Sodio zianuroaren eginkizuna eta mekanismoak sintesi organikoan

Sarrera

Sodio Zianuroa (NaCN), uretan oso disolbagarria den solido kristalino zuri bat, base sendoa eta nukleofilo indartsua da, eta horrek erreaktibo baliotsua bihurtzen du... Sintesi organikoaBere toxikotasun handia izan arren, segurtasun neurri zorrotzak beharrezkoak direlako manipulazioan, Sodio zianuroa funtsezko zeregina du hainbat konposatu organikoren sintesian, besteak beste, farmazeutikoak, agrokimikoak eta polimeroak.

Sodio zianuroaren eginkizuna sintesi organikoan

Zianuro ioia nukleofilo gisa

The zianuroa ioi barruan Sodio zianuroa nukleofilo oso erreaktiboa da. Karbono atomoaren karga negatiboari eta nitrogeno atomoaren elektronegatibotasun handiari esker, molekula organikoetako zentro elektrofilikoei eraso diezaieke, hala nola karbonilo taldeei, alkilo haluroei eta epoxiei.

C-C loturen eraketa

Funtzio esanguratsuenetako bat sodio zianuroa Sintesi organikoan, karbono-karbono lotura berriak sortzea da gakoa, ordezkapen nukleofilo eta gehikuntza erreakzioen bidez lortzen dena. Adibidez, alkil haluro batek sodio zianuroarekin erreakzionatzen duenean, zianuro ioiak haluro ioia ordezkatzen du, nitrilo baten eraketa eraginez. Erreakzio honek karbono atomo gehigarri bat molekulan sartzeko modu erraz bat eskaintzen du. Ondoren, nitrilo taldea beste talde funtzional batzuetan eraldatu daiteke, hala nola azido karboxilikoak, aminak edo aldehidoak, hainbat prozesu kimikoren bidez.

Aminoazidoen sintesia - Strecker erreakzioa

Sodio zianuroa Strecker erreakzioan osagai gakoa da, eta α-aminoazidoen sintesian erabiltzen da. Erreakzio honetan, aldehido edo zetona bat amonio kloruroarekin eta sodio zianuroarekin konbinatzen da α-aminonitrilo bat osatzeko. α-aminonitrilo hau hidrolizatu daiteke dagokion α-aminoazidoa sortzeko.

Erreakzioa hainbat urratsetan garatzen da: Lehenik, aldehidoaren edo zetonaren karbonilo taldeak protonazioa jasaten du, bere elektrofilitatea handituz. Ondoren, amoniako molekula batek protonatutako karbonilo taldea erasotzen du, eta ondoren desprotonazioa gertatzen da hemiaminal bat osatzeko. Ondoren, hemiaminalaren hidroxilo taldea protonatzen da, eta ondorioz ura ezabatzen da eta iminio ioi bat sortzen da. Zianuro ioiak iminio ioia erasotzen du α-aminonitriloa emateko. Azkenik, α-aminonitriloaren hidrolisiak azido edo base baten aurrean α-aminoazidoa ematen du.

Nitriloen sintesia arilo haluroetatik - Rosenmund-von Braun erreakzioa

Rosenmund - von Braun erreakzioan, sodio zianuroa erabiltzen da arilo haluroak, halogenoz ordezkatutako konposatu aromatikoak, arilo nitrilo bihurtzeko. Kobre(I) zianuroak katalizatuta eta normalean tenperatura altuak behar dituen erreakzio honek kobre-arilo bitartekari baten eraketa dakar. Sodio zianuroaren zianuro ioiak bitartekari honekin erreakzionatzen du arilo nitriloa osatzeko. Prozesu hau garrantzitsua da nitrilo talde funtzional bat eraztun aromatiko batean sartzeko, eta hori gehiago alda daiteke hainbat konposatu aromatikoren sintesirako, hala nola botikak eta koloratzaileak.

Karbonilo Konposatuen Sintesia

Sodio zianuroak karbonilo konposatuen sintesian ere parte hartzen du. Adibidez, epoxido batekin erreakzionatzen duenean, zianuro ioiak epoxido eraztunaren karbono atomo gutxiago ordezkatuari erasotzen dio, eraztuna irekiz. Sortutako zianohidrinaren ondorengo hidrolisiak karbonilo konposatu baten eraketa ekar dezake.

Sodio zianuroarekin lotutako erreakzioen mekanismoak

Ordezkapen nukleofilikoen erreakzioak

SN2 mekanismoaSodio zianuroak alkilo haluro primarioekin erreakzionatzen duenean, erreakzioak normalean SN2 (ordezkapen nukleofilo bimolekularra) mekanismo bat jarraitzen du. Zianuro ioiak halogenoari lotutako karbono atomoa erasotzen du atzealdetik, irteten den haluro ioiaren posizioaren aurkako aldetik. Erreakzio kontzentratu bat da, non karbono-halogeno loturaren haustura eta karbono-zianuro loturaren eraketa aldi berean gertatzen diren. Erreakzio-abiadura alkilo haluroaren eta zianuro ioiaren kontzentrazioen araberakoa da, eta produktuaren estereokimika alderantzikatua dago hasierako materialarenarekin alderatuta.

SN1 mekanismoaTertziario alkilo haluroekin, erreakzioa SN1 (ordezkapen nukleofilo unimolekularra) mekanismo baten bidez gerta daiteke. Lehenik, alkilo haluroa disoziatzen da karbokatioi bitartekari bat osatzeko. Ondoren, zianuro ioiak karbokatioi hau erasotzen du produktua osatzeko. SN1 mekanismoa karbokatioi planar bitartekari baten eraketak ezaugarritzen du, eta produktuak estereokimika nahasketa bat erakuts dezake, arrazemizazio izeneko fenomenoa, nukleofiloak karbokatioi planararen bi aldeetatik erasotzen duelako.

Nukleofilikoen Gehikuntza Erreakzioak

Karbonilo taldeei gehitzeaSodio zianuroak aldehidoekin edo zetonekin erreakzionatzen duenean, zianuro ioiak karbonilo karbono atomo elektrofiloa jotzen du. Karbonilo taldeak karbono-oxigeno lotura polarizatua du, karbono atomoa gune elektrofiloa izanik. Zianuro ioiaren erasoak karbono-zianuro lotura berri bat sortzen du, eta karbonilo taldeko oxigeno atomoak karga negatiboa lortzen du. Hurrengo urratsean, protoi iturri batek, hala nola ura edo azido batek, oxigeno atomoa protonatzen du zianohidrina bat osatzeko. Erreakzio hau itzulgarria da, eta oreka produktuaren aldera egokitu daiteke erreakzio baldintzak kontrolatuz.

Iminei gehitzeaStrecker erreakzioan, aldehido edo zetona baten eta amoniakoaren arteko erreakziotik sortzen den iminio ioiari zianuro ioia gehitzeak antzeko nukleofiliko gehikuntza mekanismo bat jarraitzen du. Iminio ioiak nitrogeno atomoan karga positiboa du, ondoko karbono atomoa elektrofilo bihurtuz. Zianuro ioiak karbono atomo hau erasotzen du, karbono-zianuro lotura berri bat sortuz eta α-amino nitrilo bat sortuz.

Segurtasunari buruzko gogoetak

Ezinbestekoa da azpimarratzea sodio zianuroa oso toxikoa dela. Arnastea, irenstea edo azalarekin kontaktua izatea hilgarria izan daiteke. Sodio zianuroarekin lan egitean, segurtasun-protokolo zorrotzak bete behar dira. Horrek barne hartzen ditu esperimentuak ondo aireztatutako ke-kanpai batean egitea, babes-ekipo pertsonal egokiak erabiltzea, hala nola eskularruak, betaurrekoak eta laborategiko bata, eta larrialdiei erantzuteko plan egokiak izatea ustekabeko esposizio kasuan.

Ondorioa

Sodio zianuroa erreaktibo indartsu eta polifazetikoa da sintesi organikoan. Nukleofilo gisa jarduteko eta karbono-karbono lotura berriak sortzeko duen gaitasunak ezinbesteko tresna bihurtzen du kimikarientzat konposatu organiko ugari sintetizatzeko. Sodio zianuroarekin lotutako erreakzio-mekanismoak ulertzea ezinbestekoa da bide sintetiko eraginkorrak asmatzeko eta erreakzioen emaitzak aurreikusteko. Hala ere, bere toxikotasun handia dela eta, bere erabilera arretaz arautu behar da eta segurtasun-neurri handienekin egin behar da kimikarien eta ingurumenaren ongizatea babesteko.