У этого странного спутника Сатурна есть некоторые важные ингредиенты для жизни» . Вашингтон Пост . Проверено 8 августа 2017 года .
^ "Процесс Sohio Acrylonitrile" . Национальные исторические химические достопримечательности Американского химического общества. Архивировано из оригинала на 2013-02-23 . Проверено 13 мая 2013 .
^ Tullo, A. (2008). «Высыхает растворитель». Новости химии и техники . 86 (47): 27. DOI : 10.1021 / Сеп-v086n047.p027 .
^ Грасселли, Роберт К. (2014). «Изоляция сайта и фазовое сотрудничество: две важные концепции в катализе селективного окисления: ретроспектива». Катализ сегодня . 238 : 10–27. DOI : 10.1016 / j.cattod.2014.05.036 .
^ а б Грасселли, Роберт К .; Трифиро, Ферруччо (2016). «Акрилонитрил из биомассы: все еще далеко от устойчивого процесса». Темы катализа . 59 (17–18): 1651–1658. DOI : 10.1007 / s11244-016-0679-7 . ISSN 1022-5528 . S2CID 99550463 .
^ a b Герреро-Перес, М. Ольга; Баньярес, Мигель А. (2015). «Метрики акрилонитрила: от биомассы против нефтехимического пути». Катализ сегодня . 239 : 25–30. DOI : 10.1016 / j.cattod.2013.12.046 . ISSN 0920-5861 .
↑ Le Nôtre, Jérôme; Скотт, Элинор Л .; Франссен, Морис CR; Сандерс, Йохан PM (2011). «Биологический синтез акрилонитрила из глутаминовой кислоты». Зеленая химия . 13 (4): 807. DOI : 10.1039 / c0gc00805b . ISSN 1463-9262 .
^ a b «Переоценка некоторых органических химикатов, гидразина и перекиси водорода» . Монографии МАИР, том 71 (1999)
^ Информационный бюллетень по акрилонитрилу (№ CAS 107-13-1) . epa.gov
^ «Акрилонитрил: база данных канцерогенной активности» .
↑ Sun, X. (январь 2014 г.). «Цитотоксические эффекты акрилонитрила на мезенхимальные стволовые клетки пуповины человека in vitro» . Отчеты по молекулярной медицине . 9 (1): 97–102. DOI : 10.3892 / mmr.2013.1802 . PMID 24248151 .
^ a b Информационный бюллетень по акрилонитрилу: подтверждающий документ (CAS № 107-13-1) . epa.gov

Внешние ссылки [ править ]

Национальный кадастр загрязнителей - акрилонитрил
Сравнение возможных опасностей рака от воздействия на человека канцерогенов грызунов
Акрилонитрил - Интегрированная система информации о рисках , Агентство по охране окружающей среды США
CDC - Карманный справочник NIOSH по химической опасности - Акрилонитрил
Таблица OSHA Z-1 для загрязнителей воздуха

[NIOSH-1] Карманный справочник NIOSH по химической опасности. «# 0014» . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).

[chemsrc-2] "Acrylonitrile_msds" .

[IDLH-3] «Акрилонитрил» . Немедленно опасные для жизни и здоровья концентрации (IDLH) . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).

[4] «Рекомендации по медицинскому менеджменту для акрилонитрила» . Агентство регистрации токсичных веществ и заболеваний . Проверено 10 июня 2020 .

[ullmann-5] Браздил, Джеймс Ф. «Акрилонитрил». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. DOI : 10.1002 / 14356007.a01_177.pub3 .

[6] 
Мореу, К. (1893). "Contribution à l'étude de l'acide acrylique et de ses dérivés" [Вклад в изучение акриловой кислоты и ее производных]. Анналы химии и тела . 7-е. 2 : 145–212. См. Особенно стр. 187–189 («Нитрилакрилик или цианур де винил (пропеннитрил)»).
Мореу, К. (1893). «Нитрилакрилик, цианур де винил (пропеннитрил)» [акриловый нитрил, винилцианид (пропеннитрил)]. Бюллетень Сосьете Шимик де Франс . 3-й. 9 : 424–427.

[7] Мореу, К. (1893). "Contribution à l'étude de l'acide acrylique et de ses dérivés" [Вклад в изучение акриловой кислоты и ее производных]. Анналы химии и тела . 7-е. 2 : 145–212. См. Особенно стр. 187–189 («Нитрилакрилик или цианур де винил (пропеннитрил)»).

[8] Мореу, К. (1893). «Нитрилакрилик, цианур де винил (пропеннитрил)» [акриловый нитрил, винилцианид (пропеннитрил)]. Бюллетень Сосьете Шимик де Франс . 3-й. 9 : 424–427.

[7] Грожан, Дэниел (декабрь 1990). «Атмосферная химия токсичных примесей. 3. Ненасыщенные алифатические соединения: акролеин, акрилонитрил, малеиновый ангидрид». Журнал Ассоциации управления воздухом и отходами . 40 (12): 1664–1669. DOI : 10.1080 / 10473289.1990.10466814 .

[:0-8] «CDC - Акрилонитрил - Международные карты химической безопасности» . www.cdc.gov . NIOSH . Проверено 31 июля 2015 .

[SP-20170728-9] Уолл, Майк (28 июля 2017 г.). «Сатурн, Луна, Титан, имеет молекулы, которые могут помочь в создании клеточных мембран» . Space.com . Проверено 29 июля 2017 года .

[SA-20170728-10] Палмер, Морин Й .; и другие. (28 июля 2017 г.). «Обнаружение ALMA и астробиологический потенциал винилцианида на Титане» . Успехи науки . 3 (7): e1700022. Bibcode : 2017SciA .... 3E0022P . DOI : 10.1126 / sciadv.1700022 . PMC 5533535 . PMID 28782019 .

[WP-20170808-11] Каплан, Сара (8 августа 2017 г.). «У этого странного спутника Сатурна есть некоторые важные ингредиенты для жизни» . Вашингтон Пост . Проверено 8 августа 2017 года .

[12] "Процесс Sohio Acrylonitrile" . Национальные исторические химические достопримечательности Американского химического общества. Архивировано из оригинала на 2013-02-23 . Проверено 13 мая 2013 .

[13] Tullo, A. (2008). «Высыхает растворитель». Новости химии и техники . 86 (47): 27. DOI : 10.1021 / Сеп-v086n047.p027 .

[14] Грасселли, Роберт К. (2014). «Изоляция сайта и фазовое сотрудничество: две важные концепции в катализе селективного окисления: ретроспектива». Катализ сегодня . 238 : 10–27. DOI : 10.1016 / j.cattod.2014.05.036 .

[GrasselliTrifirò2016-15] а б Грасселли, Роберт К .; Трифиро, Ферруччо (2016). «Акрилонитрил из биомассы: все еще далеко от устойчивого процесса». Темы катализа . 59 (17–18): 1651–1658. DOI : 10.1007 / s11244-016-0679-7 . ISSN 1022-5528 . S2CID 99550463 .

[Guerrero-PérezBañares2015-16] Герреро-Перес, М. Ольга; Баньярес, Мигель А. (2015). «Метрики акрилонитрила: от биомассы против нефтехимического пути». Катализ сегодня . 239 : 25–30. DOI : 10.1016 / j.cattod.2013.12.046 . ISSN 0920-5861 .

[Le_NôtreScott2011-17] Le Nôtre, Jérôme; Скотт, Элинор Л .; Франссен, Морис CR; Сандерс, Йохан PM (2011). «Биологический синтез акрилонитрила из глутаминовой кислоты». Зеленая химия . 13 (4): 807. DOI : 10.1039 / c0gc00805b . ISSN 1463-9262 .

[:1-18] «Переоценка некоторых органических химикатов, гидразина и перекиси водорода» . Монографии МАИР, том 71 (1999)

[19] Информационный бюллетень по акрилонитрилу (№ CAS 107-13-1) . epa.gov

[20] «Акрилонитрил: база данных канцерогенной активности» .

[pmid_=_24248151-21] Sun, X. (январь 2014 г.). «Цитотоксические эффекты акрилонитрила на мезенхимальные стволовые клетки пуповины человека in vitro» . Отчеты по молекулярной медицине . 9 (1): 97–102. DOI : 10.3892 / mmr.2013.1802 . PMID 24248151 .

[EPAfacts-22] Информационный бюллетень по акрилонитрилу: подтверждающий документ (CAS № 107-13-1) . epa.gov

[1]