أزوبيسوبوتيرونيتريل

📅 آخر تحديث: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 2 صور
الموسوعة الحرة

أزوبيسوبوتيرونيتريل (يُختصر إلى AIBN [ 1 ] ) هو مركب عضوي صيغته الكيميائية [ (CH3 ) 2C ( CN)] 2N2 . هذا المسحوق الأبيض قابل للذوبان في الكحولات والمذيبات العضوية الشائعة ، ولكنه غير قابل للذوبان في الماء. يُستخدم غالبًا كمادة مُرغية في صناعة البلاستيك والمطاط ، وكمُحفز للتفاعلات الجذرية .

باعتبارها بادئة تفاعل آزو، تتمتع الجذور الحرة الناتجة عن AIBN بمزايا متعددة [ 2 ] مقارنةً بالبيروكسيدات العضوية الشائعة . فعلى سبيل المثال، لا تُنتج هذه الجذور نواتج ثانوية مؤكسدة أو تُسبب اصفرارًا ملحوظًا. إضافةً إلى ذلك، لا تُسبب هذه الجذور تطعيمًا مفرطًا، ولذلك تُستخدم غالبًا في صناعة المواد اللاصقة، والألياف الأكريليكية، والمنظفات، وغيرها.

آلية التحلل

في تفاعله الأكثر تميزًا، يتحلل مركب AIBN ، ويتخلص من جزيء من غاز النيتروجين لتكوين جذرين من 2-سيانوبروب-2-يل:

نظرًا لأن أزوبيسوبوتيرونيتريل يُطلق بسهولة جذورًا حرة، فإنه يُستخدم غالبًا كمُحفز للجذور . يحدث هذا عند درجات حرارة أعلى من 40  درجة مئوية، [ 3 ] ولكن في التجارب، يُجرى عادةً عند درجات حرارة تتراوح بين 66  و72  درجة مئوية. [ 4 ] تبلغ طاقة التنشيط ( ΔG ‡) لهذا التحلل 131  كيلوجول/مول [ 4 ] ، وينتج عنه جذران من 2-سيانو-2-بروبيل (كربون) وجزيء من غاز النيتروجين. يُحفز انطلاق غاز النيتروجين هذا التحلل نتيجةً لزيادة الإنتروبيا . ويُثبّت جذر 2-سيانو-2-بروبيل بواسطة مجموعة -CN.

التفاعلات الكيميائية

يمكن لهذه الجذور الحرة المتكونة من تحلل AIBN أن تبدأ تفاعلات بلمرة الجذور الحرة وغيرها من التفاعلات المحفزة بالجذور الحرة. على سبيل المثال، يتفاعل خليط من الستايرين وأنهيدريد الماليك في التولوين عند تسخينه، مكونًا البوليمر المشترك عند إضافة AIBN. ومن الأمثلة الأخرى على تفاعلات الجذور الحرة التي يمكن أن يبدأها AIBN، تفاعل الهدرجة الهالوجينية للألكينات وفقًا لقاعدة ماركوفنيكوف المضادة . كما استُخدم AIBN كمحفز جذري لتفاعل برومة وول-زيغلر . يقوم جذر 2-سيانو-2-بروبيل المشتق من AIBN بانتزاع ذرة الهيدروجين من هيدريد ثلاثي بوتيل القصدير . [ 5 ] ويمكن استخدام جذر ثلاثي بوتيل القصدير الناتج لإزالة ذرة بروم.

تقوم الجذور المشتقة من AIBN بانتزاع ذرة هيدروجين من HBr لتكوين جذر بروم، والذي يمكن إضافته إلى الألكينات . يتم هذا النوع من الهدرجة الهالوجينية للألكين بانتقائية مضادة لقاعدة ماركوفنيكوف.

الإنتاج والنظائر

يُنتَج مركب AIBN على مرحلتين من سيانوهيدرين الأسيتون . يتفاعل المركب مع الهيدرازين لإنتاج ثنائي ألكيل هيدرازين المُستبدَل. في المرحلة الثانية، يُؤكسد الهيدرازين إلى مشتق الآزو: [ 6 ] [ 7 ]

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
[ (CH₃ ) ₂C ( CN ) ] ₂N₂H₂ + Cl₂ → [ ( CH₃ ) ₂C ( CN ) ] ₂N₂ + 2HCl

تتصرف مركبات الآزو ذات الصلة بشكل مشابه، مثل 1،1′-أزوبيس(سيكلوهكسان كاربونيتريل) . كما تتوفر بادئات آزو قابلة للذوبان في الماء. [ 8 ] [ 9 ]

أمان

يُعدّ استخدام AIBN أكثر أمانًا من استخدام بيروكسيد البنزويل ( وهو مُحفّز جذري آخر ) نظرًا لانخفاض خطر الانفجار بشكل كبير. مع ذلك، لا يزال يُعتبر مركبًا قابلًا للانفجار، إذ يتحلل عند درجة حرارة أعلى من 65  درجة مئوية. يُنصح بارتداء قناع واقٍ للغبار وقفازات ونظارات واقية. ينتج عن التحلل الحراري لـ AIBN دون وجود مُثبِّط لجذور 2-سيانوبروبيل المتكوّنة، تكوّن رباعي ميثيل سكسينونيتريل ، وهو مادة شديدة السمية.

مراجع

  1. ↑ هوفر، راينر (11 نوفمبر 2022). الموارد المتجددة لطلاءات الأسطح والأحبار والمواد اللاصقة . الجمعية الملكية للكيمياء. doi : 10.1039/9781788013024-fp015 . ISBN 978-1-78262-993-1.
  2. ↑ مُحفِّز AIBN ومُحفِّزات آزو أخرى. (بدون تاريخ). تم استرجاعه من https://polymerchemistry.nouryon.com/products-applications/acrylic-polymer-initiators/aibn/
  3. ↑ "2,2′-أزوبيس(2-ميثيل بروبيونيتريل) 441090" .
  4. 1 2 كلايدن، ج.، جريفز، ن.، ووارن، س. (2017). الكيمياء العضوية. MTM.
  5. ↑ جيز، بيرند؛ غرونينغر، كاي س. (1990). "1،3،4،6-رباعي-O-أسيتيل-2-ديوكسي-α-D-غلوكوبيرانوز". التخليق العضوي . 69 : 66. doi : 10.15227/orgsyn.069.0066 .
  6. ^ شيرمان، جان بيير. بوردودوك، بول. "الهيدرازين". موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية . فاينهايم: وايلي-VCH. دوى : 10.1002/14356007.a13_177 . رقم ISBN 978-3-527-30673-2.
  7. ↑ أوفربرغر، سي جي، أوشوغنيسي، إم تي، شاليت، إتش. (1949). تحضير بعض نتريلات الآزو الأليفاتية وتحللها في المحلول. مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية، 71(8)، 2661-2666. doi:10.1021/ja01176a018
  8. ↑ "درجات منتجات فازو" . www2.dupont.com . مؤرشف من الأصل بتاريخ 26-03-2009 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 15-12-2007 .
  9. ↑ بادئات آزو قابلة للذوبان في الماء