Содержание материала
История [ править ]
Первое соединение ряда гомологов нитрилов, нитрил муравьиной кислоты , цианистый водород был впервые синтезирован К. В. Шееле в 1782 году. В 1811 году Дж. Л. Гей-Люссак смог получить очень токсичную и летучую чистую кислоту. .
Около 1832 г. бензонитрил , нитрил бензойной кислоты , был получен Фридрихом Велером и Юстусом фон Либихом , но из-за минимального выхода синтеза не были определены ни физические, ни химические свойства, ни предложенная структура. В 1834 году Теофиль-Жюль Пелуз синтезировал пропионитрил., предполагая, что это эфир пропионового спирта и синильной кислоты.
Синтез бензонитрила Германом Фелингом в 1844 году путем нагревания бензоата аммония был первым методом, позволившим получить достаточно вещества для химических исследований. Фелинг определил структуру, сравнивая свои результаты с уже известным синтезом цианистого водорода путем нагревания формиата аммония . Он придумал название «нитрил» для вновь обнаруженного вещества, которое и стало названием этой группы соединений.
Реакция восстановления
Как известно, нитросоединения могут восстанавливаться до аминов. Не является исключением и нитробензол, формула которого предполагает возможность этой реакции. Она часто применяется в промышленности для синтеза анилина.
Но нитробензол может давать и очень много других продуктов восстановления. Чаще всего используют восстановление атомарным водородом в момент его выделения, т. е. в реакционной смеси проводят реакцию взаимодействия кислоты с металлом, и выделяющийся водород вступает в реакцию с нитробензолом. Обычно при таком взаимодействии получается анилин.
Если на нитробензол подействовать цинковой пылью в растворе хлорида аммония, то продуктом реакции будет являться N-фенилгидроксиламин. Это соединение довольно легко может быть восстановлено стандартным способом до анилина, либо же окислено обратно в нитробензол сильным окислителем.
Восстановление также может вестись в газовой фазе молекулярным водородом в присутствии платины, палладия или никеля. В этом случае также получается анилин, но существует вероятность восстановления самого бензольного ядра, что зачастую нежелательно. Иногда также применяют такой катализатор, как никель Ренея. Он представляет из себя пористый никель, насыщенный водородом и содержащий 15 % алюминия.
При восстановлении нитробензола алкоголятами калия или натрия образуется азоксибензол. Если использовать более сильные восстановители в щелочной среде, то получается азобензол. Эта реакция также довольно важна, так как с ее помощью синтезируют некоторые красители. Азобензол может быть подвергнут дальнейшему восстановлению в щелочной среде до образования гидразобензола.
Изначально восстановление нитробензола проводилось сульфидом аммония. Этот способ в 1842 г предложил Зинин Н. Н., поэтому реакция носит его имя. Но в настоящий момент ее уже редко применяют на практике из-за низкого выхода.
Характеристики
Сырье обычно желтого цвета, хотя в зависимости от производителя оно может иметь оранжевый или красный оттенок. Его удлинение при разрыве составляет ≥ 300%, а предел прочности при растяжении ≥ 10 Н / мм 2 (10 МПа). NBR обладает хорошей стойкостью к минеральным маслам, растительным маслам, бензолу / бензину, обычным разбавленным кислотам и щелочам.
Важным фактором в свойствах NBR является соотношение акрилонитрильных групп и бутадиеновых групп в основной цепи полимера, называемое содержанием ACN. Чем ниже содержание ACN, тем ниже температура стеклования; однако чем выше содержание ACN, тем лучше будет сопротивление полимера неполярным растворителям, как упомянуто выше. Большинство применений, требующих как устойчивости к растворителям, так и гибкости при низких температурах, требуют содержания ACN 33%.
Свойство | Стоимость |
---|---|
Появление | |
Твердость по Шору А | 30–90 |
Напряжение разрушения при растяжении, предельное | 500-2500 фунтов на квадратный дюйм |
Относительное удлинение после разрушения в% | 600% максимум |
Плотность | Может составлять около 1,00 г / см 3. |
На что стоит обратить внимание при покупке перчаток
Выбирая средства защиты рук, вы неизбежно задумаетесь: какие перчатки приобрести: латексные или виниловые? или что лучше выбрать: перчатки нитриловые или латексные? Можно ответить однозначно: всегда учитывайте характер будущих работ или манипуляций. Прежде чем заказывать большую партию, изделие следует протестировать на индивидуальную переносимость: перчатки не должны вызывать аллергическую реакцию.
Важно подобрать правильный размер изделия, оно должно плотно облегать руку и не мешать проведению манипуляций. Перчатки не должны сильно сжимать руку, но и слишком большой размер не приветствуется – работать в таких перчатках будет неудобно
Перед покупкой перчатки следует осмотреть на наличие дефектов и других повреждений. Лучше всего приобретать сразу несколько пар. Хранить изделия следует, избегая попадания прямых солнечных лучей, вдали от источников тепла, избегая при этом условий повышенной влажности.
Вывод: Прежде чем купить перчатки резиновые или из полимерных материалов, нужно понимать, какой вид изделий предназначен для проведения определенного круга работ. Например, перчатки латексные и резиновые: разница здесь очень ощутимая, особенно в тактильных ощущениях, плюс характеристики прочности отличаются. Сегодня выбор изделий индивидуальной защиты очень велик и среди всего разнообразия видов всегда можно найти наиболее подходящий вариант.
Индивидуальные доказательства
- Ханс Бейер и Вольфганг Вальтер : Organische Chemie , S. Hirzel Verlag, Штутгарт, 22-е издание, 1991, ISBN 3-7776-0485-2 , стр. 266-269.
- Запись о нитрилах . В: Сборник химической терминологии ИЮПАК («Золотая книга») . doi : Версия: 2.3.3.
- Запись о карбонитрилах . В: Сборник химической терминологии ИЮПАК («Золотая книга») . doi : Версия: 2.3.3.
- Флориан Глёкльхофер, Маркус Лунцер, Йоханнес Фрёлих: Простой синтез цианоаренов из хинонов путем восстановительной ароматизации циангидриновых промежуточных продуктов . В: Synlett . лента26 , вып.07 , 1 апреля 2015 г., стр.950-952 , DOI : .
- Харальд Грёгер, Ясухиса Асано: Не содержащие цианидов энантиоселективные каталитические стратегии для синтеза хиральных нитрилов . В: Журнал органической химии . DOI : .
Области применения нитриловых перчаток
Патент на изобретение нитриловых перчаток был получен Неилом Тиллитсоном и Люком де Беккер в 1997 году. С этого времени производство нитриловых перчаток давно поставлено на поток, а сами изделия нашли широкое применение во всех областях промышленности, медицине, косметологии.
Перчатки из искусственного каучука не столь тесно облегают руки, как латексные, поэтому хирургические нитриловые перчатки не получили широкого распространения. Однако медицинские нитриловые перчатки в 3 раза более устойчивы к проколам, чем латексные. Поэтому стерильные и нестерильные неопудренные нитриловые перчатки используются для работы на скорой помощи, в стоматологии, серологии.
В течение многих лет одноразовые перчатки считались бесполезными в автомобильной промышленности по причине того, что природный латекс попросту растворялся при контакте с маслом, дизельным топливом или бензином. В настоящее время автопроизводители и сервисные центры являются оптовыми покупателями химически стойких нитриловых перчаток. Такие перчатки выдерживают высокие температуры под капотом, устойчивы практически ко всем химическим веществам и обеспечивают достаточную тактильную чувствительность в работе.
Благодаря высокой устойчивости к нефтехимии, нитриловые перчатки активно используют в нефтеперерабатывающей промышленности.
В косметологии часто используют перчатки с текстурой на пальцах, это обеспечивает специалисту хороший захват инструмента, в тоже время не препятствуя скольжению. В них очень удобно проводить некоторые процедуры׃ пилинги, нанесение масок, очищение кожи и т.д.
Нитриловые перчатки используются не только на производствах, но и в обиходе рядовыми жителями. Они удобны для уборки в квартире, работе на садовом участке, мелких ремонтных работах поскольку прекрасно защищают кожу рук от грязи и химических веществ, не вызывая раздражения или высыхания кожи. Производители нитриловых перчаток предлагают такие разновидности, как перчатки нитриловые манжет крага (частичное покрытие или полный облив) и перчатки с полным нитриловым покрытием.
Производство
Нитрилы получают промышленным способом гидроцианирования ( сложение из HCN в алкены) и каталитического окисления в алкены и аммиака с воздухом.
В лабораторных условиях нитрилы могут быть получены реакцией цианидов щелочных металлов ( солей щелочных металлов с синильной кислотой) , получают галогениды алкилов ( синтез нитрила Кольбе ). Это создает нитрил алкана и галогенид щелочного металла. Изонитрилы возникают как побочные продукты . Превращение йодистого метила с цианидом натрия в ацетонитрил и йодид натрия , приведен в качестве примера такой реакции:
- С.ЧАС3Я.+NаС.N⟶С.ЧАС3С.N+NаЯ.{\ displaystyle \ mathrm {CH_ {3} I + NaCN \ longrightarrow CH_ {3} CN + NaI}}
Другими вариантами являются дегидратация альдоксимов z. B. Пентахлорид фосфора PCl 5, аналог перегруппировки Бекмана , или реакция тиоцианатов металлов с карбоновыми кислотами, известная как синтез нитрила Леттса .
Получение арилнитрилов из хинонов восстановительной ароматизацией силилированных промежуточных продуктов циангидрина
Производство арилнитрилов достигается благодаря
- Реакция зандмейер ( диазотирования из анилиновых производных и реакции с медью (I) , цианид )
- Rosenmund-фон Браун реакция (прямое преобразование из арила метила с медью (I) , цианид )
- Восстановительная ароматизация из силилированных циангидринов (реакция хинонов с триметилсилилцианидом и последующей ароматизацией с PBr 3 )
Энантиоселективный синтез хиральных нитрилов
Энантиоселективный синтез нитрилов привлекает все большее внимание , так как стерический однородные хиральных нитрилы используются в качестве лекарственных средств ( вилдаглиптина , Saxagliptin )
Химические свойства
Муравьиная кислота вступает в реакции, характерные как для кислот, так и для альдегидов. Проявляя свойства альдегида, она легко окисляется до угольной кислоты:
В частности, НСООН окисляется аммиачным раствором Ag2O и гидроксидом меди (II) Сu(ОН)2, т. е. дает качественные реакции на альдегидную группу:
При нагревании с концентрированной H2SO4 муравьиная кислота разлагается на оксид углерода (II) и воду:
Муравьиная кислота заметно сильнее других алифатических кислот, так как карбоксильная группа в ней связана с атомом водорода, а не с электроно-донорным алкильным радикалом.
Способы получения
1. Дегидратация амидов RCONH2, аммониевых солей карбоновых кислот RCOONH2 или альдоксимов RCH=NOH (перегруппировка Бекмана) при нагреве с Р2O5, PCl5, POCl3 или SOCl2. В промышленности реакцию обычно проводят в присутствии катализаторов дегидратации (Н3PO4 и ее соли) в атмосфере NH3, например:
2. Алкилирование синильной кислоты или её солей:
- C2H5I + KCN →(при нагревании) C2H5CN + KI;
- (CH3O)2SO2 + 2KCN → 2CH3CN + K2SO4;
- Ar—SO2OCH3 + KCN → CH3CN + Ar—SO3K, где Ar— ароматический радикал.
При алкилировании алкил- и аралкилгалогенидами широко применяют межфазный катализ, например при промышленном получении бензилцианида.Ароматические нитрилы получают взаимодействием арилгалогенидов с CuCN, сплавлением солей сульфокислот с NaCN или разложением диазосоединений в присутствии CuCN, например:
- Ph-Cl + CuCN → Ph-CN + CuCl;
- Ar-SO3Na + NaCN → Ar-CN + Na2SO3, где Ph- фенил радикал или C6H6—
- Ar-N2+Cl-+CuCN=CuCl+N2+Ar-CN
Взаимодействие ароматических углеводородов с хлорцианом в присутствии хлорида алюминия:
- C6H6 + ClCN → C6H5CN + HCl.
3. Присоединение HCN по кратным связям (используют для получения промышленно важных нитрилов), например:
- HCN + RCHO → RCH(OH)CN;
- HCN + CH≡CH + Cu+ → CH2=CHCN;
- HCN + CH2=CH2 (кат. Pd/Al2O3) → CH3CH2CN;
- HCN + RCH=NH → RCH(NH2)CN.
Циангидрины получают присоединением HCN к карбонильным соединениям или эпоксидам в присутствии оснований.
4. Окисление углеводородов, спиртов и альдегидов.Совместное окисление углеводородов и NH3 кислородом воздуха при 400—500°С в присутствии молибдатов и фосфомолибдатов Bi, молибдатов и вольфраматов Те и Се и других катализаторов (окислительный аммонолиз):Для окисления могут быть использованы спирты в альдегиды, например:
- CH2=CHCH3 + NH3 + O2 → CH2=CHCN + H2O;
Для окисления могут быть использованы спирты и альдегиды, например:
- C2H5OH + NH3 + → CH3CN + H2O + H2;
Нитрилы образуются также при действии окислителей на амины:
- Ph-CH2NH2 (кат. NiO2; 300—350°C) → PhCN + 2H2;
5. Теломеризация олефинов с галогенцианидами или реакций последних с магнийорганическими соединениями:
nCH2=CH2 + ClCN → Cl(CH2CH2)nCN;RMgX + ClCN → RCN + MgXCl;
Производство
Krynac 33110 F в тюках из нитрильного каучука
Эмульгатор (мыло), акрилонитрил, различные мономеры бутадиена (включая 1,3-бутадиен, 1,2-бутадиен ), активаторы, генерирующие радикалы, и катализатор добавляют в емкости для полимеризации при производстве горячего NBR. Вода служит реакционной средой внутри сосуда. Резервуары нагревают до 30–40 ° C, чтобы облегчить реакцию полимеризации и способствовать образованию разветвлений в полимере. Поскольку в производстве нитрильного каучука участвуют несколько мономеров, способных к развитию реакции, состав каждого полимера может варьироваться (в зависимости от концентраций каждого мономера, добавляемого в резервуар для полимеризации, и условий внутри резервуара). Одна повторяющаяся единица, встречающаяся во всем полимере, может не существовать. По этой причине для обычного полимера также нет названия ИЮПАК.
Мономеры обычно реагируют от 5 до 12 часов. Полимеризации позволяют пройти до ~ 70% конверсии перед добавлением «короткоствольного» агента (такого как диметилдитиокарбамат и диэтилгидроксиламин) для реакции с оставшимися свободными радикалами. После того, как образовавшийся латекс «перестанет действовать», непрореагировавшие мономеры удаляются с помощью пара в отпарной колонне для суспензии. Извлечение непрореагировавших мономеров близко к 100%. После извлечения мономера латекс проходит через серию фильтров для удаления нежелательных твердых частиц, а затем направляется в резервуары для смешивания, где он стабилизируется антиоксидантом . Полученный полимерный латекс коагулируют с использованием нитрата кальция , сульфата алюминия и других коагулирующих агентов в алюминиевом резервуаре. Затем коагулированное вещество промывают и сушат до получения резиновой крошки.
Процесс производства холодного NBR очень похож на процесс производства горячего NBR. Емкости для полимеризации нагреваются до 5–15 ° C вместо 30–40 ° C. В условиях более низких температур на полимерах образуется меньше разветвлений (количество разветвлений отличает холодный NBR от горячего NBR).
Нитрилы карбоновых кислот
От других функциональных производных карбоновых кислот нитрилы отличаются отсутствием карбонильной группы.
Общая формула нитрилов — R-С≡N
Номенклатура
Ациклические соединения R-CN называют по названию углеводорода с соответствующим количеством углеродных атомов, включая углеродный атом группы -С≡N, к которому добавляют суффикс – нитрил. А также от названий ацильных остатков карбоновых кислот, к которым добавляется суффикс -нитрил:
Названия нитрилов также можно образовывать из названий карбоновых кислот заменой окончания –карбоновая кислота на –карбонитрил:
Способы получения
1. Дегидратация амидов
Нитрилы получают дегидратацией амидов при нагревании с сильными водоотнимающими средствами — оксидом фосфора (V) P2O5 или трихлороксидом фосфора POCl3:
2. Взаимодействие галогеналканов с цианидами щелочных металлов
Нитрилы можно получить при взаимодействии галогеналканов с солями циановодородной кислоты:
Характеристика реакционной способности
Реакционная способность нитрилов обусловлена наличием в их структуре цианогруппы -С≡N. Цианогруппа имеет линейное строение, атомы углерода и азота находятся в sp-гибридизации и образуют между собой полярную тройную связь, электронная плотность которой смещена к атому азота.
Проявляя отрицательный индуктивный эффект (-I-эффект), цианогруппа смещает на себя электронную плотность с углеводородного радикала и тем самым увеличивает подвижность атомов водорода при α— углеродном атоме (СН-кислотность).
По месту разрыва тройной связи нитрилы вступают в реакции нуклеофильного присоединения, за счет α-углеродных атомов для них характерны реакции конденсации.
Химические свойства
1. Гидролиз нитрилов
При нагревании с водными растворами щелочей или кислот нитрилы гид-ролизуются с образованием карбоновых кислот.
Гидролиз идет в две стадии. Вначале по месту разрыва кратной связи присоединяется одна молекула воды, в результате чего образуются амиды, которые могут быть выделены в индивидуальном состоянии. Дальнейший гидролиз амидов приводит к карбоновым кислотам:
2. Восстановление нитрилов
При восстановлении нитрилов алюмогидридом лития (LiAlH4) или водородом в присутствии катализатора образуются первичные амины:
Отдельные представители
Ацетонитрил СН3-С≡N — бесцветная жидкость со слабым эфирным запахом (т.кип.81,6С), смешивается с водой, этиловым спиртом, диэтиловым эфиром, ацетоном, CCl4 и другими органическими растворителями.
Ацетонитрил используется для растворения масел, жиров, лаков, эфиров целлюлозы, различных синтетических полимеров и неорганических солей, используется в производстве витамина B1.
Токсичен, всасывается через неповрежденную кожу, опасен при попадании в глаза.
Акрилонитрил Н2С=СН-С≡N — бесцветная или бледно желтая жидкость с характерным запахом миндаля или вишневых косточек (т.кип.77,3С), пары тяжелее воздуха. Растворяется в воде и многих органических растворителях.
Используют в производстве синтетического волокна (нитрон), бутадиен-нитрильного каучука, широко применяется в органическом синтезе.
Акрилонитрил относится к категории СДЯВ (сильнодействующих ядовитых веществ). Токсичное действие подобно цианидам.
Акрилонитрил необратимо связывается с белками, РНК и ДНК различных тканей. Опасен при вдыхании, ядовит при приёме внутрь — вплоть до летального исхода. Пары вызывают раздражение слизистых оболочек и кожи. Действует через неповреждённую кожу. При горении образуются ядовитые газы.
Малонодинитрил N≡С-СН2-С≡N — белое кристаллическое вещество (т.пл.32С), малорастворим в воде, растворяется в органических растворителях. Малонодинитрил вступает в различные реакции конденсации с участием как цианогрупп, так и активной метиленовой группы.
Малононитрил обладает высокой реакционной способностью, широко применяется в органическом синтезе для получения гетероциклических соединений. Используют в производстве витаминов B1 и B6, пестицидов, красителей. Его используют также как сшивающий агент для полимеров, добавку к смазочным маслам, стабилизирующую их вязкость, и комплексообразователь при извлечении золота.
Малононитрил высокотоксичен. Метаболизируются организмом до цианида и тиоцианата. Последствия вдыхания токсичных газов будут связаны с воздействием цианида.
Причиняет вред головному мозгу и сердцу, связанный с недостатком клеточного кислорода.
Рубрики: ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
Физические и химические свойства[править | править код]
Нитрилы являются жидкими или твёрдыми веществами. Они растворяются в органических растворителях. Низшие нитрилы хорошо растворяются в воде, но с увеличением их молярной массы растворимость в воде падает.
Нитрилы способны вступать в реакции как с электрофильными реагентами по атому азота, так и с нуклеофильными реагентами по атому углерода, что обусловлено резонансной структурой нитрильной группы. Неподелённая электронная пара на атоме азота способствует образованию комплексов нитрилов с солями металлов, например, с CuCl, NiCl2, SbCl5. Наличие нитрильной группы приводит к снижению энергии диссоциации связи C-H у α-углеродного атома. Связь C≡N способна присоединять другие атомы и группы.
Гидролиз нитрилов в кислой среде приводит сначала к амидам, потом — к соответствующим карбоновым кислотам:
-
- RCN→HXRC+=NHX−→−HXH2ORC(OH)=NH→RCONH2→−NH3H2ORCOOH{\displaystyle {\mathsf {RCN{\xrightarrow{HX}}X^{-}{\xrightarrow{H_{2}O}}{\xrightarrow{}}RCONH_{2}{\xrightarrow{H_{2}O}}RCOOH}}}
Гидролиз нитрилов в щелочной среде даёт соли карбоновых кислот.
Реакция нитрилов с пероксидом водорода (реакция Радзишевского) приводит к амидам:
-
- RCN+HOO−→RC(OOH)=N−→H2ORC(OOH)=NH→H2O2RCONH2+O2+H2O{\displaystyle {\mathsf {RCN+HOO^{-}{\xrightarrow{}}RC(OOH){\text{=}}N^{-}{\xrightarrow{H_{2}O}}RC(OOH){\text{=}}NH{\xrightarrow{H_{2}O_{2}}}RCONH_{2}+O_{2}+H_{2}O}}}
Взаимодействие нитрилов со спиртами в присутствии кислотных катализаторов (реакция Пиннера) позволяет получать гидрогалогениды имидоэфиров, которые далее гидролизуются до сложных эфиров. Взаимодействие с тиолами в аналогичной реакции приводит соответственно к солям тиоимидатов и эфирам тиокарбоновых кислот:
-
- RCN→R′OH,HXRC(OR′)=N+H2X−→−NH4+NH3RC(OR′)=NH→H2ORCOOR′+NH3{\displaystyle {\mathsf {RCN{\xrightarrow{R’OH,HX}}X^{-}{\xrightarrow{NH_{3}}}RC(OR’){\text{=}}NH{\xrightarrow{H_{2}O}}RCOOR’+NH_{3}}}}
При действии на нитрилы сероводорода образуются тиоамиды RC(S)NH2, при действии аммиака, первичных и вторичных аминов — амидины RC(NHR’)=NH, при действии гидроксиламина — амидоксимы RC(NH2)=NOH, при действии гидразона — амидогидразоны RC(NH2)=NNH2.
Реакция нитрилов с реактивами Гриньяра даёт N-магнийзамещённые кетимины, которые в кислой среде гидролизуются до кетонов:
-
- RCN+R′MgX→RC(R′)=NMgX→−MgX2,−NH4XH2O,HXRR′CO{\displaystyle {\mathsf {RCN+R’MgX{\xrightarrow{}}RC(R’){\text{=}}NMgX{\xrightarrow{H_{2}O,HX}}RR’CO}}}
Нитрилы реагируют с ненасыщенными соединениями (реакция Риттера) с образованием замещённых амидов:
-
- (CH3)2C=CH2+CH3CN→H+CH3CONHC(CH3)3{\displaystyle {\mathsf {(CH_{3})_{2}C{\text{=}}CH_{2}+CH_{3}CN{\xrightarrow{H^{+}}}CH_{3}CONHC(CH_{3})_{3}}}}
С диенами вступают в реакцию Дильса-Альдера:
Восстановление нитрилов идёт постадийно до образования первичных аминов. Чаще всего реакцию проводят водородом на платиновом, палладиевом (при 1-3 атм. 20-50 °C) или никелевом, кобальтовом катализаторах (100—250 атм., 100—200 °C) в присутствии аммиака. В лабораторных условиях нитрилы восстанавливают натрием в этаноле, алюмогидридом калия и борогидридом натрия:
-
- RCN→HRCH=NH→HRCH2-NH2{\displaystyle {\mathsf {RCN{\xrightarrow{}}RCH{\text{=}}NH{\xrightarrow{}}RCH_{2}{\text{-}}NH_{2}}}}
Реакция нитрилов с карбонильными соединениями по Кнёвенагелю ведёт к цианоалкенам:
-
- RCH2CN+R′R″CO⇄R′R″C=C(CN)R{\displaystyle {\mathsf {RCH_{2}CN+R’R»CO\rightleftarrows R’R»C{\text{=}}C(CN)R}}}
Синтез [ править ]
В промышленности основными методами производства нитрилов являются аммоксидирование и гидроцианирование . Оба пути имеют зеленый цвет в том смысле, что они не генерируют стехиометрические количества солей.
Аммоксидирование править
В аммокисления , А углеводородный частично окисляется в присутствии аммиака . Это преобразование широко практикуется для акрилонитрила
- СН 3 СН = СН 2 + 32 O 2 + NH 3 → НЦМК = СН 2 + 3 Н 2 О
При производстве акрилонитрила побочным продуктом является ацетонитрил . В промышленном масштабе несколько производных бензонитрила , фталонитрила , а также изобутиронитрила получают аммоксидированием. Процесс катализируется оксидами металлов и, как предполагается, протекает через имин.
Гидроцианирование править
Гидроцианирование — это промышленный метод получения нитрилов из цианистого водорода и алкенов. Для этого процесса требуются гомогенные катализаторы . Примером гидроцианирования является производство адипонитрила , предшественника нейлона-6,6 из 1,3-бутадиена
- CH 2 = CH − CH = CH 2 + 2 HCN → NC (CH 2 ) 4 CN
Из органических галогенидов и цианидных солей править
Две реакции метатезиса солей популярны для реакций лабораторного масштаба. В синтезе нитрильной Кольбы , алкилгалогениды подвергаются нуклеофильному алифатическому замещению с щелочными металлами цианидами . Арилнитрилы получают в синтезе Розенмунда-фон Брауна .
Цианогидрины править
Синтез ароматических нитрилов через силилированные циангидрины
В циангидринах представляют собой особый класс нитрилов. Обычно они возникают в результате присоединения цианидов щелочных металлов к альдегидам в реакции циангидрина . Из-за полярности органического карбонила эта реакция не требует катализатора, в отличие от гидроцианирования алкенов. О-силилциангидрины образуются путем присоединения триметилсилилцианида в присутствии катализатора (силилцианирование). Цианогидрины также получают реакциями трансциангидрина, начиная, например, с ацетонциангидрином в качестве источника HCN.
Дегидратация амидов и оксимов править
Нитрилы можно получить дегидратацией первичных амидов . В присутствии этилового dichlorophosphate и DBU , бензамид обращенных к бензонитрил Другие реагенты , которые являются общими используются для этой цели , включают Р 4 O 10 , и SOCl 2 .
- Двумя промежуточными продуктами в этой реакции являются амидный таутомер A и его фосфатный аддукт B.
При соответствующей дегидратации вторичные амиды дают нитрилы в результате разложения амида фон Брауна . В этом случае разрывается одна связь CN. Дегидратация альдоксимов (RCH = NOH) также дает нитрилы. Типичными реагентами для этого превращения являются триэтиламиндиоксид серы , цеолиты или сульфурилхлорид . Использование этого подхода — это однореакторный синтез нитрилов из альдегида с гидроксиламином в присутствии сульфата натрия .
из арилкарбоновых кислот ( Леттс-нитрильный синтез )
Реакция Сандмейера править
Ароматические нитрилы часто получают в лаборатории из анилина через диазониевые соединения . Это реакция Сандмейера . Требуются цианиды переходных металлов.
- ArN+ 2+ CuCN → ArCN + N 2 + Cu +
Другие методы править
- Коммерческим источником цианидной группы является цианид диэтилалюминия Et 2 AlCN, который может быть получен из триэтилалюминия и HCN. Он использовался в нуклеофильном добавлении к кетонам . Для примера его использования см .: Kuwajima Taxol total Synthesis.
- цианид-ионы облегчают связывание дибромидов. Реакция α, α′-дибромадипиновой кислоты с цианидом натрия в этаноле дает цианоциклобутан
- В так называемой реакции Франшимона (которая была разработана бельгийским докторантом Антуаном Полем Николя Франшимоном (1844-1919) в 1872 году) α-бромкарбоновая кислота димеризуется после гидролиза цианогруппы и декарбоксилирования
- Ароматические нитрилы могут быть получены путем основного гидролиза трихлорметиларилкетиминов (RC (CCl 3 ) = NH) в синтезе Губена-Фишера
- Нитрилы можно получить из первичных аминов путем окисления . Общие методы включают в себя использование персульфата калия , трихлоризоциануровой кислоту , или анодный электросинтез .
- α — Аминокислоты образуют нитрилы и диоксид углерода посредством различных способов окислительного декарбоксилирования . Генри Дрисдейл Дакин открыл это окисление в 1916 году.