استونیتریل
استونیتریل (کد ۱۱۳۳۵۸)
استونیتریل (Acetonitrile) با فرمول شیمیایی CH₃CN یک ترکیب آلی است
که در صنعت شیمی و سایر زمینه‌های صنعتی کاربردهای فراوانی دارد. این ماده
به‌عنوان یک حلال آلی و پیش‌ساز برای تولید انواع مختلف ترکیبات شیمیایی شناخته
می‌شود. استونیتریل که به‌طور معمول به‌صورت مایع بی‌رنگ، با بوی تند و سمی موجود
است، در بسیاری از فرآیندهای شیمیایی و صنعتی از جمله در تولید داروها، پلاستیک‌ها،
و مواد شیمیایی دیگر استفاده می‌شود. در این مقاله، به بررسی ویژگی‌ها، کاربردها،
روش‌های تولید، و مسائل ایمنی مرتبط با استونیتریل پرداخته می‌شود.
ویژگی‌های شیمیایی و فیزیکی استونیتریل
استونیتریل یک ترکیب آلی است که شامل یک گروه سیانید (CN) و یک گروه متیل (CH₃)
است. این ترکیب به‌عنوان یک حلال قطبی غیرآبی شناخته می‌شود که به‌راحتی در
حلال‌های آلی دیگر مانند بنزن و الکل حل می‌شود. استونیتریل در دمای اتاق به‌صورت مایع
بی‌رنگ و با بویی تند و مشابه به استون است.
نقطه جوش این ترکیب حدود 81 درجه سانتی‌گراد و نقطه ذوب آن حدود -45 درجه سانتی‌گراد
است. چگالی استونیتریل تقریباً برابر 0.79 گرم بر سانتی‌متر مکعب است که از آب سبک‌تر
می‌باشد. این ماده در آب حل می‌شود و برای بسیاری از واکنش‌های شیمیایی به‌عنوان
حلال و واسطه استفاده می‌شود. استونیتریل همچنین یک ترکیب با نقطه اشتعال پایین
است و بخارات آن می‌توانند در حضور هوا و منابع احتراق خطرناک باشند.
تولید استونیتریل
این ترکیب به‌طور عمده از دو روش صنعتی تولید می‌شود:
واکنش سنتز از استون و آمونیاک:
یک روش رایج برای تولید استونیتریل استفاده از واکنش استون با آمونیاک است. در این
واکنش، استون و آمونیاک در شرایط خاص و دمای بالا واکنش داده و استونیتریل تولید می‌شود.
معادله کلی این واکنش به‌صورت زیر است:
CH3COCH3+NH3→CH3CN+2H2OCH₃COCH₃ + NH₃ → CH₃CN + 2H₂OCH3COCH3+NH3→CH3CN+2H2O
این فرآیند در صنعت شیمیایی برای تولید استونیتریل به‌طور گسترده‌ای استفاده می‌شود.
واکنش‌های جانشینی از هالیدهای آلکیل:
روش دیگری که برای تولید استونیتریل استفاده می‌شود، واکنش هالیدهای آلکیل (مانند
کلرواستین) با سیانید سدیم است. در این روش، سیانید سدیم به‌عنوان یک منبع گروه
سیانید عمل کرده و گروه کلر را از هالید آلکیل حذف می‌کند و استونیتریل تولید می‌شود.
کاربردهای استونیتریل
حلال شیمیایی:
استونیتریل به‌عنوان یک حلال قطبی غیرآبی در صنایع شیمیایی مختلف کاربردهای گسترده‌ای
دارد. به‌ویژه در واکنش‌های شیمیایی که نیاز به حلالی با خاصیت قطبی اما بدون آب دارند، از
این ترکیب استفاده می‌شود. این حلال در آزمایشگاه‌ها و صنعت برای استخراج مواد، تهیه
محلول‌های استاندارد و انجام واکنش‌های شیمیایی حساس به رطوبت به‌کار می‌رود.
در صنعت داروسازی:
این ترکیب در تولید و تجزیه و تحلیل داروها نیز کاربرد دارد. این ماده به‌عنوان حلال در تولید
برخی داروها، به‌ویژه داروهای بیهوشی و ضدسرطان، استفاده می‌شود. علاوه بر این، در
کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC)، استونیتریل یکی از حلال‌های معمول است
که برای جداسازی و تحلیل ترکیبات مختلف دارویی و شیمیایی استفاده می‌شود.
در صنعت پلاستیک و لاستیک:
این ترکیب در تولید پلیمرها و پلاستیک‌ها به‌عنوان یک واسطه شیمیایی مورد استفاده قرار
می‌گیرد. این ترکیب در سنتز مواد شیمیایی مورد نیاز برای تولید پلاستیک‌ها، لاتکس‌ها و
برخی دیگر از پلیمرهای صنعتی به‌کار می‌رود. همچنین در تولید استایرن-بوتادین رابر
(SBR) که یکی از انواع لاستیک‌های مصنوعی است، استونیتریل نقشی کلیدی دارد.
در صنایع الکترونیک:
در صنعت الکترونیک برای تمیزکاری و حذف آلاینده‌ها از سطح اجزای الکترونیکی مانند
مدارهای چاپی و قطعات دیگر از این ترکیب استفاده می‌شود. این ماده به‌عنوان یک حلال مؤثر
برای حذف چربی‌ها و آلاینده‌های دیگر که ممکن است در فرآیند تولید قطعات الکترونیکی
حضور داشته باشند، کاربرد دارد.
در تحلیل و آزمایش‌های شیمیایی:
استونیتریل به‌عنوان یک حلال رایج در آزمایشگاه‌ها برای انجام آزمایشات شیمیایی، مانند
کروماتوگرافی گازی (GC) و کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC) به‌کار می‌رود. در
این آزمایش‌ها، استونیتریل به‌عنوان حلال برای جداسازی و شناسایی ترکیبات مختلف استفاده
می‌شود. همچنین در صنایع کشاورزی و آلودگی‌سنجی برای تجزیه و تحلیل مواد شیمیایی
کاربرد دارد.
مسائل ایمنی و خطرات
خطرات بهداشتی:
استونیتریل به‌عنوان یک ترکیب سمی شناخته می‌شود. استنشاق بخارات استونیتریل
می‌تواند موجب تحریک دستگاه تنفسی، سرگیجه، تهوع و سردرد شود. تماس مستقیم
این ماده با پوست یا چشم‌ها نیز می‌تواند باعث تحریک و سوختگی شیمیایی شود.
به‌ویژه در غلظت‌های بالا، می‌تواند آسیب‌های جدی به بافت‌ها وارد کند. در
صورت بلعیدن این ترکیب، این ماده می‌تواند باعث آسیب به سیستم گوارشی و به‌ویژه به کبد
و کلیه‌ها شود.
خطرات زیست‌محیطی:
این ترکیب به‌عنوان یک ماده شیمیایی قابل تجزیه‌ناپذیر در محیط زیست شناخته می‌شود. در
صورت رها شدن در آب‌های سطحی، می‌تواند به‌سرعت در اکوسیستم‌ها منتشر شود و خطرات
جدی برای موجودات زنده ایجاد کند. از این‌رو، دفع صحیح و کنترل‌شده این ماده در هنگام استفاده
یا نشت آن از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.
اقدامات ایمنی:
در هنگام کار با این ترکیب، استفاده از تجهیزات ایمنی مانند دستکش‌های مقاوم، عینک‌های
محافظ، و لباس‌های ایمنی ضروری است. در محیط‌های صنعتی، باید از تهویه مناسب برای
جلوگیری از تجمع بخارات استونیتریل استفاده کرد. در صورت تماس با پوست یا چشم‌ها، باید
بلافاصله محل را با مقدار زیادی آب شستشو داد و در صورت بروز علائم مسمومیت، به فوریت
به مراکز پزشکی مراجعه کرد.
نتیجه‌گیری
استونیتریل یک ترکیب شیمیایی بسیار مفید است که در صنایع مختلف از جمله شیمی،
داروسازی، پلاستیک و الکترونیک کاربردهای فراوانی دارد. این ماده به‌عنوان یک حلال قطبی
غیرآبی و پیش‌ساز برای تولید ترکیبات شیمیایی مهم شناخته می‌شود. با این حال، به‌دلیل
سمیت بالا و خطرات زیست‌محیطی، استفاده از استونیتریل نیازمند رعایت دقیق نکات ایمنی
و احتیاط‌های لازم است. با اتخاذ روش‌های ایمنی مناسب و رعایت دستورالعمل‌های صحیح،
می‌توان از این ترکیب بهره‌برداری کرد و از خطرات احتمالی آن جلوگیری نمود.