Ціанід водню та ціаніди - хімічне суспільство Франції

У ціаністого водню немає нічого синього: походження його назви походить від спорідненості з берлінським або прусським синім через водний розчин, який називається синильною кислотою або синильною кислотою. Це важливий реагент для промислового синтезу, також завдяки його солям, ціанідам, і, незважаючи на свою надзвичайну токсичність, одна з передбачуваних молекул пребіотиків.

ціанід

За формулою HC≡N ціаністий водень є сполукою, що виробляється природним шляхом певними рослинами, і може бути знайдений, зокрема, у гіркому мигдалі, персикових та абрикосових ядрах і, загальніше, в ядрах плодів роду Prunus, у коренях маніоки тощо. Деякі багатоніжки виділяють ціаністий водень як механізм
оборони, яка буде додана до каталогу насолод природи (пор. Веноми і
Отрути). Він міститься у вихлопних газах транспортних засобів внутрішнього згоряння, у тютюновому димі (пор. Нікотин) та у димі згоряння певних пластмас, що містять азот: поліуретани (пор. Поліуретани), поліакрилонітрил (пор. Бутадієн, Стирол). Нарешті, він був ідентифікований різними спектроскопічними методами в міжзоряних хмарах.

Саме в 1752 р. Французький хімік П’єр Маккер показав, що відомий з 1704 р. Прусський синій може бути розщеплений на оксиди заліза та летючу сполуку та відновлений з цих сполук (вакуум інфра). Це був Карл Вільгельм Шеєле (знову!), Який виділив його в чистому стані в 1783 році, реагуючи на сірчану кислоту з похідним цього барвника:
2 K4Fe (CN) 6] + 3 H2SO4 ------> K2 [Fe (CN) 6] + 3 K2SO4 + 6 HCN
Він назвав його Blausäure за його кислу природу у водному розчині. У 1787 році Клод Луї Бертолле показав, що синильна кислота не містить кисню, підриваючи теорію про те, що вся кислота повинна містити кисень. Нарешті, саме в 1815 р. Джозеф Луї Гей-Люссак (пор. Ж.-Л.Гей-Люссак) встановив свою формулу і дав радикалу CN назву ціано, Грецька κψανοσ означає синій.

Ціанід водню в чистому стані утворюється у вигляді безбарвної рідини (т. П. = 26 ° C), дуже леткої, або безбарвного газу, що видихає характерний гіркий мигдальний запах. Він слабокислий (рКа 9,2) і утворює іони CN-ціаніду у водному розчині.

Його приготування все ще базується на принципі, розробленому в 1894 р. Гамільтоном Кастнером, який використовував нагріту суміш вугілля, аміаку (пор. Аміак) і натрію (пор. Натрію) з утворенням ціаніду натрію. В даний час, крім відновлення під час синтезу акрилонітрилу, ціаністий водень отримують трьома процесами:

    • Процес Adrussow, розроблений в IG Farben, що складається з реагування метану та аміаку при 1200 ° C у присутності кисню в повітрі та в контакті з родієвим покриттям з платини:
      2 CH4 + 2 NH3 + 3 O2 ------> 2 HCN + 6 H2O
    • Процес Дегусса, при якому енергія, необхідна для реакції, подається стінками реактора, нагрітими до 1100 ° С:
      CH4 + NH3 ------> HCN + 3 H2
    • Процес Шавінігана, де метан замінюється легким вуглеводнем, наприклад пропіленом (пор. Пропілен)
      C3H8 + 3 NH3 ------> 3 HCN + 7 H2
      У лабораторії синильну кислоту отримують взаємодією кислоти з лужним ціанідом.

Світове виробництво оцінюється приблизно в 2 млн. Т. Однак, враховуючи його токсичність, це головним чином продукт, що перебуває в неволі, який відразу використовується на промислових площадках для подальшого виробництва синтетичних проміжних продуктів та мономерів. Так, у Шалампе (Верхній Рейн) ціаністий водень використовується зі швидкістю 70 кт/рік у реакції гідроціанування бутадієну, каталізованого комплексами нікелю (пор. Бутадієн), що веде до адипонітрилу, одного з попередників нейлону-6,6 (пор. Нейлон).

Синильна кислота є попередником ціанідів натрію та калію, які знаходять багато застосувань у видобутку та концентрації руд, особливо золота (пор. Золото) та гроші (пор. Срібло), а також в електролітичних процесах. Іон ціаніду є чудовим нуклеофілом, реагуючи, зокрема, з:

    • алкилгалогениди, RX та арил, ArX, що призводять до нітрилів RCN та ArCN, попередників амідів та карбонових кислот або навіть проміжних продуктів у процесі затвердження карбонової кислоти,
    • альдегіди та кетони, що призводять до ціаногідринів, проміжні сполуки в синтезі метилметакрилату (за реакцією з ацетоном), попередник оргскла або метіоніну (за реакцією з акролеїном), амінокислота, що використовується в промисловості агропродовольчої галузі.

Це також чудовий ліганд в хімії координації, пов'язаний, зокрема, з його здатністю до ретродонування у формуванні зв'язку з іоном перехідного металу (пор. Етилен, Окис вуглецю).

Можна згадати октоціаніди [M (CN) 8] 4- (M = Mo, W), які мають додекадричну структуру, гексаціаніди, [M (CN) 6] 3- (M = Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co), які мають октаедричну структуру, тетраціаніди, [M (CN) 4] 2- (M = Ni, Pd, Pt), які мають площинну квадратну конфігурацію та диціаніди, [M ( CN) 2] - (M = Cu, Ag, Au), які мають лінійну структуру.
Прусський синій - це полімер композиції Fe7 (CN) 18 (H2O) x, де x варіюється від 14 до 18: це фероціанід заліза, що демонструє ланцюги Fe (II) -CN-Fe (III), відповідальні за інтенсивне забарвлення синього кольору.

Як результат, ціаніди та ціанід водню є дуже потужними отрутами, оскільки вони гальмують процеси транспортування кисню на рівні гемоглобіну (пор. Гемоглобін) і клітинне окислення на рівні цитохром с оксидази (пор. Цитохром P450), два металлоферменти.

Наявність синильної кислоти в кісточкових плодах зумовлена ​​цианогідринами, такими як манделонітрил та амігдалін, які повільно виділяють синильну кислоту та бензальдегід, основний аромат гіркого мигдалю (пор. Аромати): 100 г насіння яблук забезпечують 10 мг синильної кислоти, а прийом всередину 50 свіжого гіркого мигдалю може вбити людину ....

Гостре отруєння може виникнути при попаданні всередину, вдиханні або контакті зі шкірою. Концентрація 300 проміле в повітрі вбиває людину за кілька хвилин. Згадаймо, що ціаністий водень у формі циклону В (циклон В по-французьки ...) був особливо використаний нацистським режимом у таборах знищення. інструмент Голокосту.

Хоча суперечливий, ціаністий водень був запропонований як попередник амінокислот та нуклеїнових кислот і, отже, міг зіграти певну роль у розвитку життя. Здається, найкращим способом синтезу синильної кислоти з азоту є блискавка, яка виділяє енергію, достатню для дисоціації азоту (пор. Аміак). Атоми азоту реагують з метаном з утворенням синильної кислоти та дигідрогену. Решта набагато складніше, отже ...

Думка дня:
" Синильна кислота, відповідно до запитувань Гая Науріссона: Хімія життя, Хімія смерті ? "

Джерела:

Щоб знати більше:

  • Отрути та отрути
  • Нікотин
  • Поліуретани
  • Бутадієн
  • Стирол
  • Дж. Л. Гей-Люссак
  • Аміак
  • Натрію
  • Пропілен
  • Нейлон
  • Золото
  • Срібло
  • Етилен
  • Окис вуглецю
  • Гемоглобін
  • Цитохром P450
  • Аромати