Які хімічні похідні можна отримати за допомогою ціаніду натрію?

Натрій ціанід (NaCN) – це високотоксична, але важлива хімічна сировина. Він відіграє вирішальну роль у синтезі різних Хімічні похідні через реакційну здатність ціанідної групи (-CN). Ось деякі ключові хімічні похідні, які можна отримати за допомогою Ціанід натрію:

Неорганічні ціанідні похідні

1. ФерроціанідиЦіанід натрію реагує із солями заліза з утворенням феромонідуЦіанідиНаприклад, реакція Ціанід натрію З сульфатом заліза може утворюватися фероціанід натрію (Na₄[Fe(CN)₆]). Ця сполука широко використовується у виробництві синіх пігментів, таких як берлінська лазур, а також застосовується в харчовій промисловості як агент, що запобігає злежуванню солі. Хімічну реакцію можна представити так:

6NaCN + FeSO₄ → Na₄[Fe(CN)₆] + Na₂SO₄

2. Ціанідні комплекси металівЦіанід натрію може утворювати комплекси з багатьма іонами металів. Наприклад, при екстракції золота та срібла у присутності кисню золото та срібло реагують з ціанід натрію з утворенням розчинних ціанідних комплексів металів. Для золота реакція відбувається наступним чином:

4Au + 8NaCN + O₂ + 2H₂O → 4Na[Au(CN)₂] + 4NaOH

Ці металоціанідні комплекси потім додатково обробляються для отримання чистих металів. Окрім золота та срібла, ціанід натрію також може утворювати комплекси з такими металами, як мідь, цинк та нікель, які знаходять застосування в гальваніці та інших галузях промисловості. Наприклад, у гальваніці металоціанідні комплекси використовуються як електроліти для забезпечення плавного та рівномірного осадження металу на підкладці.

Органічні ціанідні похідні

1. Похідні малонової кислотиЦіанід натрію використовується в синтезі похідних малонової кислоти. Один поширений процес полягає в реакції ціаніду натрію з хлороцтовою кислотою з утворенням ціаноцтової кислоти. Реакція виглядає так:

ClCH₂COOH + NaCN → NCCH₂COOH + NaCl

Ціанооцтову кислоту потім можна додатково естерифікувати з отриманням естерів малонової кислоти, таких як діетилмалонат. Похідні малонової кислоти є важливими будівельними блоками в органічному синтезі, особливо в синтезі фармацевтичних препаратів, барвників та ароматизаторів. Їх часто використовують у реакції конденсації Кневенагеля та інших реакціях для побудови складніших органічних молекул.

2. Нітрильні сполукиЦіанід натрію можна використовувати для перетворення галогеналканів або арилгалогенідів у нітрили шляхом реакцій нуклеофільного заміщення. Наприклад, коли брометану реагує з ціанідом натрію, утворюється пропіонітрил:

CH₃CH₂Br + NaCN → CH3CH₂CN + NaBr

Нітрили – універсальні сполуки. Їх можна гідролізувати з утворенням карбонових кислот, відновлювати до амінів або використовувати в синтезі гетероциклічних сполук. У фармацевтичній промисловості багато ліків містять нітрильні функціональні групи, і використання ціаніду натрію в синтезі нітрилів є важливим шляхом отримання цих ліків.

3. ЦіаногідриниАльдегіди та кетони можуть реагувати з ціанідом натрію у присутності кислотного каталізатора з утворенням ціангідринів. Наприклад, реакція ацетону з ціанідом натрію:

(CH₃)₂CO + NaCN + H⁺ → (CH3)₂C(OH)CN + Na⁺

Ціаногідрини є корисними проміжними продуктами в органічному синтезі. Їх можна додатково перетворити на різні функціональні групи, такі як карбонові кислоти, аміни та спирти, за допомогою відповідних хімічних реакцій. У синтезі деяких природних продуктів та фармацевтичних препаратів ціаногідрини відіграють ключову роль у побудові вуглецевого скелета та введенні функціональних груп.

4. Похідні триазинуУ виробництві таких сполук, як меламін, ціанід натрію може бути залучений до реакційної мережі. Хоча пряма реакція може бути складною та зазвичай включає кілька етапів, ціанідна група ціаніду натрію сприяє утворенню триазинової кільцевої структури. Меламін широко використовується у виробництві пластмас, клеїв та покриттів. Іншим прикладом є синтез ціанурхлориду (трихлортриазину), який є важливим проміжним продуктом у виробництві гербіцидів, пестицидів та реакційних барвників. Синтез ціанурхлориду з ціаніду натрію зазвичай включає серію реакцій, включаючи хлорування ціанідоспоріднених прекурсорів.

5. Амінокислоти та їх похідніУ деяких синтетичних шляхах отримання амінокислот може використовуватися ціанід натрію. Наприклад, у синтезі амінокислот за Штрекером альдегід або кетон реагує з аміаком та ціанідом натрію з утворенням проміжного амінонітрилу, який потім гідролізується до відповідної амінокислоти. Починаючи з альдегіду RCHO, реакції виглядають наступним чином:

RCHO + NH₃ + NaCN → RCH(NH₂)CN + NaOH

RCH(NH₂)CN + 2H₂O + H⁺ → RCH(NH₃⁺)COOH + Cl⁻

Амінокислоти є будівельними блоками білків і мають широке застосування в харчовій, фармацевтичній та косметичній промисловості.

Слід наголосити, що через високу токсичність ціаніду натрію, під час його використання при приготуванні цих хімічних похідних необхідно дотримуватися суворих заходів безпеки та процедур поводження, щоб забезпечити безпеку персоналу та навколишнього середовища.