Isovaleronitril

Strukturformel
Allgemeines
Name	Isovaleronitril
Andere Namen	3-Methylbutannitril (IUPAC); 3-Methylbutyronitril; Isobutylcyanid;
Summenformel	C5H9N
Kurzbeschreibung	farblose klare Flüssigkeit
Externe Identifikatoren/Datenbanken
EG-Nummer	210-884-1
ECHA-InfoCard	100.009.895
PubChem	12244
ChemSpider	11743
Wikidata	Q24763442
Eigenschaften
Molare Masse	83,13 g·mol−1
Aggregatzustand	flüssig
Dichte	0,79 g·cm−3
Schmelzpunkt	−101 °C
Siedepunkt	130 °C
Löslichkeit	schlecht löslich in Wasser; mischbar mit Ethanol und Diethylether; sehr gut löslich in Aceton;
Brechungsindex	1,39 (20 °C)
Sicherheitshinweise
H- und P-Sätze	H: 301‐311‐331‐315‐319‐226
	P: 261‐210‐280‐370+378‐301+310+330‐403+233
Toxikologische Daten	233 mg·kg−1 (LD50, Maus, oral)
	Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa). Brechungsindex: Na-D-Linie, 20 °C

Isovaleronitril ist ein aliphatisches Nitril. Es leitet sich von der Isovaleriansäure bzw. dem Isovaleraldehyd ab.

Vorkommen

Isovaleronitril kommt beispielsweise in Tomaten und in Detarium senegalense vor. Es ist außerdem ein Intermediat in der Biosynthese von Butanoncyanhydrin und dem davon abgeleiteten cyanogenen Glycosid Lotaustralin.

Es ist ein Allomon der Gemeinen Nachtkerze. Die Pflanze wird oft von dem Käfer Altica oleracea befallen. In diesem Fall sondert sie verschiedene flüchtige Verbindungen ab, darunter Isovaleronitril. Dieses wiederum lockt Blaugrüne Baumwanzen an, zu deren Beute auch die Käfer gehören.

Isovaleronitril kommt außerdem in kleinen Mengen in Bioethanol aus Zuckerrüben vor, was zur Unterscheidung von Ethanol aus Getreide verwendet werden kann.

Herstellung

Isovaleronitril kann durch Umsetzung von Isoamylalkohol mit Ammoniak hergestellt werden, wobei Zinkoxid als Katalysator dient. Auch die Reaktion von Isobutylen mit Ammoniak und einem Nickeloxid-Katalysator ist möglich.

Biologische Wirkung

Bestimmte Mikroorganismen können Nitrile als Kohlenstoff- oder Stickstoffquelle nutzen, indem sie diese enzymatisch entweder in ein Amid umwandeln oder in eine Carbonsäure und Ammoniak. Isovaleronitril wirkt als Promoter durch den bestimmte Arten, z. B. Rhodococcus rhodocrous zur Bildung solcher Enzyme angeregt werden. Unter passenden Bedingungen (inklusive Zusatz kleiner Mengen Isovaleronitril zum Kulturmedium) können solche Enzyme einen erheblichen Teil der gebildeten löslichen Proteine ausmachen.

Toxikologie

Isovaleronitril wird teilweise zu Cyanid metabolisiert. Der orale LD₅₀-Wert bei Mäusen wurde zu 2,797 mmol/kg (entspricht ca. 233 mg/kg) bestimmt.

Einzelnachweise

1 2 3 4 5 6 7 8 9 Eintrag zu Isovaleronitrile, >97.0% bei TCI Europe, abgerufen am 1. Oktober 2023.
1 2 3 CRC Handbook of Chemistry and Physics, 85th Edition. Band 3. Taylor & Francis, ISBN 978-0-8493-0485-9, S. 374 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
↑ Denise M. Tieman, Michelle Zeigler, Eric A. Schmelz, Mark G. Taylor, Peter Bliss, Matias Kirst, Harry J. Klee: Identification of loci affecting flavour volatile emissions in tomato fruits. In: Journal of Experimental Botany. Band 57, Nr. 4, 1. März 2006, S. 887–896, doi:10.1093/jxb/erj074.
↑ Diop Ndiaye Nafissatou, Munier Sylvie, Pelissier Yves, Boudard Fr eacute d eacute ric, Mertz Christian, Lebrun Marc, Dhuique Mayer Claudie, Dornier Manuel: Comparison of phenolic and volatile profiles of edible and toxic forms of Detarium senegalense J. F. GMEL. In: African Journal of Biotechnology. Band 15, Nr. 16, 20. April 2016, S. 622–632, doi:10.5897/AJB2015.15141.
↑ Adrian J. Cutler, Eric E. Conn: The biosynthesis of cyanogenic glucosides in Linum usitatissimum (linen flax) in Vitro. In: Archives of Biochemistry and Biophysics. Band 212, Nr. 2, Dezember 1981, S. 468–474, doi:10.1016/0003-9861(81)90389-1.
↑ Koji Noge, Shigeru Tamogami: Isovaleronitrile co-induced with its precursor, l -leucine, by herbivory in the common evening primrose stimulates foraging behavior of the predatory blue shield bug. In: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry. Band 82, Nr. 3, 4. März 2018, S. 395–406, doi:10.1080/09168451.2018.1433019.
↑ J. Strating, W.M. Westra: Isovaleronitrile, a characteristic component of beet molasses alcohol. In: Journal of Chromatography A. Band 244, Nr. 1, Juli 1982, S. 159–165, doi:10.1016/S0021-9673(00)80134-X.
↑ M. A. Popov, N. I. Shuikin: Catalytic synthesis of nitriles: Communication 5. Conversion of isoalkanols into nitriles by means of ammonia. In: Bulletin of the Academy of Sciences of the USSR Division of Chemical Science. Band 10, Nr. 10, Oktober 1961, S. 1729–1731, doi:10.1007/BF00911450.
↑ D.D. Dixon, W.F. Burgoyne: Nitriles from olefins and ammonia via one-carbon homologation. In: Applied Catalysis. Band 20, Nr. 1–2, Januar 1986, S. 79–90, doi:10.1016/0166-9834(86)80007-0.
↑ H Komeda, Y Hori, M Kobayashi, S Shimizu: Transcriptional regulation of the Rhodococcus rhodochrous J1 nitA gene encoding a nitrilase. In: Proceedings of the National Academy of Sciences. Band 93, Nr. 20, Oktober 1996, S. 10572–10577, doi:10.1073/pnas.93.20.10572, PMID 8855219, PMC 38194 (freier Volltext).
↑ Toru Nagasawa, Michihiko Kobayashi, Hideaki Yamada: Optimum culture conditions for the production of benzonitrilase by Rhodococcus rhodochrous J1. In: Archives of Microbiology. Band 150, Nr. 1, Mai 1988, S. 89–94, doi:10.1007/BF00409723.
↑ Michihiko Kobayashi, Noriyuki Yanaka, Toru Nagasawa, Hideaki Yamada: Hyperinduction of an aliphatic nitrilase by Rhodococcus rhodochrous K22. In: FEMS Microbiology Letters. Band 77, Nr. 1, Januar 1991, S. 121–124, doi:10.1111/j.1574-6968.1991.tb04333.x.
↑ Tanii Hideji, Hashimoto Kazuo: Structure-toxicity relationship of aliphatic nitriles. In: Toxicology Letters. Band 22, Nr. 2, August 1984, S. 267–272, doi:10.1016/0378-4274(84)90077-8.
↑ Hideji Tanii, Kazuo Hashimoto: Studies on the mechanism of acute toxicity of nitriles in mice. In: Archives of Toxicology. Band 55, Nr. 1, März 1984, S. 47–54, doi:10.1007/BF00316585.
↑ K.L. Mikolajczak: Cyanolipids. In: Progress in the Chemistry of Fats and other Lipids. Band 15, Nr. 2, Januar 1977, S. 97–130, doi:10.1016/0079-6832(77)90013-1.
↑ David S. Seigler, Wanda Kawahara: New reports of cyanolipids from sapindaceous plants. In: Biochemical Systematics and Ecology. Band 4, Nr. 4, Januar 1976, S. 263–265, doi:10.1016/0305-1978(76)90050-8.

[TCI-1] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Eintrag zu Isovaleronitrile, >97.0% bei TCI Europe, abgerufen am 1. Oktober 2023.

[CRC-2] 1 2 3 CRC Handbook of Chemistry and Physics, 85th Edition. Band 3. Taylor & Francis, ISBN 978-0-8493-0485-9, S. 374 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).

[3] Denise M. Tieman, Michelle Zeigler, Eric A. Schmelz, Mark G. Taylor, Peter Bliss, Matias Kirst, Harry J. Klee: Identification of loci affecting flavour volatile emissions in tomato fruits. In: Journal of Experimental Botany. Band 57, Nr. 4, 1. März 2006, S. 887–896, doi:10.1093/jxb/erj074.

[4] Diop Ndiaye Nafissatou, Munier Sylvie, Pelissier Yves, Boudard Fr eacute d eacute ric, Mertz Christian, Lebrun Marc, Dhuique Mayer Claudie, Dornier Manuel: Comparison of phenolic and volatile profiles of edible and toxic forms of Detarium senegalense J. F. GMEL. In: African Journal of Biotechnology. Band 15, Nr. 16, 20. April 2016, S. 622–632, doi:10.5897/AJB2015.15141.

[5] Adrian J. Cutler, Eric E. Conn: The biosynthesis of cyanogenic glucosides in Linum usitatissimum (linen flax) in Vitro. In: Archives of Biochemistry and Biophysics. Band 212, Nr. 2, Dezember 1981, S. 468–474, doi:10.1016/0003-9861(81)90389-1.

[6] Koji Noge, Shigeru Tamogami: Isovaleronitrile co-induced with its precursor, l -leucine, by herbivory in the common evening primrose stimulates foraging behavior of the predatory blue shield bug. In: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry. Band 82, Nr. 3, 4. März 2018, S. 395–406, doi:10.1080/09168451.2018.1433019.

[7] J. Strating, W.M. Westra: Isovaleronitrile, a characteristic component of beet molasses alcohol. In: Journal of Chromatography A. Band 244, Nr. 1, Juli 1982, S. 159–165, doi:10.1016/S0021-9673(00)80134-X.

[8] M. A. Popov, N. I. Shuikin: Catalytic synthesis of nitriles: Communication 5. Conversion of isoalkanols into nitriles by means of ammonia. In: Bulletin of the Academy of Sciences of the USSR Division of Chemical Science. Band 10, Nr. 10, Oktober 1961, S. 1729–1731, doi:10.1007/BF00911450.

[9] D.D. Dixon, W.F. Burgoyne: Nitriles from olefins and ammonia via one-carbon homologation. In: Applied Catalysis. Band 20, Nr. 1–2, Januar 1986, S. 79–90, doi:10.1016/0166-9834(86)80007-0.

[10] H Komeda, Y Hori, M Kobayashi, S Shimizu: Transcriptional regulation of the Rhodococcus rhodochrous J1 nitA gene encoding a nitrilase. In: Proceedings of the National Academy of Sciences. Band 93, Nr. 20, Oktober 1996, S. 10572–10577, doi:10.1073/pnas.93.20.10572, PMID 8855219, PMC 38194 (freier Volltext).

[11] Toru Nagasawa, Michihiko Kobayashi, Hideaki Yamada: Optimum culture conditions for the production of benzonitrilase by Rhodococcus rhodochrous J1. In: Archives of Microbiology. Band 150, Nr. 1, Mai 1988, S. 89–94, doi:10.1007/BF00409723.

[12] Michihiko Kobayashi, Noriyuki Yanaka, Toru Nagasawa, Hideaki Yamada: Hyperinduction of an aliphatic nitrilase by Rhodococcus rhodochrous K22. In: FEMS Microbiology Letters. Band 77, Nr. 1, Januar 1991, S. 121–124, doi:10.1111/j.1574-6968.1991.tb04333.x.

[13] Tanii Hideji, Hashimoto Kazuo: Structure-toxicity relationship of aliphatic nitriles. In: Toxicology Letters. Band 22, Nr. 2, August 1984, S. 267–272, doi:10.1016/0378-4274(84)90077-8.

[14] Hideji Tanii, Kazuo Hashimoto: Studies on the mechanism of acute toxicity of nitriles in mice. In: Archives of Toxicology. Band 55, Nr. 1, März 1984, S. 47–54, doi:10.1007/BF00316585.

[15] K.L. Mikolajczak: Cyanolipids. In: Progress in the Chemistry of Fats and other Lipids. Band 15, Nr. 2, Januar 1977, S. 97–130, doi:10.1016/0079-6832(77)90013-1.

[16] David S. Seigler, Wanda Kawahara: New reports of cyanolipids from sapindaceous plants. In: Biochemical Systematics and Ecology. Band 4, Nr. 4, Januar 1976, S. 263–265, doi:10.1016/0305-1978(76)90050-8.