Ацетилид натрия (Na(C2H)) (1066-26-8) Физические и химические свойства
Ацетилид натрия (Na(C2H))
Высоконуклеофильная соль ацетилида, используемая как реагент для алкиналирования в специальной и процессной химии, обычно применяется и хранится в сухих инертных условиях для научных исследований и производства.
| Номер CAS | 1066-26-8 |
| Класс | Соли ацетилидов |
| Типичная форма | Суспензия (шлам) |
| Общие марки | EP, USP |
Ацетилид натрия — это неорганико-органическая соль моноаниона ацетилида (этнида); относится к классу ацетилидов и металлоорганических солей. Структурно он состоит из ацетилидной фрагмента и катиона натрия; его молекулярная формула — \(\ce{C2HNa}\). В конденсированном представлении ионные составляющие удобно отображать как \(\ce{C2H-}\) и \(\ce{Na+}\); структура подчёркивает линейную углерод-углеродную тройную связь в ацетилидной части с формально анионным зарядом, локализованным на терминальном углероде, что придаёт соединению выраженную нуклеофильность и основность в апротонных средах.
Электронно ацетилидный фрагмент является сильным основанием и донором с мягким или промежуточным характером: анионный углерод обладает высоким s-характером благодаря sp-гибридизации и концентрированным отрицательным зарядом, что способствует сильному ионному парообразованию с катионами щелочных металлов в средах с низкой диэлектрической проницаемостью. В виде дискретной ионной пары в непротонных органических средах вещество практически неполярно, но при контакте с протонными или водными средами проявляет высокую реактивность и чувствительность к воде. Гидролиз или протонирование приводит к выделению ацетилена и является экзотермическим; контакт с водой поэтому сопровождается выделением горючего газа и может быть взрывоподобным при некоторых условиях.
В качестве реагентов ацетилиды щелочных металлов регулярно используются как источники нуклеофильных ацетилидов и лиганды либо промежуточные соединения при трансаметаллировании в органометаллическом синтезе. Промышленное обращение, как правило, ведётся с суспензиями или шламами в апротонных углеводородных средах для снижения реактивности и удобства переноса; известна коммерческая форма — суспензия 18 % в ксилоле. Распространённые коммерческие марки включают: EP, USP.
Основные физические свойства
Растворимость и гидратация
Ацетилид натрия сильно чувствителен к влаге и реагирует при контакте с водой с выделением ацетилена; как свободно растворимая соль в обычных водных средах не применяется. Практические препараты и коммерческие формулы часто выпускаются в виде суспензий или шламов в апротонных ароматических или углеводородных растворителях (например, ксилоле). Описание физической формы: «суспензия в 82 % ксилоле: сероватая жидкость с ароматическим запахом». Попытки растворить чистую соль в протонных растворителях приводят к быстрому протонированию (гидролизу) вместо образования стабильного раствора ионов.
Термическая стабильность и разложение
Экспериментальных данных о температуре плавления или кипения в доступных источниках нет. Термически и химически ацетилид натрия разлагается путём протонирования/гидролиза с образованием ацетилена (горючего газа) и натрийсодержащих побочных продуктов; основным путём химического разложения является контакт с влагой или протонными примесями. Повышенная температура в присутствии примесей или окислителей ускоряет разложение и выделение газа; в промышленности рекомендуется хранить вещество в сухой инертной атмосфере и избегать влаги и сильных окислителей.
Химические свойства
Образование комплексов и координация
Анион ацетилида является эффективным σ-донором и π-акцептором для переходных металлов и образует разнообразные терминальные и мостиковые координационные структуры в металл-комплексах. С «жёсткими» катионами щелочных металлов (например, \(\ce{Na+}\)) в твёрдом состоянии и низкополярных растворителях наблюдается тесное ионное парообразование и формирование кластеров или полимерных агрегатов; в координирующих растворителях или при наличии комплексирующих лигандов происходит расщепление ионов и образование дискретных металло-ацетилидных комплексов. Трансаметаллирование из ацетилидов щелочных металлов на переходные металлы — распространённый синтетический метод получения органометаллических алкинил-комплексов.
Реактивность и стабильность
Ацетилид натрия ведёт себя как сильное основание и нуклеофил в апротонных растворителях: легко депротонирует слабо кислые C–H связи и присоединяется к электрофильным углеродным центрам (например, карбонилам, активированным галогенидам), формируя новые C–C связи. В протонных средах моментально протонируется с образованием ацетилена; при контакте с водой выделяет горючий газ и может бурно реагировать с влагой. При попадании на кожу и слизистые вызывает сильное раздражение и повреждения, при нагревании или разложении может выделять коррозионные пары. Соединение следует считать высокочувствительным к влаге, коррозионно-активным и реакционноспособным по отношению к протонным и окислительным агентам.
Молекулярные параметры
Молекулярный вес и состав
- Молекулярная формула: \(\ce{C2HNa}\)
- Молекулярная масса: 48.02
- Точная масса: 47.99759431
- Моноизотопная масса: 47.99759431
- Количество тяжёлых атомов: 3
- Количество ковалентно связанных единиц: 2
Эти значения отражают эмпирический состав ионной пары ацетилида натрия, состоящей из трёх тяжёлых атомов (двух углеродов и одного натрия) и одного атома водорода.
LogP и ионное состояние
Экспериментальные данные по logP в доступной информации отсутствуют. Вещество существует как ионное соединение, в котором ацетилидная группа несёт отрицательный заряд, а натрий — контр-ион; в конденсированном обозначении ионные составляющие представлены как \(\ce{C2H-}\) и \(\ce{Na+}\). Анион ацетилида является сильным основанием и протонируется в достаточно кислой среде с образованием ацетилена; здесь не приводится конкретное значение \(\mathrm{p}K_a\) конъюгированной кислоты.
Дополнительные вычисленные дескрипторы: топологическая площадь полярной поверхности (TPSA) 0; количество доноров водородных связей 0; количество акцепторов водородных связей 1; количество вращающихся связей 0; формальный заряд 0 (в общем нейтральная ионная пара); сложность 10; каноникализация проведена.
Примечание: генерация трёхмерных конформеров может быть ограничена для смесей и солей в некоторых методах на основе силовых полей.
Идентификаторы и синонимы
Регистрационные номера и коды
- Номер CAS: 1066-26-8
- Номер Европейского сообщества (EC): 213-908-9
- Идентификатор ChEBI: CHEBI:55387
- ID вещества DSSTox: DTXSID50910044
- Номер Nikkaji: J52.068C
- Wikidata: Q17417384
Синонимы и структурные названия
Избранные синонимы и наименования, встречающиеся в списках поставщиков и реестров: ацетилид натрия; моноацетилид натрия; этинат натрия; этин натрия; этинілнатрий; этинилнатрий; натрий; этин; C2HNa; суспензия ацетилида натрия; суспензия ацетилида натрия (18 мас.% шлам в ксилоле). Вычисленное название по IUPAC — «sodium ethyne».
Структурные идентификаторы (встроенный код):
- SMILES: C#[C-].[Na+]
- InChI: InChI=1S/C2H.Na/c1-2;/h1H;/q-1;+1
- InChIKey: SFDZETWZUCDYMD-UHFFFAOYSA-N
Промышленные и коммерческие применения
Использование в виде солевой формы или вспомогательного вещества
Ацетилид натрия не используется в качестве вспомогательного вещества; он в основном используется и продаётся как реактивное соединение. Коммерческая обработка обычно включает суспензии в аппротонных углеводородных растворителях (ксилен или аналогичные среды) для умерения реакционной способности и облегчения точного дозирования в реакционные смеси. Вещество указано в промышленных химических инвентарях как коммерчески активное для использования в производстве и синтетических процессах.
Обычные коммерческие сорта, зарегистрированные для этого вещества, включают: EP, USP.
Представительные области применения
Типичные применения отражают химию анионов ацетилида: образование углерод-углеродных связей через нуклеофильное присоединение к электрофилам, получение алкинилованных интермедиатов и трансметаллирование к переходным металлам для синтеза металло-алкинильных комплексов. Промышленные отгрузки и протоколы обращения предпочитают инертные, бесводные формы (суспензии) для безопасной транспортировки и дозирования. Если в конкретной документации по закупкам отсутствует краткое описание применения, выбор обычно основывается на необходимости сильного алкинильного нуклеофила или источника ацетилида для органометаллического синтеза.
Обзор безопасности и обращения
Токсикологические аспекты
Ацетилид натрия является едким и вызывает тяжёлые ожоги кожи и повреждения глаз (опасность по GHS H314). Он высокореактивен с водой и при контакте выделяет воспламеняющийся газ (опасность по GHS H261). Задокументированные неблагоприятные эффекты включают дерматотоксичность (ожоги кожи) и риск токсического пневмонита при вдыхании коррозионных газов или продуктов разложения. Зарегистрированные классы опасности включают: Water-react. 2 (90,7%) и Skin Corr. 1B (100%). Релевантные меры предосторожности включают контроль влажности, использование соответствующих средств индивидуальной защиты и готовность к управлению выделением воспламеняющегося газа.
Указанные предупреждающие фразы и коды предосторожностей по GHS (используемые в классификациях поставщиков) включают:
- H261 (90,7%): При контакте с водой выделяет воспламеняющийся газ.
- H314 (100%): Вызывает тяжёлые ожоги кожи и повреждение глаз.
- Коды предосторожностей: P231+P232, P260, P264, P280, P301+P330+P331, P302+P361+P354, P304+P340, P305+P354+P338, P316, P321, P363, P370+P378, P402+P404, P405, P501.
Для получения подробной информации по токсикологии и предельным концентрациям воздействия рекомендуется ознакомиться с конкретной документацией по безопасности продукта.
Руководство по хранению и обращению
Хранить и обращаться при бесводных условиях в инертной атмосфере; избегать любого контакта с водой и протонными растворителями. Типичные инженерные меры включают защиту сухим азотом или аргоном, использование герметичных систем перекачки и достаточную вентиляцию для контроля выделяемых газов. Средства индивидуальной защиты должны обеспечивать защиту от коррозийного воздействия (химически стойкие перчатки, защитный щиток для лица, средства защиты глаз и соответствующая защитная одежда). В коммерческих целях для уменьшения пыления и умерения реакционной способности при транспортировке используются суспензии в аппротонных углеводородных средах (например, ксилене).
Для детальной информации по опасностям, транспортировке и нормативным требованиям следует обращаться к конкретной Паспортной безопасности материала (SDS) и местному законодательству.
