stringtranslate.com

Азобиизобутиронитрил

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.

Механизм разложения

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.

Химические реакции

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.

Продукция и аналоги

АИБН получают в два этапа из ацетонциангидрина . Реакция с гидразином дает замещенный диалкилгидразин. На втором этапе гидразин окисляется до азопроизводного: [5] [6]

2 (CH 3 ) 2 C(CN)OH + N 2 H 4 → [(CH 3 ) 2 C(CN)] 2 N 2 H 2 + 2 H 2 O
[(CH 3 ) 2 C(CN)] 2 N 2 H 2 + Cl 2 → [(CH 3 ) 2 C(CN)] 2 N 2 + 2 HCl

Аналогично ведут себя родственные азосоединения , такие как 1,1'-азобис(циклогексанкарбонитрил) . Также доступны водорастворимые азоинициаторы. [7] [8]

Безопасность

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.

Рекомендации

  1. ^ Инициатор AIBN и другие азо-инициаторы. (без даты). Получено с https://polymerchemistry.nouryon.com/products-applications/acrylic-polymer-initiators/aibn/.
  2. ^ 2,2'-Азобис (2-метилпропионитрил) 441090. (nd). Получено с https://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/441090?lang=en®ion=US.
  3. ^ ab Клейден Дж., Гривз Н. и Уоррен С. (2017). Органическая химия. МТМ.
  4. ^ Гизе, Бернд; Грёнингер, Кей С. (1990). «1,3,4,6-ТЕТРА-О-АЦЕТИЛ-2-ДЕОКСИ-АД-ГЛЮКОПИРАНОЗА». Органические синтезы . 69:66 . дои :10.15227/orgsyn.069.0066.
  5. ^ Ширманн, Жан-Пьер; Бурдодук, Поль. «Гидразин». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a13_177. ISBN 978-3527306732.
  6. ^ Овербергер, К.Г., О'Шонесси, М.Т., Шалит, Х. (1949). Получение некоторых алифатических азонитрилов и их разложение в растворе. Журнал Американского химического общества, 71(8), 2661-2666. дои: 10.1021/ja01176a018
  7. ^ "Марки продукции Vazo" . www2.dupont.com . Архивировано из оригинала 26 марта 2009 г. Проверено 15 декабря 2007 г.
  8. ^ Водорастворимые азоинициаторы

Внешние ссылки