Азобисизобутиронитрил (сокращенно AIBN) представляет собой органическое соединение формулы [(CH 3 ) 2 C(CN)] 2 N 2 . Этот белый порошок растворяется в спиртах и обычных органических растворителях, но не растворяется в воде. Его часто используют в качестве пенообразователя в пластмассах и резине , а также в качестве радикального инициатора .
В качестве азоинициатора радикалы, образующиеся в результате АИБН, имеют множество преимуществ [1] по сравнению с обычными органическими пероксидами . Например, они не содержат кислородсодержащих побочных продуктов и не имеют сильного желтого цвета. Кроме того, они не вызывают слишком сильной прививки и поэтому часто используются при изготовлении клеев, акриловых волокон, моющих средств и т. д.
В наиболее характерной реакции AIBN разлагается , удаляя молекулу газообразного азота с образованием двух 2-цианопроп-2-ильных радикалов:
Поскольку азобисизобутиронитрил легко выделяет свободные радикалы, его часто используют в качестве радикального инициатора . Это происходит при температуре выше 40 °C [2] , но в экспериментах чаще всего это делается при температуре от 66 °C до 72 °C. [3] Это разложение имеет Δ G ‡ 131 кДж/моль [3] и приводит к образованию двух 2-циано-2-пропильных (углеродных) радикалов и молекулы газообразного азота. Выделение газообразного азота ускоряет это разложение из-за увеличения энтропии . А 2-циано-2-пропильный радикал стабилизируется группой –CN.
Эти радикалы, образующиеся при разложении АИБН, могут инициировать свободнорадикальную полимеризацию и другие радикальные реакции. Например, смесь стирола и малеинового ангидрида в толуоле при нагревании вступит в реакцию, образуя сополимер при добавлении АИБН. Другим примером радикальной реакции, которую может инициировать АИБН, является антимарковниковское гидрогалогенирование алкенов. AIBN также использовался в качестве радикального инициатора бромирования Воля-Циглера . 2-циано-2-пропильный радикал, производный AIBN, отрывает водород от гидрида трибутилолова . [4] Полученный радикал трибутилолова можно использовать для удаления атома брома.
Радикалы, производные AIBN, отрывают водород от HBr с образованием радикала брома, который может присоединяться к алкенам . Этот тип гидрогалогенирования алкена протекает с антимарковниковской селективностью.
АИБН получают в два этапа из ацетонциангидрина . Реакция с гидразином дает замещенный диалкилгидразин. На втором этапе гидразин окисляется до азопроизводного: [5] [6]
Аналогично ведут себя родственные азосоединения , такие как 1,1'-азобис(циклогексанкарбонитрил) . Также доступны водорастворимые азоинициаторы. [7] [8]
AIBN безопаснее использовать, чем перекись бензоила (еще один радикальный инициатор ), поскольку риск взрыва гораздо меньше. Однако он по-прежнему считается взрывоопасным соединением, разлагающимся при температуре выше 65 °C. Рекомендуется использовать респиратор, пылезащитную маску, защитные перчатки и защитные очки. Пиролиз АИБН без ловушки образующихся 2-цианопропильных радикалов приводит к образованию тетраметилсукцинонитрила , который высокотоксичен.