Этиленциангидрин

Этиленциангидрин (3-гидроксипропаннитрил, β-цианоэтанол) — алифатическое бифункциональное органическое соединение, бесцветная жидкость, хорошо растворимая в воде и органических растворителях. Использовался как исходное сырьё в промышленном производстве акрилонитрила и акриловой кислоты.

Общие сведения
Этиленциангидрин
Общие
Систематическое
наименование
3-​гидроксипропаннитрил
Традиционные названия этиленциангидрин, β-цианоэтанол
Хим. формула C3H5NO
Физические свойства
Состояние бесцветная вязкая жидкость
Молярная масса 71,08 г/моль
Плотность 1,06[1]
Термические свойства
Температура
 • плавления -46[1]
 • кипения 228 (разл.)[1] °C
Давление пара 0,1 гПа (20 °C)
Оптические свойства
Показатель преломления [1]
Классификация
Рег. номер CAS 109-78-4
3D model (JSmol) Интерактивная схема
PubChem
UNII
CompTox Dashboard EPA
Рег. номер EINECS 203-704-8
SMILES
InChI
ChemSpider
ECHA InfoCard
Безопасность
ЛД50 3200 мг/кг (крысы, орально)

Синтез

Лабораторный метод синтеза этиленциангидрина — замещение хлора цианидом в эпихлоргидрине. Синтез проводят в водном (20 % воды) этиленхлоргидрине взаимодействием с цианидом натрия при 45-50 °C, выход составляет ~80 %[2]:

HOCH2CH2Cl + CN- HOCH2CH2CN + Cl-

Промышленный метод синтеза этиленциангидрина — взаимодействие синильной кислоты с этиленоксидом. Реакцию проводят при температуре 55-60 °C при катализе основаниями (диэтиламин и др. амины), в качестве растворителя используют сам этиленциангидрин[3]:

Industrial synthesis of ethylene cyanohydrin.svg

Применение

Основное применение этиленциангидрина в настоящее время — синтез 3-аминопропанола, который используется в синтезе поверхностно-активных веществ, ингибиторов коррозии и фармацевтических препаратов. Синтез проводится гидрированием этиленциангидрина на никеле Ренея:

Industrial synthesis of 3-aminopropan-1-ol.svg

Ранее дегидратация этиленциангидрина использовалась в качестве промышленного метода производства акрилонитрила:

HOCH2CH2CN CH2=CH2CN + H2O ,

однако этот метод был вытеснен окислительным аммонолизом пропилена (Sohio-процесс), который не требует использования высокотоксичной синильной кислоты.

Гидролиз этиленциангидрина под действием 25 % водного раствора гидроксида натрия используется в качестве лабораторного метода синтеза β-гидроксипропионовой кислоты, выход составляет 28-31 %[4]:

HOCH2CH2CN + OH- + H2O HOCH2CH2COO- + NH3 ,

Гидролиз этиленциангидрина под действием 40 % HBr применяется как метод синтеза β-бромпропионовой кислоты, выход — 82-83 %[5]:

HOCH2CH2CN + 2HBr + H2O BrCH2CH2COOH + NH4Br

Примечания

  1. 1 2 3 4 3-Hydroxypropionitrile. GESTIS-Stoffdatenbank. Дата обращения: 21 февраля 2024.
  2. “ETHYLENE CYANOHYDRIN”. Organic Syntheses. 3: 57. 1923. DOI:10.15227/orgsyn.003.0057. ISSN 2333-3553. Дата обращения 2024-02-23.
  3. Saunders, K. J. Organic Polymer Chemistry: An Introduction to the Organic Chemistry of Adhesives, Fibres, Paints, Plastics and Rubbers. — Springer Science & Business Media, 2012-12-06. — P. 126. — ISBN 978-94-009-1195-6.
  4. “b-HYDROXYPROPIONIC ACID”. Organic Syntheses. 7: 54. 1927. DOI:10.15227/orgsyn.007.0054. ISSN 2333-3553. Дата обращения 2024-02-26.
  5. “b-BROMOPROPIONIC ACID”. Organic Syntheses. 3: 25. 1923. DOI:10.15227/orgsyn.003.0025. ISSN 2333-3553. Дата обращения 2024-02-26.