Articles

Nitril

On január 19, 2022 by

A nitrilcsoport szerkezete

A nitril olyan szerves vegyület, amely -C≡N funkciós csoporttal rendelkezik. A -C≡N funkciós csoportot nitrilcsoportnak nevezzük. A -CN csoportban a szén- és nitrogénatomok úgynevezett “hármas” kovalens kötéssel kapcsolódnak egymáshoz. A nitrilcsoport molekulában való jelenlétének jelzésére a kémikusok a molekula elnevezésénél a ciano előtagot használják.

A nitril funkciós csoportot meg kell különböztetni a cianidiontól. Ez utóbbi egy negatív ion, amelynek képlete CN-. Mégis a nitrilcsoportot néha cianidcsoportnak vagy cianocsoportnak nevezik, és az ezt a csoportot tartalmazó vegyületeket néha cianidoknak nevezik. Bizonyos körülmények között a nitrilek felszabadíthatják a rendkívül mérgező cianid (CN-) iont.

A különböző nitrilek fontos funkciókat töltenek be. Például a benzonitril hasznos oldószerként és más anyagok szintézisének prekurzoraként. Egy másik gyakori nitril, az akrilnitril, átalakítható a poliakrilnitril néven ismert polimerré, amelyből az akrilszálak készülnek. Az akrilnitrilt bizonyos nejlonok szintéziséhez, valamint az akrilamid és az akrilsav ipari előállításához is használják.

Történet

A hidrogén-cianidot először 1782-ben szintetizálta Carl Wilhelm Scheele, aki a vízmentes vegyület megszerzésére tett kísérlete során életét vesztette. Joseph Louis Gay-Lussac 1811-ben állította elő elsőként a tiszta savat, Friedrich Wöhler és Justus von Liebig pedig 1832-ben a benzoil-cianid és a benzonitril nitrileket. Théophile-Jules Pelouze 1834-ben szintetizálta a propionitrilt.

Nitrilek szintézise

A nitrilek az alábbi szerves kémiai módszerek bármelyikével előállíthatók:

  • Alkilhalogenid reakciója (nukleofil alifás szubsztitúció) fémcianiddal.
  • Primer amid dehidratációs reakciója. Számos reagens áll rendelkezésre. Például a benzamid átalakítható benzonitrillé:

Ebben a reakcióban két köztes termék az A amid-tutomer és annak B foszfát-adduktja.

  • Szekunder amidok dehidratációja (von Braun-amid lebontása).
  • Aldoximek dehidratációja. (Lehetséges reagensek: trietilamin/kén-dioxid, zeolitok vagy szulfuril-klorid.)
  • Egycserépszintézis aldehidből, hidroxilaminnal és nátrium-szulfáttal.

Egy tanulmányban egy aromás vagy alifás aldehidet hidroxilaminnal és vízmentes nátrium-szulfáttal száraz közegben nagyon kis ideig tartó reakcióban mikrohullámú besugárzás alatt egy köztes aldoximin keresztül reagáltatnak.

  • Fémcianid reakciója aldehiddel a cianohidrin reakcióban.
  • Aril-karbonsavakból történő leválasztás (Letts-féle nitrilszintézis).
  • Aromás nitrilek diazóniumvegyületekből a Sandmeyer-reakcióban.

Nitrilek reakciói

A szerves vegyületek nitrilcsoportjai bizonyos reaktánsok vagy körülmények hatására különböző reakciókon mehetnek keresztül. A nitrilcsoport hidrolizálható, redukálható vagy cianidionként kilökődhet a molekulából.

  • A hidrolízis során a nitrilt magas hőmérsékleten savval és vízzel, vagy bázissal és vízzel reagáltatják. A savas hidrolízis során karbonsav, a lúgos hidrolízis során karboxilát keletkezik.
  • A szerves redukció során a nitrilt nikkelkatalizátorral hidrogénnel reagáltatva redukálják; ebben a reakcióban amin keletkezik. Az iminné való redukció, majd az aldehiddé való hidrolízis következik be az Stephen-aldehidszintézisben
  • A nitril a szénatomon elektrofil a nukleofil addíciós reakciókban:
    • szerves cinkvegyülettel a Blaise-reakcióban
    • és alkoholokkal a Pinner-reakcióban.
    • A szarkozin amin reakciója cianamiddal kreatint eredményez.
  • A “reduktív decianizálás” során a nitrilcsoportot protonra cseréljük. Hatékony decianizálás a HMPA és káliumfém oldószeres redukciója tert-butil-alkoholban. α-Amino-nitrileket lítium-alumínium-hidriddel lehet decianizálni.
  • A nitrilek bázis jelenlétében önreagálnak a Thorpe-reakcióban (nukleofil addíció).
  • A fémorganikus kémiában ismert, hogy a nitrilek alkinekhez adódnak a karbocianálásnak nevezett reakcióban:

Egyes nitrilek felhasználása

  • Benzonitril: A benzonitril hasznos oldószer és sokféle származék sokoldalú előanyaga.
  • Akrilnitril: Az akrilnitril értékes monomer az akrilszálakat alkotó poliakrilnitril néven ismert polimer előállításához. Az akrilnitril dimerizációja adiponitrilt eredményez, amelyet bizonyos nejlonok szintéziséhez használnak. Kis mennyiségű akrilnitrilt füstölőszerként használnak. Az akrilnitril az akrilamid és az akrilsav ipari előállításának előanyaga is.

See also

  • Cyanide
  • Hydrogen cyanide

Notes

  1. David T. Mowry, “The Preparation of Nitriles,” Chem. Rev. 42(2) (1948): 189-283; DOI:10.1021/cr60132a001. Visszakeresve: 2007. augusztus 19.
  2. Chun-Wei Kuo, Jia-Liang Zhu, Jen-Dar Wu, Cheng-Ming Chu, Ching-Fa Yao és Kak-Shan Shia, “A Convenient New Procedure for Converting Primary Amides into Nitriles,” Chem. Commun. (2007): 301-303; DOI:10.1039/b614061k. Visszakeresve: 2007. augusztus 19.
  3. Sharwan K. Dewan, Ravinder Singh, and Anil Kumar, “One Pot Synthesis of Nitriles from Aldehydes and Hydroxylamine Hydrochloride Using Sodium Sulphate (anhyd) and Sodium Bicarbonate in Dry Media under Microwave Irradiation,” Arkivoc (2006), (ii) 41-44; Online article. Visszakeresve 2007. augusztus 19-én.
  4. Andri L. Smith és Paula Tan, “Creatine Synthesis: An Undergraduate Organic Chemistry Laboratory Experiment,” J. Chem. Educ. 83 (2006): 1654; Összefoglaló. Visszakeresve: 2007. augusztus 19.
  5. Jean-Marc Mattalia, Caroline Marchi-Delapierre, Hassan Hazimeh és Michel Chanon, “The Reductive Decyanation Reaction: Kémiai módszerek és szintetikus alkalmazások”, Arkivoc (AL-1755FR) (2006): 90-118; cikk. Visszakeresve 2007. augusztus 19-én.
  6. Yoshiaki Nakao, Akira Yada, Shiro Ebata és Tamejiro Hiyama, “A Dramatic Effect of Lewis-Acid Catalysts on Nickel-Catalyzed Carbocyanation of Alkynes,” J. Am. Chem. Soc. 129(9) (2007): 2428-2429. (Communication) DOI:10.1021/ja067364x. Retrieved August 19, 2007.
  • Daley, Richard F., and Daley, Sally J. 2005. Szerves kémia. OChem4Free.com. Retrieved April 12, 2007.
  • McMurry, John. 2004. Szerves kémia. 6. kiadás. 6. Belmont, CA: Brooks/Cole. ISBN 0534420052.
  • Morrison, Robert T., and Boyd, Robert N. 1992. Szerves kémia. 6. kiadás. Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall. ISBN 0136436692.
  • Solomons, T. W. Graham, and Fryhle, Craig B. 2004. Szerves kémia. 8. kiadás. 8th ed. Hoboken, NJ: John Wiley. ISBN 0471417998.

Funkciós csoportok

Kémiai osztály: Alkohol – Aldehid – Alkan – Alkén – Alkén – Alkin – Amid – Amin – Azovegyület – Benzolszármazék – Karbonsav – Karbonsav – Cianát – Eszter – Éter – Haloalkán – Imin – Izocianid – Izocianát – Keton – Nitril – Nitrovegyület – Nitrozovegyület – Nitrozovegyület – Peroxid – Foszforsav – Foszforsav. sav – Piridinszármazék – Szulfon – Szulfonsav – Szulfoxid – Tioéter – Tiol – Toluolszármazék

Kredit

A New World Encyclopedia írói és szerkesztői a New World Encyclopedia szabványainak megfelelően átírták és kiegészítették a Wikipédia szócikket. Ez a szócikk a Creative Commons CC-by-sa 3.0 License (CC-by-sa) feltételei szerint, amely megfelelő forrásmegjelöléssel használható és terjeszthető. A licenc feltételei szerint, amely mind az Újvilág Enciklopédia munkatársaira, mind a Wikimédia Alapítvány önzetlen önkéntes közreműködőire hivatkozhat, elismerés jár. A cikk idézéséhez kattintson ide az elfogadható idézési formátumok listájáért.A wikipédisták korábbi hozzászólásainak története itt érhető el a kutatók számára:

  • A nitril története
  • Az akrilnitril története

Az Új Világ Enciklopédiába való importálása óta a cikk története:

  • A “Nitril”

Megjegyzés: Egyes korlátozások vonatkozhatnak az egyes képek használatára, amelyek külön licenc alatt állnak.

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.