www.wikidata.uk-ua.nina.az

Нітрили Нітри ли клас органічних сполук які мають у своїй структурі функціональну групу C N В цій групі атоми Карбону та

Нітрили

Нітри́ли — клас органічних сполук, які мають у своїй структурі функціональну групу C≡N. В цій групі атоми Карбону та Нітрогену зв'язані потрійним зв'язком. Щоб показати присутність нітрильної групи в молекулі використовують префікс ціано-. Інколи групу -CN називають ціанідною або ціаногрупою, а сполуки, де вона міститься, — ціанідами.

Структура нітрильної функціональної групи

Нітрили можуть утворювати дуже токсичний іон CN−.

Історія Редагувати

Першу сполуку гомологічного ряду нітрилів — нітрил мурашиної кислоти — вперше синтезував Карл Вільгельм Шеєле в 1782 році. У 1811 році Жозеф Луї Гей-Люссак зумів синтезувати летку і дуже отруйну чисту кислоту. Нітрили аренових кислот вперше синтезували Фрідріх Велер і Юстус фон Лібіх, але зважаючи на малі виходи синтезів не було досліджено фізико-хімічних властивостей і не запропоновано будь-якої структурної формули. Теофіл-Джулез Пелоуз у 1834 році синтезував пропіоновий нітрил, назвавши його етером пропіонового спирту і синильної кислоти. Приготування бензонітрилу Германом Фелінгом у 1844 році шляхом нагрівання бензоату амонію, стало першим методом, який дозволив отримувати достатні для проведення хімічного аналізу кількості речовин. Він підтвердив структуру сполуки, порівнюючи свої результати з відомим на той час синтезом синильної кислоти, шляхом нагрівання форміату амонію. Для відкритої речовини він застосував термін нітрил, який дав назву цілій групі сполук.

Нітрили містяться в ряді рослинних та тваринних джерел. Зокрема їх зустрічають у фруктах, особливо в мигдалі.

Понад 120 природних нітрилів міститься в землі і в морі.

Отримання Редагувати

Нітрили можна отримати органічним синтезом, за допомогою таких методів:

  • Реакція нуклеофільного аліфатичного заміщення алкілгалогенідів метал ціанідами. Це синтез нітрилів Колбе. Арил нітрили готуються синтезом Розенмунда фон Брауна.
  • Реакція дегідратації первинних амідів. При проведенні цієї реакції утворюються численні проміжні речовини. Етилдихлорофосфат та 1,8-Діазобіцикло[5.4.0]ундец-7-ен одні з багатьох на шляху перетворення бензаміду у бензонітрил:

  • Взаємодія метал ціанідів з альдегідами (ціаногідринова реакція).
  • З арилкарбоксильних кислот (нітрильний синтез Летта).
  • Ароматичні нітрили можна отримати з діазосполук реакцією Зандмеєра.
  • З алкенів і алкінів гідроціануванням.
  • В промисловості ціанідну групу отримують з ціаніду диетилалюмінію Et2AlCN, який одержують з триетилалюмінію та HCN.
  • Ціанід-іони полегшують сполучення дибромідів. Реакція α,α'-дибромоадипінової кислоти з ціанідом натрію в етанолі в результаті дає ціаноциклобутан.

  • Ароматичні нітрили можна одержати гідролізом трихлорметиларилкетімінів (RC(CCl3)=NH) (синтез Гоубена-Фішера)

Хімічні властивості Редагувати

Нітрильні групи при відповідних умовах можуть вступати в різні реакції. Нітрильну групу можна гідролізувати, відновити чи відщепити від сполуки у вигляді ціанід-іону.

  • Гідроліз нітрилів RCN протікає у кілька стадій в присутності кислоти чи основи з утворенням карбоксиламідів RC(=O)NH2, а згодом карбонових кислот. Гідроліз нітрилів вважається одним із найкращих методів одержання карбонових кислот. Однак ця реакція, каталізована основою або кислотою, має певні недоліки та/або перешкоди при приготуванні амідів. Головна перешкода полягає в кінцевій нейтралізації, як кислоти, так і основи, яка спричиняє потужне солеутворення з нестійким продуктом розкладу і забруднення кінцевого продукту. Також є такі обмеження: — Реакція каталізована основою. Кінетичні вивчення дозволили оцінити порівняльні швидкості гідратації кожної стадії реакції і, як типовий приклад, констант швидкості гідролізу, каталізованого гідроксид-іоном, ацетонітрилу та ацетаміду, які становлять 1,6·10-6 і 7,4·10-5 відповідно. Порівняння цих двох значень показало, що друга стадія гідролізу, каталізованого основою, проходить із більшою швидкістю ніж перша, і реакція радше проходитиме до кінцевого продукту гідратації (солі карбонової кислоти), ніж зупиниться на стадії утворення аміду. Це наводить на думку, що аміди, отримані реакцією, каталізованою основою, будуть забруднені карбоновими кислотами і їх можна виділити тільки в невеликих кількостях. — Реакції каталізовані кислотами. Використання розчинів сильних кислот вимагає ретельного контролю температури та співвідношень реагентів для запобігання утворення полімерів, які підвищують екзотермічний характер гідролізу.
  • У реакції відновлення нітрил реагує з воднем в присутності нікелевого каталізатора. Продуктом цієї реакції є амін.
  • У реакціях нуклеофільного приєднання нітрил є електрофілом:
  • Нітрили реагують в ацилюванні Фріделя-Крафтса в реакції Гоубена — Гоеша до кетонів.
  • В реакції відновного деціанування нітрильна група заміщується протоном.
  • Нітрили самовільно реагують у присутності основ у реакції Торпе в нуклеофільному приєднанню.
  • В металоорганічній хімії нітрили відомі приєднанням до алкенів в карбоціануванні:

Органічні ціанаміди Редагувати

Ціанаміди — це N-ціано сполуки з загальною будовою R1R2N-CN і пов'язані з неорганічним джерелом ціанамідом. Для прикладу дивіться: реакція фон Брауна.

Вплив на живі організми Редагувати

Нітрили — токсичні речовини, механізм дії яких пов'язаний зі здатністю порушувати функцію ферменту цитохромоксидази і які стримують процес перенесення кисню з крові до клітин організму. Отруєння може відбутися при вдиханні парів, при потраплянні в шлунково-кишковий тракт або через шкіру в організм.

Див. також Редагувати

Примітки Редагувати

  1. David T. Mowry (1948). The Preparation of Nitriles.. Chemical reviews 42 (2): 189–283. doi:10.1021/cr60132a001. [недоступне посилання з квітня 2019]
  2. J. Pelouze (1834). Notiz über einen neuen Cyanäther. Annalen der Chemie und Pharmacie 10 (2): 249. doi:10.1002/jlac.18340100302. 
  3. Hermann Fehling (1844). Ueber die Zersetzung des benzoësauren Ammoniaks durch die Wärme. Annalen der Chemie und Pharmacie 49 (1): 91–97. doi:10.1002/jlac.18440490106. 
  4. Chun-Wei Kuo, Jia-Liang Zhu, Jen-Dar Wu, Cheng-Ming Chu, Ching-Fa Yao and Kak-Shan Shia (2007). A convenient new procedure for converting primary amides into nitriles. Chem. Commun. 2007: 301–303. doi:10.1039/b614061k. 
  5. Sharwan K, Dewan, Ravinder Singh, and Anil Kumar (2006). One pot synthesis of nitriles from aldehydes and hydroxylamine hydrochloride using sodium sulfate (anhyd) and sodium bicarbonate in dry media under microwave irradiation (open access). Arkivoc: (ii) 41–44. Архів оригіналу за 26 вересня 2007. Процитовано 2 липня 2008. 
  6. W. Nagata and M. Yoshioka (1988). Diethylaluminum cyanide. Org. Synth. ; Coll. Vol. 6: 436. 
  7. Reynold C. Fuson, Oscar R. Kreimeier, and Gilbert L. Nimmo (1930). Ring Closures In The Cyclobutane Series. Ii. Cyclization Of Α,Α′-Dibromo-Adipic Esters. J. Am. Chem. Soc. 52 (10): 4074–4076. doi:10.1021/ja01373a046. 
  8. Über eine neue Methode zur Darstellung cyclischer Nitrile durch katalytischen Abbau (I. Mitteil.) (p 2464—2472) J. Houben, Walter Fischer Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft (A and B Series) Volume 63, Issue 9 , Pages 2464—2472 DOI:10.1002/cber.19300630920
  9. http://www.drugfuture.com/OrganicNameReactions/ONR197.htm Merck & Co., Inc., Whitehouse Station
  10. V. Yu. Kukushkin, A. J. L. Pombeiro, Metal-mediated and metal-catalyzed hydrolysis of nitriles (a review), Inorg. Chim. Acta, 358 (2005) 1-21.
  11. Smith, Andri L.; Tan, Paula (2006). . J. Chem. Educ. 83: 1654. Архів оригіналу за 4 липня 2008. Процитовано 4 липня 2008. 
  12. The reductive decyanation reaction: chemical methods and synthetic applications Jean-Marc Mattalia, Caroline Marchi-Delapierre, Hassan Hazimeh, and Michel Chanon Arkivoc (AL-1755FR) pp 90-118 2006 Article[недоступне посилання з квітня 2019]
  13. Yoshiaki Nakao, Akira Yada, Shiro Ebata, and Tamejiro Hiyama (2007). A Dramatic Effect of Lewis-Acid Catalysts on Nickel-Catalyzed Carbocyanation of Alkynes. J. Am. Chem. Soc. (Communication) 129 (9): 2428–2429. doi:10.1021/ja067364x. 

Література Редагувати

  • Глосарій термінів з хімії // Й. Опейда, О. Швайка. Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л. М. Литвиненка НАН України, Донецький національний університет. — Донецьк : Вебер, 2008. — 758 с. — ISBN 978-966-335-206-0

Посилання Редагувати

Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри
Дата публікації:
Nitri li klas organichnih spoluk yaki mayut u svoyij strukturi funkcionalnu grupu C N V cij grupi atomi Karbonu ta Nitrogenu zv yazani potrijnim zv yazkom Shob pokazati prisutnist nitrilnoyi grupi v molekuli vikoristovuyut prefiks ciano Inkoli grupu CN nazivayut cianidnoyu abo cianogrupoyu a spoluki de vona mistitsya cianidami Struktura nitrilnoyi funkcionalnoyi grupiNitrili mozhut utvoryuvati duzhe toksichnij ion CN Zmist 1 Istoriya 2 Otrimannya 3 Himichni vlastivosti 4 Organichni cianamidi 5 Vpliv na zhivi organizmi 6 Div takozh 7 Primitki 8 Literatura 9 PosilannyaIstoriya RedaguvatiPershu spoluku gomologichnogo ryadu nitriliv nitril murashinoyi kisloti vpershe sintezuvav Karl Vilgelm Sheyele v 1782 roci 1 U 1811 roci Zhozef Luyi Gej Lyussak zumiv sintezuvati letku i duzhe otrujnu chistu kislotu Nitrili arenovih kislot vpershe sintezuvali Fridrih Veler i Yustus fon Libih ale zvazhayuchi na mali vihodi sinteziv ne bulo doslidzheno fiziko himichnih vlastivostej i ne zaproponovano bud yakoyi strukturnoyi formuli Teofil Dzhulez Pelouz u 1834 roci sintezuvav propionovij nitril nazvavshi jogo eterom propionovogo spirtu i sinilnoyi kisloti 2 Prigotuvannya benzonitrilu Germanom Felingom u 1844 roci shlyahom nagrivannya benzoatu amoniyu stalo pershim metodom yakij dozvoliv otrimuvati dostatni dlya provedennya himichnogo analizu kilkosti rechovin Vin pidtverdiv strukturu spoluki porivnyuyuchi svoyi rezultati z vidomim na toj chas sintezom sinilnoyi kisloti shlyahom nagrivannya formiatu amoniyu Dlya vidkritoyi rechovini vin zastosuvav termin nitril yakij dav nazvu cilij grupi spoluk 3 Nitrili mistyatsya v ryadi roslinnih ta tvarinnih dzherel Zokrema yih zustrichayut u fruktah osoblivo v migdali Ponad 120 prirodnih nitriliv mistitsya v zemli i v mori Otrimannya RedaguvatiNitrili mozhna otrimati organichnim sintezom za dopomogoyu takih metodiv Reakciya nukleofilnogo alifatichnogo zamishennya alkilgalogenidiv metal cianidami Ce sintez nitriliv Kolbe Aril nitrili gotuyutsya sintezom Rozenmunda fon Brauna Reakciya degidrataciyi pervinnih amidiv Pri provedenni ciyeyi reakciyi utvoryuyutsya chislenni promizhni rechovini Etildihlorofosfat ta 1 8 Diazobiciklo 5 4 0 undec 7 en odni z bagatoh na shlyahu peretvorennya benzamidu u benzonitril 4 nbsp Reakciya degidrataciyi vtorinnih amidiv degidrataciya amidiv fon Brauna Reakciya degidrataciyi aldoksimu z trietilaminom dioksidom sirki chi ceolitami Sintez za uchastyu aldegidu z gidroksilaminom ta sulfatom natriyu nbsp V odnu stadiyu 5 aromatichnij chi alifatichnij aldegid reaguye z gidroksilaminom ta bezvodnim sulfatom natriyu v suhomu seredovishi pri korotkotrivalomu mikrohvilovomu oprominennyu Vzayemodiya metal cianidiv z aldegidami cianogidrinova reakciya Z arilkarboksilnih kislot nitrilnij sintez Letta Aromatichni nitrili mozhna otrimati z diazospoluk reakciyeyu Zandmeyera Z alkeniv i alkiniv gidrocianuvannyam V promislovosti cianidnu grupu otrimuyut z cianidu dietilalyuminiyu Et2AlCN yakij oderzhuyut z trietilalyuminiyu ta HCN 6 Cianid ioni polegshuyut spoluchennya dibromidiv Reakciya a a dibromoadipinovoyi kisloti z cianidom natriyu v etanoli v rezultati daye cianociklobutan 7 nbsp Aromatichni nitrili mozhna oderzhati gidrolizom trihlormetilarilketiminiv RC CCl3 NH sintez Goubena Fishera 8 9 Himichni vlastivosti RedaguvatiNitrilni grupi pri vidpovidnih umovah mozhut vstupati v rizni reakciyi Nitrilnu grupu mozhna gidrolizuvati vidnoviti chi vidshepiti vid spoluki u viglyadi cianid ionu Gidroliz nitriliv RCN protikaye u kilka stadij v prisutnosti kisloti chi osnovi z utvorennyam karboksilamidiv RC O NH2 a zgodom karbonovih kislot Gidroliz nitriliv vvazhayetsya odnim iz najkrashih metodiv oderzhannya karbonovih kislot Odnak cya reakciya katalizovana osnovoyu abo kislotoyu maye pevni nedoliki ta abo pereshkodi pri prigotuvanni amidiv Golovna pereshkoda polyagaye v kincevij nejtralizaciyi yak kisloti tak i osnovi yaka sprichinyaye potuzhne soleutvorennya z nestijkim produktom rozkladu i zabrudnennya kincevogo produktu Takozh ye taki obmezhennya Reakciya katalizovana osnovoyu Kinetichni vivchennya dozvolili ociniti porivnyalni shvidkosti gidrataciyi kozhnoyi stadiyi reakciyi i yak tipovij priklad konstant shvidkosti gidrolizu katalizovanogo gidroksid ionom acetonitrilu ta acetamidu yaki stanovlyat 1 6 10 6 i 7 4 10 5 vidpovidno Porivnyannya cih dvoh znachen pokazalo sho druga stadiya gidrolizu katalizovanogo osnovoyu prohodit iz bilshoyu shvidkistyu nizh persha i reakciya radshe prohoditime do kincevogo produktu gidrataciyi soli karbonovoyi kisloti nizh zupinitsya na stadiyi utvorennya amidu Ce navodit na dumku sho amidi otrimani reakciyeyu katalizovanoyu osnovoyu budut zabrudneni karbonovimi kislotami i yih mozhna vidiliti tilki v nevelikih kilkostyah Reakciyi katalizovani kislotami Vikoristannya rozchiniv silnih kislot vimagaye retelnogo kontrolyu temperaturi ta spivvidnoshen reagentiv dlya zapobigannya utvorennya polimeriv yaki pidvishuyut ekzotermichnij harakter gidrolizu 10 U reakciyi vidnovlennya nitril reaguye z vodnem v prisutnosti nikelevogo katalizatora Produktom ciyeyi reakciyi ye amin U reakciyah nukleofilnogo priyednannya nitril ye elektrofilom z cinkovmisnimi organichnimi rechovinami v reakciyi Bleize ta zi spirtami v reakciyi Pinnera takozh v reakciyi aminsarkozinu z cianamidom yaka daye kreatin 11 Nitrili reaguyut v acilyuvanni Fridelya Kraftsa v reakciyi Goubena Goesha do ketoniv V reakciyi vidnovnogo decianuvannya nitrilna grupa zamishuyetsya protonom 12 Nitrili samovilno reaguyut u prisutnosti osnov u reakciyi Torpe v nukleofilnomu priyednannyu V metaloorganichnij himiyi nitrili vidomi priyednannyam do alkeniv v karbocianuvanni 13 nbsp Organichni cianamidi RedaguvatiCianamidi ce N ciano spoluki z zagalnoyu budovoyu R1R2N CN i pov yazani z neorganichnim dzherelom cianamidom Dlya prikladu divitsya reakciya fon Brauna Vpliv na zhivi organizmi RedaguvatiNitrili toksichni rechovini mehanizm diyi yakih pov yazanij zi zdatnistyu porushuvati funkciyu fermentu citohromoksidazi i yaki strimuyut proces perenesennya kisnyu z krovi do klitin organizmu Otruyennya mozhe vidbutisya pri vdihanni pariv pri potraplyanni v shlunkovo kishkovij trakt abo cherez shkiru v organizm Div takozh RedaguvatiNitriliyevij betayin PolinitriliPrimitki Redaguvati David T Mowry 1948 The Preparation of Nitriles Chemical reviews 42 2 189 283 doi 10 1021 cr60132a001 nedostupne posilannya z kvitnya 2019 J Pelouze 1834 Notiz uber einen neuen Cyanather Annalen der Chemie und Pharmacie 10 2 249 doi 10 1002 jlac 18340100302 Hermann Fehling 1844 Ueber die Zersetzung des benzoesauren Ammoniaks durch die Warme Annalen der Chemie und Pharmacie 49 1 91 97 doi 10 1002 jlac 18440490106 Chun Wei Kuo Jia Liang Zhu Jen Dar Wu Cheng Ming Chu Ching Fa Yao and Kak Shan Shia 2007 A convenient new procedure for converting primary amides into nitriles Chem Commun 2007 301 303 doi 10 1039 b614061k Sharwan K Dewan Ravinder Singh and Anil Kumar 2006 One pot synthesis of nitriles from aldehydes and hydroxylamine hydrochloride using sodium sulfate anhyd and sodium bicarbonate in dry media under microwave irradiation open access Arkivoc ii 41 44 Arhiv originalu za 26 veresnya 2007 Procitovano 2 lipnya 2008 W Nagata and M Yoshioka 1988 Diethylaluminum cyanide Org Synth Coll Vol 6 436 Reynold C Fuson Oscar R Kreimeier and Gilbert L Nimmo 1930 Ring Closures In The Cyclobutane Series Ii Cyclization Of A A Dibromo Adipic Esters J Am Chem Soc 52 10 4074 4076 doi 10 1021 ja01373a046 Uber eine neue Methode zur Darstellung cyclischer Nitrile durch katalytischen Abbau I Mitteil p 2464 2472 J Houben Walter Fischer Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft A and B Series Volume 63 Issue 9 Pages 2464 2472 DOI 10 1002 cber 19300630920 http www drugfuture com OrganicNameReactions ONR197 htm Merck amp Co Inc Whitehouse Station V Yu Kukushkin A J L Pombeiro Metal mediated and metal catalyzed hydrolysis of nitriles a review Inorg Chim Acta 358 2005 1 21 Smith Andri L Tan Paula 2006 Creatine Synthesis An Undergraduate Organic Chemistry Laboratory Experiment J Chem Educ 83 1654 Arhiv originalu za 4 lipnya 2008 Procitovano 4 lipnya 2008 The reductive decyanation reaction chemical methods and synthetic applications Jean Marc Mattalia Caroline Marchi Delapierre Hassan Hazimeh and Michel Chanon Arkivoc AL 1755FR pp 90 118 2006 Article nedostupne posilannya z kvitnya 2019 Yoshiaki Nakao Akira Yada Shiro Ebata and Tamejiro Hiyama 2007 A Dramatic Effect of Lewis Acid Catalysts on Nickel Catalyzed Carbocyanation of Alkynes J Am Chem Soc Communication format vimagaye url dovidka 129 9 2428 2429 doi 10 1021 ja067364x Literatura RedaguvatiGlosarij terminiv z himiyi J Opejda O Shvajka In t fiziko organichnoyi himiyi ta vuglehimiyi im L M Litvinenka NAN Ukrayini Doneckij nacionalnij universitet Doneck Veber 2008 758 s ISBN 978 966 335 206 0Posilannya RedaguvatiNITRILI Farmacevtichna enciklopediya Otrimano z https uk wikipedia org w index php title Nitrili amp oldid 40202546