В начале реакции карбонильный атом углерода подвергается нуклеофильной атаке со стороны молекулы аммиака. В результате данной атаки образуется неустойчивое соединение, содержащее протонированную гидроксильную группу. Оно отщепляет молекулу воды, переходя в ион иминия. В свою очередь ион иминия подвергается атаке со стороны цианид-иона, в результате чего образуется аминонитрил.
В соляной кислоте аминонитрил вступает в реакцию гидролиза. Молекула воды атакует тройную связь углерод-азот с образованием неустойчивого спирта, который в результате таутомерного сдвига преобразуется в амид. В свою очередь он подвергается атаке молекулы воды, образуя диол. После этого аминогруппа протонируется, образуя ион, который в результате перегруппировки отщепляет молекулу аммиака вместе с протоном водорода, образуя аминокислоту, как конечный продукт реакции[3].
Условия проведения
Получение аминонитрила обычно ведут при умеренной температуре (20-50 °C). В качестве растворителя используют диэтиловый эфир или бензол в случае использования синильной кислоты или триметилсилилцианида и воду, если в качестве реагента используются другие цианиды, в том числе цианиды щелочных металлов. Гидролиз аминонитрила проводят в соляной кислоте при нагревании[4].
При соблюдении данных условий проведения выход достигает 70-80 %. Основные побочные продукты при этом — олигомеры различного состава[4].
Модификации
Схема модификации ТиманаМодификация Тимана. Она подразумевает превращение карбонильного соединения на первой стадии реакции в циангидрин под действием синильной кислоты. Затем гидроксильная группа подвергается атаке аммиака с образованием амина. Завершающим этапом является гидролиз цианидной группы с получением аминокислоты. Используемые реагенты вводятся в реакционную смесь последовательно[4].
Реакция Зелинского-Стадникова. Она подразумевает замену опасной и летучей синильной кислоты на цианид щелочного металла, обычно калия или натрия, а также замену аммиака на хлорид аммония. Данные реагенты при нагревании в реакционной смеси образуют необходимые для протекания реакции вещества[5]:
Также вместо синильной кислоты предлагается использовать триметилсилилцианид в присутствии катализаторов (хлорид алюминия, иодид цинка и др.). Отдельного названия данный метод не получил, однако он нередко используется на практике[4].
Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1998. — Т. 5. — 783 с. — ISBN 5-85270-310-9.
Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1992. — Т. 3. — 639 с. — ISBN 5-85270-039-8.
Дж.Дж. Ли. Именные реакции. Механизмы органических реакций. — М.: Бином. Лаборатория знаний, 2006. — 456 с. — ISBN 5-94774-368-X.
В.Ф. Травень. Органическая химия. — М.: Академкнига, 2004. — Т. 2. — 582 с. — ISBN 5-94628-172-0.
Похожие исследовательские статьи
Сини́льная (циа́нистоводорóдная) кислота́ — химическое соединение с формулой HCN. Бесцветная, очень летучая, легкоподвижная ядовитая жидкость, имеющая неприятный запах.
Аммиа́к (нитрид водорода, аммониа́к, химическая формула — NH3) — бинарное неорганическое химическое соединение, молекула которого состоит из одного атома азота и трёх атомов водорода.
Ами́ды — производные кислородсодержащих кислот, в которых гидроксильная группа кислотного остатка заменена аминогруппой. Амиды также можно рассматривать как ацилпроизводные аминов. Соединения с одним, двумя или тремя ацильными заместителями у атома азота называются первичными, вторичными и третичными амидами соответственно. Вторичные амиды также называют имидами.
Нитри́лы — органические соединения общей формулы R—C≡N, формально являющиеся C-замещенными производными синильной кислоты HC≡N.
Циани́д ка́лия, или циа́нистый ка́лий, — калиевая соль синильной кислоты, химическая формула KCN. Бесцветные кристаллы, по фактуре и размерам напоминающие сахарный песок. В больших концентрациях чрезвычайно токсичен, как и все цианиды. Хорошо растворим в воде. Плохо растворим в этаноле, не растворяется в углеводородах.
Циани́ды — соли цианистоводородной (синильной) кислоты. В номенклатуре IUPAC к цианидам относят также C-производные синильной кислоты — нитрилы.
Имины — органические соединения общей формулы R1R2C=NR3, где R1, R2 — H, Alk, Ar и R3 — H, Alk, Ar, азотистые аналоги альдегидов (R2 — H, альдимины) и кетонов (R1, R2 — Alk, Ar, кетимины), содержащие фрагмент NR3, соединенный двойной связью с атомом углерода.
Циангидри́ны — соединения, содержащие нитрильную и гидроксильную группы при одном углеродном атоме, формально могут считаться продуктами присоединения синильной кислоты к альдегидам и кетонам.
Изонитрилы — органические соединения общей формулы , изомерны нитрилам R—C≡N. ИЮПАК рекомендует использовать название «изоцианиды». Изонитрилы токсичны и обладают сильным отвратительным запахом, низшие изонитрилы представляют собой жидкости.
Триметилсилилцианид (триметилцианосилан) — кремнийорганическое соединение с формулой (CH3)3SiCN. Бесцветная летучая жидкость, используется в органическом синтезе в качестве эквивалента цианистого водорода.
Реа́кция Га́ттермана — формилирование фенолов или их эфиров действием синильной кислоты и хлороводорода в присутствии кислот Льюиса в качестве катализаторов.
Фторид аммония — неорганическое соединение, соль аммония и фтористоводородной кислоты с формулой NH4F, бесцветные кристаллы, растворимые в воде, образует кристаллогидрат.
Дицианоаурат(I) калия — неорганическое соединение, комплексная соль щелочного металла калия, металла золота и синильной кислоты с формулой K[Au(СN)2], бесцветные кристаллы, растворимые в воде, устойчивые на воздухе и на свету.
Цианид аммония — неорганическое соединение, соль аммония и синильной кислоты с формулой NH4CN, бесцветные кристаллы, растворяется в воде.
Цианид цезия — неорганическое соединение, соль цезия и синильной кислоты с формулой CsCN. Ядовит.
Эта страница основана на статье Википедии. Текст доступен на условиях лицензии CC BY-SA 4.0; могут применяться дополнительные условия. Изображения, видео и звуки доступны по их собственным лицензиям.
