Azobisizobutyronitril

Azobisisobutyronitril (zkráceně AIBN) je organická sloučenina se vzorcem [(CH₃)₂C(CN)]₂N₂, jde o bílý prášek rozpustný v alkoholech a dalších běžných organických rozpouštědlech, ovšem nerozpustný ve vodě. Používá se k tvorbě pěny u plastů a jako radikálový iniciátor.

Azobisizobutyronitril
Strukturní vzorec
Model molekuly
Obecné
Systematický název	2,2′-azobis(2-methylpropannitril)
Ostatní názvy	AIBN
Sumární vzorec	C8H12N4
Vzhled	bílá pevná látka[1]
Identifikace
Registrační číslo CAS	78-67-1
EC-no (EINECS/ELINCS/NLP)	201-132-3
PubChem	6547
SMILES	CC(C)(C#N)N=NC(C)(C)C#N
InChI	InChI=1S/C8H12N4/c1-7(2,5-9)11-12-8(3,4)6-10/h1-4H3
Vlastnosti
Molární hmotnost	164,21 g/mol
Teplota tání	101,5 °C (374,6 K)[1]
Teplota rozkladu	107 °C (380 K)[1]
Hustota	1,1 g/cm3[1]
Rozpustnost ve vodě	nerozpustný[1]
Rozpustnost v polárních rozpouštědlech	rozpustný v methanolu a ethanolu[1]
Bezpečnost
GHS02 GHS07 [1]
H-věty	H242 H302 H332 H412[1]
P-věty	P210 P220 P234 P261 P264 P270 P271 P273 P280 P301+312 P304+312 P304+340 P312 P330 P372+378 P403+235 P411 P420 P501[1]
Není-li uvedeno jinak, jsou použity jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa). Některá data mohou pocházet z datové položky.

Radikály vytvořené pomocí AIBN mají oproti organickým peroxidům několik výhod.^[2] Nevytvářejí oxygenované vedlejší produkty ani nezpůsobují odbarvení. Jsou také vhodnější k použití v lepidlech, akrylátových barvách a v detergentech.

Mechanismus rozkladu

AIBN se za vyšších teplot rozkládá za odštěpení molekuly dusíku a tvorby dvou 2-kyanprop-2-ylových radikálů:

Protože azobisisobutyronitril snadno uvolňuje radikály, tak se často používá jako radikálový iniciátor. Tento rozklad nastává při teplotách nad 40 °C,^[3] častěji se však provádí v rozmezí 66 °C až 72 °C.^[4] ΔG^‡ tohoto rozkladu činí 131 kJ/mol^[4]. Uvolnění dusíku posunuje rovnováhu reakce ve prospěch produktů, protože se zvyšuje entropie. 2-kyan-2-propylový radikál je stabilizován −CN skupinami.

Reakce

Radikály vzniklé rozkladem AIBN mohou spouštět radikálové polymerizace i jiné radikálové reakce, například směs styrenu a maleinanhydridu v toluenu po zahřátí za přítomnosti AIBN vytvoří kopolymer. Další využití může tato látka mít při protimarkovnikovských hydrohalogenacích alkenů.

Benzylové bromace

AIBN lze použít jako radikálový iniciátor Wohlových–Zieglerových bromací.

Reakce AIBN s tributylcínem

Reakce

2-Kyan-2-propylové radikály vytvořené rozkladem azobisizobutyronitrilu mohou odštěpit vodík z tributylcínu. Vznikají tím tributylcínové radikály, které lze využít v řadě různých reakcí, například při odštěpování bromu z alkenů.

Mechanismus

Hydrohalogenace alkenů

Reakce

Při hydrohalogenacích alkenů 2-kyan-2-propylové radikály vzniklé z AIBN odštěpí vodík z HBr a vytvoří tím radikál bromu. Tento radikál se následně naváže na alken. Hydrohalogenace za použití AIBN mají protimarkovnikovovskou regioselektivitu.

Mechanismus

Příprava

AIBN se připravuje reakcí acetonkyanhydrinu s hydrazinem a oxidací vzniklého produktu:^[5]

2 (CH₃)₂C(CN)OH + N₂H₄ → [(CH₃)₂C(CN)]₂N₂H₂ + 2 H₂O

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

Podobné vlastnosti mají i obdobné azosloučeniny, jako je 1,1′-azobis(cyklohexankarbonitril) (ABCN). Jsou také známy azoiniciátory rozpustné ve vodě.^[6][7]

Další způsoby přípravy AIBN

AIBN lze rovněž získat níže uvedenou reakcí.^[8]

Bezpečnost

AIBN je bezpečnější než benzoylperoxid, protože nebezpečí výbuchu je mnohem nižší; stále je ovšem považován za výbušninu, rozkládající se při teplotách nad 65 °C. Pyrolýza AIBN bez zachytávání 2-kyanpropylových radikálů vede k tvorbě vysoce toxického tetramethylsukcinonitrilu.