W -- Amidy i nitryle, podstawy chemii organicznej


16 A M I D Y

Aleksander Kołodziejczyk 2009 wrzesień

Amidami nazywane są pochodne kwasów karboksylowych, w których zamiast grupy hydroksylowej w funkcji karboksylowej znajduje się reszta amoniaku lub aminy. Grupa hydroksylowa bywa zastąpiona resztami -NH2, -NHR lub -NR2, przy czym R może być alkilem lub arylem.

18.1 Rodzaje amidów

Monoacylowe pochodne amoniaku, a więc amidy, które zawierają grupę -NH2 nazywają się amidami niepodstawionymi, lub potocznie „pierwszorzędowymi”, ale ten sposób nazewnictwa nie jest zalecany. Amidy z grupami -NHR i -NR2 to odpowiednio amidy monopodstawione i dipodstawione (lub „drugorzędowe i „trzeciorzędowe).

0x01 graphic

Aminy diacylowane zostały nazwane imidami. Powszechnie znane są imidy cykliczne, np. sukcynoimid i ftalimid.

0x01 graphic

Amidy cykliczne noszę nazwę laktamów; należą do nich, np. znane antybiotyki -laktamowe czyli penicyliny i cefalosporyny, posiadające strukturę propiolaktamu.

0x01 graphic

Popularnym, produkowanym na dużą skalę laktamem jest kaprolaktam. Znany jest również butyrolaktam.

0x01 graphic

0x08 graphic
18.2 Elektronowa budowa grupy amidowej

Atom węgla grupy amidowej, podobnie jak we wszystkich innych związkach zawierających funkcję karbonylową ma hybrydyzację sp2. Kąty wokół atomu azotu amidowego w formamidzie są zbliżone do 120o.

Wolna para elektronów atomu azotu jest sprzężona z elektronami  funkcji karbonylowej i przez to atom ten nie tylko traci właściwości zasadowe (powinowactwo do protonu), ale również wiązanie C-N nabiera charakteru wiązania częściowo podwójnego, wobec czego obrót wokół niego wymaga pokonania większego oporu niż wokół większości pojedynczych wiązań.

0x01 graphic

W amidach podstawionych, w wyniku zahamowania swobodnego obrotu wokół wiązania C-N dochodzi do izomerii cis/trans. Zjawisko to występuje w peptydach i białkach, szczególnie często w miejscu zajmowanym przez resztę proliny.

0x08 graphic

konformery podstawionych amidów;

w konformerze cis obie grupy R są po tej samej stronie wiązania C-N

Silne kwasy są wstanie utworzyć sól z amidami; przy czym atom tlenu jest silniejszym akceptorem protonu.

0x01 graphic

Z drugiej strony amidy są silniejszymi kwasami niż aminy, ponieważ atom wodoru związany z amidowym atomem azotu jest bardziej ruchliwy niż w aminach (pKa amidów < pKa amin).

Zadanie: przedstaw schemat reakcji wskazujący na kwasowe właściwości amidowego atomu wodoru acetamidu.

18.3 Występowanie

Amidy jako peptydy i białka należą do bardzo rozpowszechnionych związków naturalnych. Są to głównie pochodne aminokwasów, czyli białka i peptydy - związki, w których wiązanie amidowe, zwane wiązaniem peptydowym zostało utworzone przez grupę aminową jednego aminokwasu z grupą karboksylową drugiego aminokwasu. W skład białek może wchodzić od 100 do wielu tysięcy reszt aminokwasów, w peptydach od 2-100.

0x01 graphic

Amidami są dwa kodowane aminokwasy - asparagina i glutamina.

0x01 graphic

W antybiotykach -laktamowych oprócz ugrupowania laktamowego występuje również zwykłe amidowe. Popularne aminocukry, do których należą glukozoamina i galaktozoamina występują w postaci N-acetylowanej, tzn. są amidami. N-Acetyloglukozoamina jest składnikiem ścian komórkowych bakterii, a razem z N-acetylogalaktozoaminą wchodzą w skład markerów grup krwi, ponadto chityna to poli-N-acetyloglukozoamina.

0x01 graphic

Ugrupowanie amidowe często występuje w lekach. Znajdziemy je w środkach miejscowo znieczulających, np. w lidokainie. Za amidy też można uznać pochodne kwasu barbiturowego, np. luminal czy lek moczopędny - acetazolamid.

0x01 graphic

Wiele włókien syntetycznych ma budowę poliamidową, np. nylon, perlon i inne włókna; często różnią się one tylko nazwą komercyjną. Nylon jest produktem kondensacji kwasu adypinowego z 1,6-heksametylenodiaminą, a perlon powstaje przez otwarcie pierścienia i polimeryzację kaprolaktamu.

0x01 graphic

18.4 Nomenklatura

18.4.1 Zwyczajowa

Zwyczajową nazwę amidów tworzy się przez dodanie końcówki -amid do rdzenia wywodzącego się od nazwy reszty acylowej kwasu, np. formamid, acetamid, benzamid.

0x01 graphic

18.4.2 Systematyczne nazewnictwo polega na dodaniu do nazwy węglowodoru macierzystego końcówki -amid i łącznika „o”, np. etanoamid (etan + o + amid), propanoamid czy heksanoamid.

0x01 graphic

18.4.3 Sposób karboksyamidowy

Można również stosować nazewnictwo podobne jak dla kwasów, tzn. do nazwy węglowodoru połączonego z grupą -CONH2 dodaje się końcówkę karboksyamid, np. cykloheksanokarboksyamid.

18.4.4 Stosuje się również sposób podstawnikowy, wówczas reszta -CONH2 przyjmuje nazwę karbamoilu.

0x08 graphic

cykloheksanokarboksyamid kwas karbamoilobenzoesowy

(kwas ftalamowy)

18.4.5 Amidy zawierające ugrupowanie N-arylowe nazywane są anilidami.

0x01 graphic

18.4.6 Pochodne acylowe amin

Amidy traktować można także jako acylowe pochodne amin i nazywać je zgodnie nomenklaturą aminową. Tak nazywana jest prezentowana powyżej N-acetyloglukozoamina. Podobnie nazywa się pochodne aniliny czy bardziej skomplikowanych amin.

0x01 graphic

18.5 Otrzymywanie

18.5.1 Amonoliza (aminoliza) pochodnych kwasów karboksylowych

Amidy powstają w wyniku reakcji reaktywnych pochodnych kwasów karboksylowych, takich jak chlorki kwasowe, bezwodniki i estry (aktywne) z amoniakiem (amonoliza) lub z aminami (aminoliza).

0x01 graphic

Amonolizę halogenków kwasowych i bezwodników przeprowadza się w obecności nadmiaru amin (amoniaku) lub dodaje się NaOH w celu wiązania wydzielającego się halogenowodoru lub kwasu karboksylowego. Reakcja amonolizy w obecności NaOH nazywana jest reakcją Schottena-Baumanna.

0x01 graphic

18.5.2 Przegrupowanie Beckmanna (E. Beckmann, Ber. Deut. Chem. Ges., 20, 1507 (1887)

Ketoksymy w obecności kwasów (lub odczynników wydzielających kwasy, np. bezwodników, PCl5 czy SOCl2) ulegają przegrupowaniu do monopodstawionych amidów.

0x01 graphic

Należy zwrócić uwagę, że przegrupowaniu ulega reszta organiczna znajdująca się w położeniu trans do grupy hydroksylowej oksymu.

W praktyce jest to reakcja wykorzystywana zarówno do otrzymywania laktamów, np. kaprolaktamu lub poprzez ich hydrolizę, jako metoda syntezy odpowiednich kwasów karboksylowych.

0x01 graphic

Mechanizm reakcji

0x01 graphic

Jeżeli grupa migrująca R jest bezpośrednio związane z karbonylowym atomem C poprzez atom chiralny, to podczas przegrupowania nie dochodzi do zmiany konfiguracji na tym centrum. Retencja konfiguracji świadczy o tym, że jest to przegrupowanie wewnątrzcząsteczkowe, czyli reszta R zmienia lokalizację nie odrywając się od cząsteczki.

0x01 graphic

18.6 Właściwości fizyczne

Formamid jest cieczą o wysokiej temperaturze wrzenia - 193oC (z rozkładem). Miesza się z wodą w każdym stosunku, podobnie jak z etanolem. W innych rozpuszczalnikach organicznych jest trudniej rozpuszczalny. Właściwości te wynikają z jego wysokiej polarności. Znalazł zastosowanie jako polarny rozpuszczalnik, ale znacznie popularniejszym wysokopolarnym rozpuszczalnikiem jest jego pochodna - dimetyloformamid (DMF). Rozpuszczają się w nim nawet niektóre sole nieorganiczne. Acetamid (t.t. 82oC) i wyższe amidy są ciałami stałymi.

Zadanie: narysuj wzór dimetyloformamidu. Wytłumacz, dlaczego jest to związek bardziej polarny niż formamid; wartości momentu dipolowego wynoszą odpowiednio: 3,8 D i 3,4D.

18.7 Właściwości chemiczne

18.7.1 Hydroliza

Amidy są znacznie mniej reaktywne niż inne pochodne kwasowe. Sprzężenie wolnej pary elektronowej atomu azotu z elektronami  wiązania C=O zmniejsza ładunek dodatni na karbonylowym atomie węgla, co czyni to miejsce mniej podatne na atak nukleofilowy. Amidy pod wpływem wody ulegaj jednak hydrolizie, katalizowanej zarówno przez kwasy i zasady. Reakcja wymaga podwyższonej temperatury, a jej produktami są kwasy karboksylowe i sole amin (dla katalizy kwaśnej) lub sole kwasów karboksylowych i aminy (w obecności zasad).

0x01 graphic

Hydroliza amidów stanowi metodę otrzymywania specyficznych kwasów i amin z amidów naturalnych, a także kwasów syntetycznych, głównie poprzez przegrupowanie Beckmanna.

Mechanizm

Mechanizm hydrolizy amidów jest taki sam jak hydrolizy innych pochodnych kwasowych i zaczyna się od ataku protonu na atom tlenu grupy karbonylowej w reakcji katalizowanej kwasami lub atakiem nukleofilowym grupy hydroksylowej na karbonylowy atom węgla w reakcji katalizowanej zasadami.

Hydroliza katalizowana kwasami:

0x01 graphic

Hydroliza katalizowana zasadami:

0x01 graphic

18.7.2 Alkoholiza, amonoliza, hydrazynoliza

Amidy ze względu na małą reaktywność trudno ulegają alkoholizie i amonolizie. Łatwo natomiast biegnie ich hydrazynoliza w wyniku, której powstają hydrazydy. Reakcja ta jest wykorzystywana do oznaczania tzw. C-końcowego aminokwasu w peptydach i białkach, tj. aminokwasu z wolną grupą karboksylową. Podczas hydrazynolizy wszystkie aminokwasy tworzące wiązanie peptydowe (amidowe) zostają przekształcone w hydrazydy, a ten z wolną grupą karboksylową tworzy sól z hydrazyną.

Zadanie: napisz schemat reakcji hydrazynolizy formanilidu.

18.7.3 Redukcja

Amidy podobnie jak inne pochodne kwasowe ulegają redukcji w reakcji z tetrahydroglinianem litu, znika przy tym grupa karbonylowa i tworzy się amina zawierająca taką samą liczbę atomów węgla, jak wyjściowy amid. W reakcjach z udziałem wodorków redukcja polega na addycji anionu wodorkowego. Jest to jedna z cennych metod otrzymywania amin.

0x01 graphic

Substratem tej reakcji zwykle bywają kwasy karboksylowe, które po przekształceniu w odpowiednie amidy poddawane są redukcji.

0x01 graphic

Z laktamów otrzymuje się aminy cykliczne.

0x01 graphic

18.7.4 Dehydratacja

Amidy traktowane w podwyższonej temperaturze silnymi środkami odwadniającymi, takimi jak P2O5 czy SOCl2 tracą cząsteczkę wody i przechodzą w nitryle. DCC (dicykloheksylokarbodiimid) przekształca amidy w nitryle w temperaturze pokojowej.

0x01 graphic

Użycie chlorku tionylu do odwadniania amidów ma tę zaletę, że jedynymi produktami reakcji obok nitrylu są lotne związki, łatwe do oddzielenia od głównego produktu.

0x01 graphic

Mechanizm powyższej reakcji polega na addycji chlorku tionylu do atomu tlenu grupy amidowej, utworzeniu chlorosiarczanu i eliminacji cząsteczki SO2 oraz chlorowodoru.

0x01 graphic

18.7.5 Przegrupowanie Hofmanna

Amidy niepodstawione pod wpływem bromu (również chloru) ulegają w środowisku zasadowym przegrupowaniu i degradacji do amin pierwszorzędowych (wydziela się CO2). Powstałe aminy zawierają o jeden atom węgla mniej niż wyjściowy amid (kwas). Dla przypomnienia: w wyniku redukcji amidów tetrahydroglininem litu powstają aminy o tej samej liczbie atomów węgla, co substrat.

0x01 graphic

Reakcja ta od nazwiska odkrywcy nosi nazwę przegrupowania Hofmanna.

August Wilhelm von Hofmann (1818-1892); ur. w Giessen (Niemcy); prof. w Bonn, w Londynie i Berlinie.

Mechanizm reakcji:

Reakcja rozpoczyna się atakiem jonu -OH i oderwaniem protonu z grupy -NH2, co prowadzi do utworzenia anionu I. Do tego anionu (w miejsce po protonie) przyłącza się kation bromkowy, po czym w identyczny sposób jak poprzednio następuje oderwanie drugiego protonu. Powstały anion II jest nietrwały, stabilizuje się poprzez odszczepienie anionu bromkowego i przegrupowanie (reszta R przechodzi z atomu C do N) do izocyjanianu.

0x01 graphic

Izocyjanian w środowisku reakcji hydrolizuje do nietrwałego, podstawionego kwasu karbaminowego. który szybko samorzutnie rozpada się do aminy, wydzielając cząsteczkę CO2 .

0x01 graphic

Przegrupowanie Hofmanna jest wykorzystywane w praktyce laboratoryjnej i przemysłowej do otrzymywania amin. Jako przykład może służyć produkcja fenterminy, preparatu obniżającego łaknienie. Struktura fenterminy przypomina amfetaminę, która też ma podobne działanie i dlatego wchodziła w skład niektórych środków na odchudzanie. Obecnie przyjmowanie amfetaminy w jest zabronione ze względu na jej narkotyczne właściwości.

0x01 graphic

Z ftalimidu w reakcji przegrupowania Hofmanna powstaje kwas antranilowy.

0x01 graphic

18.7.6 Reakcje ze związkami metaloorganicznymi

Amidy niepodstawione oraz monopodstawione zawierają ruchliwe (kwasowe) atomy wodoru, wobec czego ze związkami Grignarda i podobnymi odczynnikami reagują tak, jak kwasy, tzn. amidowy atom wodoru przyłącza się do reszt R' związku metaloorganicznego, w rezultacie czego powstaje węglowodór.

0x01 graphic

Amidy dipodstawione nie zawierają kwasowego atomu wodoru i w reakcjach ze związkami Grignarda zachowują się tak, jak inne reagenty z grupą karbonylową, tzn. zostają przekształcane w alkohole.

0x01 graphic

17 N I T R Y L E

Nitrylami, inaczej cyjankami nazywane są pochodne kwasu cyjanowodorowego, w którym atom wodoru został zastąpiony przez resztę organiczną -R. Może być ona alkilem (cyjanki alkilu) lub arylem (cyjanki arylu).

0x01 graphic

Nitryle, chociaż tego na pierwszy rzut oka nie widać (brakuje grupy C=O) są pochodnymi kwasów karboksylowych, ponieważ w wyniku ich częściowej hydrolizy tworzą się amidy (niewątpliwe pochodne kwasowe), a ich całkowita hydroliza prowadzi do kwasów karboksylowych; również w reakcji odwadniania amidów powstają nitryle.

Hydroliza nitryli:

0x01 graphic

Nitryle można również hydrolizować w środowisku zasadowym.

Odwodnienie amidów:

0x01 graphic

17.1 Budowa grupy cyjankowej (nitrylowej)

Atom węgla w grupie -CN ma hybrydyzację sp, wobec czego atomy tworzące to ugrupowanie są ułożone liniowo. Atom węgla połączony jest trzema wiązaniami z atomem znacznie bardziej elektroujemnym od siebie i z tego powodu ugrupowanie to, podobnie jak grupa karboksylowa jest silnie spolaryzowana, z ładunkiem dodatnim zlokalizowanym na atomie węgla. Oczywiście atomy tworzące ugrupowanie karboksylowe i nitrylowe różnią się hybrydyzacją.

0x01 graphic

17.2 Występowanie

Nitryle pomimo ich toksycznych właściwości są spotykane w przyrodzie. Grupa cyjankowa znajduje się między innymi w amigdalinie, w pierwszym, wyizolowanym naturalnym glikozydzie. Amigdalina występuje w gorzkich migdałach oraz w pestkach wielu owoców, takich jak śliwek, brzoskwiń, czereśni, wiśni, a nawet jabłek. Amigdalinie składa się z dicukru i nitrylu kwasu migdałowego. Całkowita hydroliza amigdaliny prowadzi do kwasu migdałowego, glukozy i cyjanowodoru. Znanych jest kilkanaście innych glikozydów zawierających ugrupowanie cyjanohydrynowe.

0x01 graphic

17.3 Nomenklatura

17.3.1 Systematyczna

W nazewnictwie systematycznym wg IUPAC rdzeń nazwy nitryl łączy się za pomocą łącznika „o” z przedrostkiem stanowiącym nazwę węglowodoru macierzystego.

0x01 graphic

17.3.2 Nitryle można również nazywać traktując je jako pochodne kwasów karboksylowych dodając do rdzenia nitryl nazwę acylu w formie przedrostka. Oba człony łączy się łącznikiem „o

0x01 graphic

17.3.3 Inny sposób nazywania nitryli, też wywodzący się od kwasów, polega na dodaniu przyrostka karbonitryl do nazwy węglowodoru połączonego z grupą -CN. Jest to sposób szczególnie przydatny w przypadku tworzenia nazw związków zawierających kilka grup nitrylowych.

0x01 graphic

17.3.4 Grupowo-funkcyjna

Dla nitryli o ogólnym wzorze R-CN stosuje się często nomenklaturę grupowo-funkcyjną tworząc ich nazwę ze słów cyjanek + nazwę alkilu lub arylu (a nawet acylu), tzn. nazwę grupy R- przyłączonej do funkcji -CN.

0x01 graphic

17.3.5 Podstawnikowa

W przypadku, gdy z jakiś powodów nie uznajemy grupę nitrylową za główną, wówczas traktuje się ją jako podstawnik dodając do nazwy związku przedrostek cyjano.

0x01 graphic

17.4 Otrzymywanie

17.4.1 Alkilowanie soli cyjanowodoru

Cyjanki można alkilować 1o halogenkami alkilowymi, estrami kwasów sulfonowych lub siarczanem alkilu. Reakcja biegnie wg mechanizmu SN2, a produktami są nitryle o ogólnym wzorze RCH2CN. Prowadzi się ją zwykle we wrzącym metanolu lub etanolu.

0x01 graphic

Przykłady:

0x01 graphic

0x01 graphic

17.4.2 Dehydratacja amidów

Amidy niepodstawione pod wpływem odczynników silnie odwadniających, takich jak P2O5, SOCl2, POCl3 czy bezwodnik octowy ulegają dehydratacji. Reakcja biegnie w podwyższonej temperaturze. Do dehydratacji amidów można też użyć DCC (dicykoloheksylokarbodiimidu), który przekształca je w nitryle je już w temperaturze pokojowej.

0x01 graphic

0x01 graphic

Dehydratacja amidów jest ogólną metodą otrzymywania nitryli, nie ogranicza się do nitryli typu RCH2CN, jak w przypadku alkilowania cyjanków.

Mechanizm

Reakcja zaczyna się od utworzenia estru chlorosulfonylowego, kolejnych etapów eliminacji anionów protonów i SO2.

0x01 graphic

17.4.3 Addycja akrylonitrylu, cyjanoetylowanie

Akrylonitryl przyłącza się do związków zawierających uaktywnione atomy wodoru, np. do estrów malonowych, estrów acetylooctanowych, czy innych związków 1,3-dikarbonylowych. Jest to tzw. reakcja Michaela, a akrylonitryl (propenonitryl) pełni rolę akceptora Michaela.

0x01 graphic

17.4.5 Reakcja Sandmayera

Sole diazoniowe związków aromatycznych reagują z cyjankiem potasu w obecności cyjanku miedzi (I) w wyniku, czego grupa -NN zostaje wymieniona na funkcję -CN i wydziela się cząsteczka azotu. Reakcja biegnie wg mechanizmu SET. Sól diazoniową przygotowuje się z odpowiedniej aminy bezpośrednio przed syntezą nitrylu.

0x01 graphic

17.5 Właściwości fizyczne i fizjologiczne

Nitryl wywodzący się z kwasu mrówkowego - cyjanowodór - jest gazem; nie zalicza się on do związków organicznych. Acetonitryl wrze w 81oC, a propionitryl w 97oC. Są to stosunkowo wysokie temperatury wrzenia jak na związki o niskiej masie molowej. Podwyższenie temperatur wrzenia niskocząsteczkowych nitryli wynika z ich wysokiej polarności. Dzięki temu są też dobrze rozpuszczalne w wodzie. Acetonitryl miesza się z wodą w każdym stosunku, a rozpuszczalność propionitrylu w wodzie w 20oC sięga 10% (v/v).

Nitryle są substancjami toksycznymi, znacznie jednak słabszymi od cyjanowodoru, przy czym propionitryl jest kilkadziesiąt razy bardziej trujący niż acetylonitryl (LD50 dla szczura doustnie wynosi odpowiednio 39 i 2460 mg/kg ciała).

Acetonitryl jest powszechnie stosowanym rozpuszczalnikiem.

17.6Właściwości chemiczne

17.6.1 Hydroliza

Nitryle podobnie jak i inne pochodne kwasowe ulegają hydrolizie do kwasów karboksylowych (pośrednio do amidów). Reakcja jest katalizowana silnymi kwasami lub zasadami i wymaga podwyższonej temperatury.

0x01 graphic

Mechanizm

Kataliza kwasowa

Początkiem reakcji jest protonowanie atomu azotu, przez co atom węgla grupy nitrylowej staje się podatny na nukleofilowy atak cząsteczki wody. Następnie dochodzi do odszczepienia protonu i utworzenia nietrwałej hydroksyiminy, która w procesie tautomerii ulega przekształceniu w amid. Hydroliza amidu biegnie wg uprzednio poznanego schematu.

0x01 graphic

Kataliza zasadowa

Reakcję zapoczątkowuje nukleofilowy atak anionu hydroksylowego na nitrylowy atom węgla, po czym po przyłączeniu protonu z cząsteczki wody do atomu azotu tworzy się hydroksyimina, która przekształca się w tautomeryczny amid. Dalszym etapem jest hydroliza amidu do soli karboksylanowej, a z niej po zakwaszeniu powstaje kwas.

0x01 graphic

Hydroliza nitryli jest dobrą metodą otrzymywania kwasów karboksylowych, oczywiście nie tych, które poprzez amidy stanowiły substraty w syntezie nitryli. Synteza nowych kwasów polega na przeprowadzeniu halogenku alkilu w nitryl, a następnie jego hydrolizie do kwasu karboksylowego (zawierającego jeden atom węgla więcej niż wyjściowy halogenek) lub do kwasu dikarboksylowego, w przypadku, gdy był to dihalogenek.

0x01 graphic

Tym sposobem z odpowiedniego halogenku produkuje się fenoprofen, lek o aktywności przeciwzapalnej i przeciwbólowej. Ma podobne działanie do ibuprofenu.

0x01 graphic

17.6.2 Redukcja

W wyniku redukcji nitryli, np. za pomocą tetrahydroglinianu litu otrzymuje się aminy pierwszorzędowe. Jest to bardzo wydajna i dogodna metoda otrzymywania amin, a substratami w niej mogą być zarówno kwasy karboksylowe (amidy), jak i halogenki alkilowe.

0x01 graphic

Ponieważ te same aminy powstają w reakcji bezpośredniej redukcji amidów, jest to raczej metoda przekształcania halogenków alkilowych w aminy zawierające jeden atom węgla więcej niż związki wyjściowe. Substratami w tym sposobie syntezy amin mogą być także nitryle otrzymywane w reakcji Sandmeyera.

Przykład:

0x01 graphic

Nitryle można również redukować do aldehydów, wymaga to jednak stosowania mniej aktywnych wodorków; najczęściej używa się poznanego już wcześniej wodorku diizobutyloglinowego (DIBAH). Jest on rozbudowany przestrzennie dlatego reakcja zatrzymuje się po addycji do grupy nitrylowej jednego anionu wodorkowego i dużej grupy organicznej.

0x01 graphic

3-metylo-4-(2-izopropenylo 3-metylo-4-(2-izopropenylo-

cykloheksylo)butanonitryl cykloheksylo)butanal

W reakcjach z użyciem wodorków czynnikiem redukującym jest anion wodorkowy.

17.6.3 Reakcja z odczynnikami metaloorganicznymi

W reakcji nitryli ze związki Grignarda reszta organiczna związku Grignarda przyłącza się do dodatnio naładowanego atomu węgla grupy nitrylowej, powstaje przejściowo anion iminy, z którego po hydrolizie tworzy się keton. W odróżnieniu od reakcji z estrami, bezwodnikami czy halogenkami kwasowymi addycja zatrzymuje się na etapie ketonu, czyli po przyłączeniu jednego mola związku Grignarda na 1 mol nitrylu.

Mechanizm

0x01 graphic

Przykład: Z benzylonitrylu w reakcji z bromkiem etylomagnezowym powstaje propiofenon.

0x01 graphic

Delikatne zakwaszenie produktu addycji nitrylu do związku Grignarda (anionu iminy) umożliwia otrzymanie iminy.

0x01 graphic

17.6.4 Reakcja Rittera

Alkohole 3o i alkeny tworzące stabilne karbokationy w reakcji z nitrylami zostają przekształcane w aminy. Jest to metoda otrzymywania 1o amin zawierających grupę -NH2 przy 3o atomie węgla, np. t-butyloaminy. Tego typu aminy trudno uzyskać na innej drodze.

W pierwszym etapie reakcji powstaje karbokation.

0x01 graphic

Karbokation reaguje z nitrylem, a produkt addycji po hydratacji i kolejnych etapach zostaje przekształcony w amid zawierający ugrupowanie t-butylowe; z niego po hydrolizie tworzy się t-butyloamina.

0x01 graphic

Jest to jeden z najlepszych sposobów otrzymywania t-butyloaminy, aminoliza chlorku t-butylu zawodzi, jako że 3o halogenki alkilowe w środowisku zasadowym ulegają eliminacji do alkenów.

0x01 graphic

1

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
aminy otrzymywanie, podstawy chemii organicznej
11 Podstawy chemii organicznej Profesor Boduszek
PODSTAWY CHEMII ORGANICZNEJ
podstawy chemii organicznej
Lista 11, Polibuda, Podstawy Chemii Organicznej, Chemia Organiczna Laborki, Listy zadań
Synteza octanu n-butylu, Biotechnologia PWR, Semestr 3, Podstawy chemii organicznej - Laboratorium (
Tematy wykł CHC31w Podstawy chemii organicznej
Zajecia 4, Technologia INZ PWR, Semestr 3, Podstawy Chemii Organicznej, Podstawy chemii organicznej
4 Podstawy chemii organicznej Profesor Boduszek
Kafarski, Podstawy chemii organicznej, Zagadnienia w chemii organicznej
Zajecia 3, Technologia INZ PWR, Semestr 3, Podstawy Chemii Organicznej, Podstawy chemii organicznej

więcej podobnych podstron