2-metylglutaronitril
|
|
| Namn | |
|---|---|
|
Föredraget IUPAC-namn
2-metylpentandinitril |
|
| Andra namn 1,3-Dicyanobutan, a-metylvalerodinitril
|
|
| Identifierare | |
|
3D-modell ( JSmol )
|
|
| ChemSpider | |
| ECHA InfoCard | 100.022.658 |
| EG-nummer |
|
| Maska | C480967 |
|
PubChem CID
|
|
| UNII | |
|
CompTox Dashboard ( EPA )
|
|
|
|
|
|
| Egenskaper | |
| C6H8N2 _ _ _ _ _ | |
| Molar massa | 108,144 g-mol -1 |
| Utseende | färglös vätska |
| Densitet | 0,9548 g/cm 3 |
| Smältpunkt | −45 °C (−49 °F; 228 K) |
| Kokpunkt | 263 °C (505 °F; 536 K) |
|
Om inte annat anges ges data för material i standardtillstånd (vid 25 °C [77 °F], 100 kPa).
|
|
2-Methylglutaronitril är den organiska föreningen med formeln NCCH 2 CH 2 CH(CH 3 )CN. Denna dinitril erhålls i storskalig syntes av adiponitril . Det är en färglös vätska med en obehaglig lukt. Det är utgångsföreningen för vitaminet nikotinamid och för diestern dimetyl-2-metylglutarat och esteramiden metyl 5-(dimetylamino)-2-metyl-5-oxopentanoat, som främjas som gröna lösningsmedel . 2-Methylglutaronitril är kiralt men påträffas huvudsakligen som racemat.
Förekomst och produktion
2-Methylglutaronitrile är en biprodukt från produktionen av adiponitril , prekursorn till hexametylendiamin och adipinsyra som byggstenar för nylon 66 .
0 Med utgångspunkt från 1,3-butadien eller en butadienrik C4-sektion (> 40 volymprocent) från en naftaångkrackare i det första steget erhålls en blandning av pentenenitriler genom hydrocyanering (med användning av Ni-fosfin [ PR 3 ] som katalysator som katalysator fosfit eller fosfonit [P(OR) 2R ]). Blandningen innehåller huvudsakligen trans-3-pentennitril förutom isomererna 2 -metyl-2-butennitril, 4-pentennitril och 2-pentennitril.
Blandningen av monoolefiniska C5-mononitriler isomeriseras till 3- och 4-pentennitril med en hydrocyaneringskatalysator och en Lewis-syra (såsom ZnCl2 ) . I det tredje steget bringas blandningen att reagera med vätecyanid för att ge en blandning av dinitriler som förutom 2-metylglutaronitril även innehåller adiponitril och 2-etylbutandinitril.
2-Metylglutaronitril kan separeras genom fraktionerad destillation.
Den 2-metylglutaronitrilrika fraktionen har hittills förbränts som en oönskad biprodukt av adiponitrilproduktion, med den typiska sammansättningen av cirka 86 viktprocent 2-metylglutaronitril, 11 viktprocent 2-succinonitril och 3 viktprocent adiponitril.
Ansökningar
2-metylglutaronitril kan omvandlas till 3-metylpyridin (β-pikolin) genom partiell hydrering .
Förutom 3-metylpyridin erhålls 3-metylpiperidin som en biprodukt från vilken ytterligare 3-metylpyridin kan erhållas genom dehydrering .
Ammonoxidation av 3-metylpyridin på övergångsmetallkontakter ger 3-cyanopyridin (nikotinonitril) i utbyte av 95 %.
Hydrogenering av en lösning av 2-metylglutaronitril i etanol i närvaro av Raney-kobolt vid 15 bar och 100 °C ger 2-metylpentan-1,5-diamin .
2-Metylpentandiamin kan omvandlas till 3-metylpiperidin vid 300 till 400 °C på en zeolitkontakt och sedan dehydreras på en palladiumkontakt till 3-metylpyridin, som kan omvandlas via nikotinonitril till nikotinamid.
Den racemiska diaminen kan också användas för framställning av specifika polyamider och efter reaktion med fosgen för att bilda 2-metylpentandiisocyanat som en reaktionskomponent i polyuretaner . Nitrilaser hydrolyserar regioselektivt ω-nitrilgruppen i a, ω-dinitriler utan detekterbar amidmellanprodukt direkt till karboxylgruppen. 4-cyanopentansyra bildas i högt utbyte.
Ammoniumsaltet av 4-cyanopentansyra kan omvandlas genom katalytisk hydrering i närvaro av metylamin i 1,5-dimetyl-2-piperidon , ett miljövänligt lösningsmedel.
Hydrolysen av båda nitrilgrupperna av 2-metylglutaronitril med t.ex. 20% natriumhydroxidlösning vid 50 °C och efterföljande surgöring ger 2-metylglutarsyra.
Med utgångspunkt från 2-metylglutaronitril kan hydrolysen till 2-metylglutarsyra även åstadkommas via 2-metylglutarimiden som erhålls genom att värma en 2-metylglutaronitril/vattenblandning till 275 °C i närvaro av en titandioxidkatalysator i utbyten av 94 % .
Hydrolys i det alkaliska ger 2-metylglutarsyra.
Reaktionen av 2-metylglutarimid med t.ex. metanol ( metanolys ) ger diestern dimetyl-2-metylglutarat i närvaro av titandioxid eller lantanoxid. Det kommersialiserades som ett miljövänligt aprotiskt dipolärt lösningsmedel under namnet Rhodiasolv IRIS med den typiska sammansättningen 87-89% dimetyl-2-metylglutarat, 9-11% dimetyl-2-etylbutandioat och 1-2% dimetylhexandioat som ersättning för aceton, diklormetan, N-metylpyrrolidon och liknande.
Esterblandningen är mycket lik så kallade dibasiska estrar, som finns kommersiellt tillgängliga som FlexiSolv DBE-estrar.
Diestern kan selektivt omvandlas till en blandning av 1- eller 5-substituerade metylesteramider med dimetylamin i metanol/natriummetoxid, som används under namnet Rhodiasolv Polarclean som formuleringshjälpmedel för växtskyddspreparat. De resulterande esteramiderna är lätt biologiskt nedbrytbara och bra lösningsmedel för en mängd olika växtskyddsmedel (som insekticider eller fungicider), även jämfört med den ofta använda N-metylpyrrolidon, cyklohexanon eller isoforon.
Andra esteramider är härledda, t.ex. från 2-metylglutaronitril som efter alkalisk hydrolys omvandlas till 2-metylglutarsyra, cykliseras med ättiksyraanhydrid för att ge 2-metylglutarsyraanhydrid, reageras med dimetylamin för att bilda monoamiden, reageras till en syraklorid med tionyl klorid och bildas till en ester med mer hydrofoba alkoholer (som butanoler eller cyklohexanol ).