Pivalonitrilo
compuesto químico
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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.
2,2-dimetilpropionitrilo
2-ciano-2-metilpropano
ter-butilnitrilo
| Pivalonitrilo | ||
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| 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 | |
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CC(C)(C)C#N
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| Propiedades físicas | ||
| Apariencia | Líquido incoloro o ligeramente amarillo | |
| Olor | Inodoro | |
| Densidad | 757 kg/m³; 0,757 g/cm³ | |
| Masa molar | 83,13 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
A 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
El 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
El 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
Los siguientes compuestos son isómeros del pivalonitrilo:
- Pentanonitrilo (valeronitrilo)
- 3-metilbutanonitrilo
- Cianuro de tert-butilo
