Pivalonitrilo
El pivalonitrilo, también llamado trimetilacetonitrilo, 2,2-dimetilpropanonitrilo, 2,2-dimetilpropionitrilo y 2-ciano-2-metilpropano, es un compuesto orgánico de fórmula molecular C5H9N.[2][3] Es un nitrilo isómero del valeronitrilo aunque, a diferencia de éste, posee un carbono cuaternario unido al grupo funcional C≡N y a tres grupos metilos.
| Pivalonitrilo | ||
|---|---|---|
 | ||
 | ||
| Nombre IUPAC | ||
| 2,2-dimetilpropanonitrilo | ||
| General | ||
| Otros nombres |
trimetilacetonitrilo 2,2-dimetilpropionitrilo 2-ciano-2-metilpropano ter-butilnitrilo | |
| Fórmula semidesarrollada | C(CH2)3-C≡N | |
| Fórmula molecular | C5H9N | |
| Identificadores | ||
| Número CAS | 630-18-2[1] | |
| ChemSpider | 11909 | |
| PubChem | 12416 | |
|
CC(C)(C)C#N
| ||
| Propiedades físicas | ||
| Apariencia | Líquido incoloro o ligeramente amarillo | |
| Olor | Inodoro | |
| Densidad | 757 kg/m³; 0,757 g/cm³ | |
| Masa molar | 8313 g/mol | |
| Punto de fusión | 17 °C (290 K) | |
| Punto de ebullición | 105 °C (378 K) | |
| Presión de vapor | 13,6 mmHg | |
| Índice de refracción (nD) | 1,396 | |
| Propiedades químicas | ||
| Solubilidad en agua | 8,4 g/L | |
| log P | 1,08 | |
| Familia | Nitrilo | |
| Peligrosidad | ||
| Punto de inflamabilidad | 277,15 K (4 °C) | |
| Compuestos relacionados | ||
| nitrilos |
valeronitrilo 4-pentenonitrilo cianuro de trimetilsililo | |
| dinitrilos |
glutaronitrilo dimetilmalononitrilo | |
| polinitrilos | tetracianometano | |
| Valores en el SI y en condiciones estándar (25 ℃ y 1 atm), salvo que se indique lo contrario. | ||
Propiedades físicas y químicas
editarA temperatura ambiente, el pivalonitrilo es un líquido incoloro o ligeramente amarillo que no tiene olor.[3] Tiene su punto de ebullición a 105 °C mientras que su punto de fusión es de 17 °C. Posee una densidad inferior a la del agua (ρ = 0,757 g/cm³) y es poco soluble en ella, en proporción de 8,4 g/L.[4] Es mucho más soluble en etanol, acetona y tolueno.[3] En este sentido, el valor del logaritmo de su coeficiente de reparto, logP = 1,08, indica que es más soluble en disolventes apolares —como el octanol— que en agua.[5]
En cuanto a su reactividad, el pivalonitrilo es incompatible con agentes oxidantes y reductores, así como con ácidos y bases fuertes.[6]
Síntesis y usos
editarEl pivalonitrilo se puede sintetizar por la transformación del correspondiente aldehído —trimetilacetaldehído— a nitrilo usando como reactivo anhídrido polifosfónico (T3P), siendo el rendimiento del proceso cercano al 94%.[7] Otro método consiste en tratar tert-butanol con una mezcla de NaCN, N-(p-toluenosulfonil)imidazol (TsIm) y trietilamina en presencia de un catalizador de yoduro de tetra-n-butilamonio (TBAI) en DMF a reflujo.[8] Igualmente, la reacción entre hidrazonas y cloroformiatos da lugar a la formación de sales de hidrazonio, las cuales reaccionan in situ con agua para dar nitrilos de alquilo: ello permite obtener pivalonitrilo a partir de (E)-trimetilacetaldehido-N,N-dimetilhidrazona con un rendimiento en torno al 87 %.[9] Otra forma se sintetizar este nitrilo consiste en la deshidratación de 2,2-dimetilpropanamida, reacción catalizada por tamices moleculares de 3 Å o por trióxido de tungsteno en condiciones de pirólisis flash de vacío (FVP).[10]
Se ha usado el pivalonitrilo como disolvente y también como ligando lábil dentro de la química de coordinación. También se ha venido empleando como intermediario en la síntesis orgánica: en presencia de cloruro de titanio(II) y cloruro de zinc experimenta reacciones de acoplamiento con cetonas aromáticas y alifáticas para dar los pinacoles correspondientes.[11]
La ionización y la disociación del pivalonitrilo han sido objeto de estudio, habiéndose constatado que el umbral de ionización no corresponde al ion molecular, sino más bien a diversas formas isómeras, dando como resultado un umbral de disociación por debajo de la energía de ionización adiabática teórica de la molécula.[12] Otro aspecto investigado de este nitrilo es su condensación con compuestos con un grupo carbonilo, y cómo la base t-Bu-P4 actúa como un excelente catalizador para la misma.[13]
Precauciones
editarEl pivalonitrilo es un compuesto combustible que tiene su punto de inflamabilidad a 4 °C. Al arder puede liberar humos tóxicos conteniendo óxidos de nitrógeno, monóxido de carbono y cianuro de hidrógeno. Es una sustancia tóxica si se ingiere o inhala, pudiendo provocar irritación en piel y ojos.[6]
Véase también
editarLos siguientes compuestos son isómeros del pivalonitrilo:
Referencias
editar- ↑ Número CAS
- ↑ Trimethylacetonitrile (PubChem)
- ↑ a b c Trimethylacetonitrile (Chemical Book)
- ↑ Pivalonitrile (ChemSpider)
- ↑ Propanenitrile, 2,2-dimethyl- (EPA)
- ↑ a b Pivalonitrile. Safety sheet (AlfaAesar)
- ↑ Augustine, John Kallikat; Atta, Rajendra Nath; Ramappa, Balakrishna Kolathur; Boodappa, Chandrakanthao (2009). «Propylphosphonic Anhydride (T3P): A Remarkably Efficient Reagent for the One-Pot Transformation of Aromatic, Heteroaromatic, and Aliphatic Aldehydes to Nitriles». Synlett (20): 3378-3382.
- ↑
- ↑ Xiao, Zejun; Timberlake, Jack W. (1998). «An elimination reaction of N-carbomethoxy-N,N-dimethylhydrazonium salts to alkyl nitriles». Tetrahedron 54 (42): 12715-12720.
- ↑ Campbell, Jacqueline A.; McDougald, Graham; McNab, Hamish; Rees, Lovat V. C.; Tyas, Richard G. (2007). «Laboratory-Scale Synthesis of Nitriles by Catalysed Dehydration of Amides and Oximes under Flash Vacuum Pyrolysis (FVP) Conditions». Synthesis 20: 3179-3184.
- ↑ Pivalonitrile (Sigma-Aldrich)
- ↑ Mayer P.M.; Guest M.F.; Cooper L.; Shpinkova L.G.; Rennie E.E.; Holland D.M.; Shaw D.A. (2010). «Long bonds and short barriers: ionization and isomerization of alkyl nitriles». J Phys Chem A. 114 (2): 867-878.
- ↑ Kobayashi, K.; Ueno, M.; Kondo, Y. (2006). «Phosphazene base-catalyzed condensation of trimethylsilylacetate with carbonyl compounds». Chem Commun (Camb). 29: 3128-3130.
Datos: Q7199624
Multimedia: Pivalonitrile / Q7199624
