ニトリル

ニトリル基の構造

ニトリルは、-C≡N官能基を持つ有機化合物である。 この-C≡N官能基はニトリル基と呼ばれる。 CN基では、炭素原子と窒素原子が「三重」共有結合と呼ばれる結合で結ばれている。 化学者は、分子中にニトリル基があることを示すために、分子名をつけるときに接頭語のシアノを用いる。 後者は式CN-で表される負イオンである。 しかし、ニトリル基はシアニド基またはシアノ基と呼ばれることもあり、この基を含む化合物はシアニドと呼ばれることがある。 条件によっては、ニトリルは毒性の強いシアン化物（CN-）イオンを放出することがある。

さまざまなニトリルが重要な機能を担っている。 例えば、ベンゾニトリルは溶媒として有用であり、他の物質の合成の前駆体である。 また、アクリロニトリルと名付けられた一般的なニトリルは、アクリル繊維を構成するポリアクリロニトリルとして知られるポリマーに変換することが可能である。 アクリロニトリルはまた、特定のナイロンの合成やアクリルアミドとアクリル酸の工業的製造に使用されます。

歴史

シアン化水素は、無水化合物を得ようとしたときに殺されたカール・ヴィルヘルム・シェールによって1782年に最初に合成されました。 1811年にJoseph Louis Gay-Lussacが初めて純粋な酸を調製し、1832年にFriedrich WöhlerとJustus von Liebigが初めてシアン化ベンゾイルとベンゾニトリルのニトリルを調製した。 3306>

ニトリルの合成

ニトリルは、以下の有機化学の方法のいずれかによって調製できる：

• ハロゲン化アルキルと金属シアンの反応（求核的脂肪族置換）
• 第1級アミドの脱水反応。 多くの試薬が利用可能である。 例えばベンズアミドはベンゾニトリルに変換できる：

この反応の二つの中間体はアミド互変異性体Aとそのリン酸付加体Bである。

• 二級アミドの脱水反応（フォンブラウンアミド分解）
• アルドキシム類の脱水反応。 (試薬はトリエチルアミン/二酸化硫黄、ゼオライト、塩化スルフリルが考えられる)
• アルデヒドからヒドロキシルアミンと硫酸ナトリウムでワンポットシンセシス。

ある研究では、芳香族または脂肪族アルデヒドをヒドロキシルアミンおよび無水硫酸ナトリウムと、マイクロ波照射下で非常に少量の時間、乾燥媒体反応させ、中間アルドキシムを通して反応させる。

• シアノヒドリン反応における金属シアンとアルデヒドの反応
• アリールカルボン酸からの誘導体（レッツニトリル合成）
• サンドマイヤー反応におけるジアゾニウム化合物からの芳香族ニトリルの合成
• アルデヒドの反応。

ニトリルの反応

有機化合物中のニトリル基は、特定の反応物や条件を与えると、様々な反応を起こすことができる。

• 加水分解では、ニトリルは高温で酸と水、または塩基と水と反応させる。 酸による加水分解ではカルボン酸が、アルカリによる加水分解ではカルボン酸塩が生成する。
• 有機還元では、ニトリルをニッケル触媒を用いて水素と反応させて還元し、この反応によりアミンが形成される。 イミンへの還元とアルデヒドへの加水分解は、スティーブン・アルデヒド合成
• ニトリルは求核性付加反応において炭素原子で求電子性である：
  • 有機亜鉛化合物とBlaise反応
  • とアルコールとPinner反応
  • アミンサルコシンとシアナミドを反応すると、クレアチン が得られる。

  • 「還元的脱シアン化」では、ニトリル基がプロトンに置換される。 α-アミノ-ニトリルはリチウムアルミニウムヒドリドでデシアン化できる。
  • ニトリルは塩基の存在下でThorpe反応（求核付加反応）で自己反応させる。
  • 有機金属化学では、ニトリルはカルボシアン化として知られる反応でアルキンに付加することが知られている：

  

  いくつかのニトリルの用途

  • ベンゾニトリル：ベンゾニトリルは有用な溶剤と多くの誘導体の多才な先駆者である：
  • Acrylonitrile: アクリロニトリルは、アクリル繊維を構成するポリアクリロニトリルとして知られるポリマーの製造に有用なモノマーである。 アクリロニトリルを二量化するとアジポニトリルになり、ナイロンの合成に使われる。 少量のアクリロニトリルは燻蒸剤としても使用される。 アクリロニトリルはアクリルアミドとアクリル酸の工業的製造の前駆体でもある。

  また

  • シアン化物
  • シアン化水素

  注

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  官能基

  化学クラス………………………………: アルコール – アルデヒド – アルカン – アルケン – アルキン – アミド – アミン – アゾ化合物 – ベンゼン誘導体 – カルボン酸 – シアネート – エステル – エーテル – ハロアルカン – イミン – イソシアニド – イソシアン酸 – ケトン – ニトリル – ニトロ化合物 – ニトロソ化合物 – 過酸化物 – リン酸 酸 – ピリジン誘導体 – スルホン – スルホン酸 – スルホキシド – チオエーテル – チオール – トルエン誘導体

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