8.7.5 Нітрили

Нітрилами, або цианідами називаються сполуки загального складу R-CN.

Нітрили розглядають разом з іншими похідними карбонових кислот лише формально, оскільки при їх гідролізи утворюють саме кислоти чи аміди кислот. Але насправді нітрили є самостійним класом органічних сполук і не належать до похідних карбонових кислот.

Назви нітрилів складаються двома способами. Згідно із першим, до назви відповідного вуглеводню додають закінчення –нітрил, в відповідно до іншого назва утворюється із назви корню ацильного залишка і закінчення –нітрил, наприклад:

СН₃-CN CH₂=CH-CN C₆H₅-CN

Етаннітрил, Пропеннітрил, Бензонітрил

ацетонітрил акрилонітрил

За звичайних умов нижчі нітрили (до С₁₁) – рідини із слабким естерним запахом, вищі – тверді речовини. Температури кипіння нітрилів близькі до температур кипіння спиртів з тією ж кількістю атомів Карбону. Перші члени алканонітрилів (СН₃-СN i CH₃-CH₂-CN) розчинні у воді.

Способи одержання.

Нуклеофільне заміщення при взаємодії галогеновуглеводнів з цианідами:

СН₃-Br + KCN --- CH₃-CN + KBr

Бромметан Ацетонітрил

260⁰

С₆Н₅Br + CuCN ----------- C₆H₅CN + CuBr

Бромбензен Бензонітрил

Дегідратація амідів карбонових кислот і оксимів альдегідів:

O

3R-C + P₂O₅ ---------- 3R-CN + 2H₃PO₄

NH₂

Амід Нітрил

R-CН=N-OH + (CH₃CO)₂O ---------- R-CN + 2CH₃COOH

Оксим Нітрил

Взаємодія карбонільних сполук із синільною кислотою:

O

R-C + HCN ---------- R-CH(OH)-CN

H ОН^-

Альдегід Гідроксинітрил

R-C-R₁ + HCN ---------- R-C(R₁ )-CN

 OH^- 

O OH

Кетон

Ароматичні нітрили одержують із солей диазонію чи із сульфонових кислот:

NaNO₂, HCl CuCN

---------------- Сl -----------------

-NaCl, H₂O -N₂, CuCl

Анілін Хлорид фенідиазонію Бензонітрил

NaOH NaCN

---------------- ---------------

-H₂O –Na₂SO₃

Бензенсульфо- Бензенсульфонат Бензонітрил

нова кислота натрію

Окислювальний амоноліз, за яким одержують акрилонітрил:

400-470⁰C

2CH₂=CH-CH₃ + 2NH₃ + 3O₂ ------------------------ 2CH₂=CH-CN + 6H₂O

Bi₂(MoO₄)₃, Sb₂O₃

Пропілен Акрилонітрил

Хімічні властивості.

Гідроліз нітрилів протікає у кислому чи лужному середовищі при нагріванні з утворенням карбонових кислот чи їх солей:

190⁰C

C₆H₅-CN + 2H₂O ---------------- C₆H₅COOH + NH₃

H₂SO₄ (к)

Бензонітрил Бензойна кислота

120⁰C

CH₃-CN + КОН +H₂O ---------------- CH₃COOК + NH₃

Ацетонітрил Ацетат калію

У арисутності пероксидів лужний гідроліз приводить до утворення амідів:

КОН О

C₆H₅-CN + H₂O ---------------- C₆H₅C

H₂O₂ NH₂

Бензонітрил Бензамід

Відновлення нітрилів відбувається різними методами: каталітичним гідруванням, алюмогідридом літію, натрієм в етанолі. Внаслідок відновлення утворюються первинні аміни:

130⁰C, 140 Атм

C₆H₅-CН₂-СN + H₂ -------------------- C₆H₅-CH₂-СН₂-NH₂

Ni

Фенілацетонітрил 2-Феніламіноетан

Використання нітрилів.

Ацетонітрил використовується як основа багатьох органічних синтезів і як полярний розчинник, акрилонітрил – для добування синтетичного волокна нітрон (акрилан):

n CH₂=CH ---------------- -CH₂-CH- ,

 

CN CN n

А також для виробництва дивінілнітрильного каучука, який має високо оліє- та бензиностійкість.

Нітрили різної будови використовуються для ацилювання ароматичних кілець, які активовані аміно-, алкокси- чи гідроксигрупами, наприклад,

+ СН₃-СN + H₂O --------------- + NH₃

ZnCl₂, HCl

Флороглюцин Ацетонітрил 246-Тригідроксиацетофенон