Ipa ati Awọn ilana ti iṣuu soda Cyanide ni Asọpọ Organic

ifihan

Sódíọ̀mù Cyanide (NaCN), ohun èlò funfun tí ó ní kirisita tí ó lè yọ́ nínú omi, jẹ́ ìpìlẹ̀ tó lágbára àti nucleophile alágbára, èyí tí ó mú kí ó jẹ́ ohun èlò tó wúlò nínú ìṣẹ̀dá Organic . Láìka ìpalára rẹ̀ tó pọ̀ tó, èyí tí ó nílò àwọn ìṣọ́ra ààbò tó lágbára nígbà tí a bá ń lò ó, Sódíọ̀mù cyanide kó ipa pàtàkì nínú ìṣẹ̀dá onírúurú ohun èlò organic, títí bí àwọn oògùn, àwọn ohun èlò agrochemicals, àti àwọn polymers.

Ipa ti Sodium Cyanide ni Organic Synthesis

Cyanide Ion bi Nucleophile

Àyọn cyanide nínú Sodium Cyanide jẹ́ nucleophile tó ń ṣiṣẹ́ dáadáa. Nítorí agbára òdì lórí átọ̀mù Carbon àti electronegativity gíga ti átọ̀mù nitrogen, ó lè kọlu àwọn ilé-iṣẹ́ electrophilic nínú àwọn molecule organic, bíi àwọn ẹgbẹ́ carbonyl, alkyl halides, àti epoxides.

Ibiyi ti C - C Bonds

Ọ̀kan lára ​​àwọn iṣẹ́ pàtàkì jùlọ ti sodium cyanide nínú ìṣẹ̀dá organic ni ìṣẹ̀dá àwọn ìdè erogba tuntun - erogba, tí a ṣe àṣeyọrí rẹ̀ nípasẹ̀ ìyípadà nucleophilic àti àwọn ìṣe afikún. Fún àpẹẹrẹ, nígbà tí alkyl halide bá ṣe àṣeyọrí pẹ̀lú sodium cyanide, ion cyanide rọ́pò halide ion, èyí tí ó yọrí sí ìṣẹ̀dá nitrile kan. Ìhùwàsí yìí pèsè ọ̀nà tí ó rọrùn láti fi àtọmù erogba afikún sínú molecule náà. Lẹ́yìn náà, a lè yí ẹgbẹ́ nitrile padà sí àwọn ẹgbẹ́ iṣẹ́ mìíràn bíi carboxylic acids, amines, tàbí aldehydes nípasẹ̀ onírúurú ìlànà kẹ́míkà.

Akopọ ti Amino Acids - The Strecker lenu

Sodamu cyanide jẹ paati bọtini ninu iṣesi Strecker, eyiti o lo fun iṣelọpọ ti α - amino acids. Ninu iṣesi yii, aldehyde tabi ketone darapọ pẹlu ammonium kiloraidi ati iṣuu soda cyanide lati ṣe agbekalẹ α - amino nitrile kan. α-amino nitrile yii le jẹ hydrolyzed lati ṣe agbejade α-amino acid ti o baamu.

Idahun naa ṣii ni awọn igbesẹ pupọ: Ni akọkọ, ẹgbẹ carbonyl ti aldehyde tabi ketone faragba protonation, jijẹ elekitirofili rẹ. Lẹhinna, moleku amonia kan kọlu ẹgbẹ carbonyl protonated, atẹle nipa itusilẹ lati dagba hemiaminal kan. Nigbamii ti, ẹgbẹ hydroxyl ti hemiaminal ti wa ni protonated, ti o mu ki omi kuro ati idasile ion iminium. Iọnu cyanide lẹhinna kọlu ion iminium lati mu α-amino nitrile jade. Nikẹhin, hydrolysis ti α - amino nitrile ni iwaju acid tabi ipilẹ kan fun α - amino acid.

Akopọ ti Nitriles lati Aryl Halides - The Rosenmund - von Braun Reaction

Ninu iṣesi Rosenmund - von Braun, iṣuu soda cyanide ni a lo lati ṣe iyipada aryl halides, eyiti o jẹ halogen - awọn agbo ogun aromatic ti o rọpo, sinu aryl nitriles. Catalyzed nipasẹ bàbà(I) cyanide ati nigbagbogbo nilo awọn iwọn otutu giga, iṣesi yii jẹ pẹlu didasilẹ bàbà – agbedemeji aryl. Iyọnu cyanide lati iṣuu soda cyanide lẹhinna fesi pẹlu agbedemeji yii lati ṣe agbekalẹ aryl nitrile. Ilana yii ṣe pataki fun iṣafihan ẹgbẹ iṣẹ-ṣiṣe nitrile sori oruka aromatic, eyiti o le ṣe atunṣe siwaju sii fun iṣelọpọ ti awọn orisirisi agbo ogun aromatic, gẹgẹbi awọn oogun ati awọn awọ.

Akopọ ti Carbonyl Compound

Iṣuu soda cyanide tun ṣe alabapin ninu iṣelọpọ ti awọn agbo ogun carbonyl. Fun apẹẹrẹ, nigba ti o ba fesi pẹlu epoxide, ion cyanide kọlu ohun ti o kere ju - atom carbon ti o rọpo ti oruka epoxide, nfa oruka naa ṣii. Hydrolysis ti o tẹle ti cyanohydrin ti o yọrisi le ja si dida idapọ carbonyl kan.

Awọn ilana ti Awọn aati ti o kan Sodium Cyanide

Nucleophilic Aati Iyipada

Ìlànà SN2 : Nígbà tí sodium cyanide bá ń ṣe àgbékalẹ̀ pẹ̀lú primary alkyl halides, ìṣesí náà sábà máa ń tẹ̀lé ìlànà SN2 (bímolecular nucleophilic substitution). Ion cyanide náà máa ń kọlu átọ̀mù carbon tí a so mọ́ halogen láti ẹ̀yìn, ní òdìkejì ipò ion halide tí ó jáde. Èyí jẹ́ ìṣesí àpapọ̀ níbi tí ìfọ́ carbon - halogen bond àti ìṣẹ̀dá carbon - cyanide bond máa ń ṣẹlẹ̀ ní àkókò kan náà. Ìwọ̀n ìṣesí náà sinmi lórí ìfọ́ alkyl halide àti cyanide ion, àti stereochemistry ti ọjà náà ni a yí padà ní ìfiwéra pẹ̀lú ti ohun èlò ìbẹ̀rẹ̀.

Ìlànà SN1 : Pẹ̀lú àwọn tertiary alkyl halides, ìṣesí náà lè tẹ̀síwájú nípasẹ̀ ìlànà SN1 (unimolecular nucleophilic substitution). Àkọ́kọ́, alkyl halide máa ń yapa láti ṣẹ̀dá àárín carbocation. Lẹ́yìn náà, cyanide ion máa ń kọlu carbocation yìí láti ṣẹ̀dá ọjà náà. Ìlànà SN1 ni a fi hàn nípa ìṣẹ̀dá àárín carbocation planar, ọjà náà sì lè fi àdàpọ̀ stereochemistries hàn, ìṣẹ̀lẹ̀ kan tí a mọ̀ sí racemization, nítorí ìkọlù nucleophile láti ẹ̀gbẹ́ méjèèjì ti planar carbocation.

Nucleophilic Afikun aati

Àfikún sí Àwọn Ẹgbẹ́ Carbonyl : Nígbà tí sodium cyanide bá ń ṣe àtúnṣe pẹ̀lú àwọn aldehydes tàbí ketone, ion cyanide yóò dojúkọ átọ̀mù carbonyl electrophilic. Ẹgbẹ́ carbonyl ní ìsopọ̀ carbon - oxygen polarized, pẹ̀lú átọ̀mù carbon tí ó jẹ́ ibi electrophilic. Ìkọlù ion cyanide ṣẹ̀dá ìsopọ̀ carbon - cyanide tuntun, átọ̀mù oxygen ti ẹgbẹ́ carbonyl sì ń gba agbára òdì. Ní ìgbésẹ̀ tó tẹ̀lé, orísun proton kan, bíi omi tàbí acid, ń ṣe proton átọ̀mù oxygen láti ṣẹ̀dá cyanohydrin. Ìṣe yìí lè yípadà, a sì lè ṣàtúnṣe ìwọ̀n sí ọjà náà nípa ṣíṣàkóso àwọn ipò ìṣesí.

Àfikún sí Imines : Nínú ìṣe Strecker, àfikún cyanide ion sí ionium ion, èyí tí a ṣẹ̀dá láti inú ìṣe aldehyde tàbí ketone pẹ̀lú ammonia, tẹ̀lé ìlànà àfikún nucleophilic kan náà. Ioni iminium ní agbára rere lórí atomu nitrogen, èyí tí ó mú kí atomu carbon tí ó wà nítòsí rẹ̀ jẹ́ electrophilic. Ioni cyanide náà kọlu atomu carbon yìí, ó ṣẹ̀dá ìsopọ̀ carbon - cyanide tuntun, ó sì yọrí sí ìṣẹ̀dá α - amino nitrile.

Awọn ero Aabo

O ṣe pataki lati fi rinlẹ pe iṣuu soda cyanide jẹ majele pupọ. Inhalation, ifunjẹ, tabi ifọwọkan awọ ara pẹlu rẹ le jẹ iku. Nigbati o ba n ṣiṣẹ pẹlu cyanide iṣuu soda, awọn ilana aabo ti o muna gbọdọ wa ni ibamu si. Eyi pẹlu ṣiṣe awọn idanwo ni kanga – eefin eefin ti afẹfẹ, wọ awọn ohun elo aabo ti ara ẹni ti o yẹ bi awọn ibọwọ, awọn goggles, ati ẹwu laabu kan, ati nini awọn ero idahun pajawiri to dara ni aaye ni ọran ti ifihan lairotẹlẹ.

ipari

Iṣuu soda cyanide jẹ reagent ti o lagbara ati wapọ ni iṣelọpọ Organic. Agbara rẹ lati ṣe bi nucleophile ati ṣẹda erogba tuntun - awọn iwe adehun erogba jẹ ki o jẹ ohun elo ti ko ṣe pataki fun awọn kemistri ni sisọpọ ọpọlọpọ awọn agbo ogun Organic. Lílóye àwọn ọ̀nà ìhùwàsí tí ó kan sodium cyanide jẹ́ kókó fún ṣíṣe ìhùmọ̀ àwọn ipa-ọ̀nà síntetikì dáradára àti sísọtẹ́lẹ̀ àwọn àbájáde ìdárayá. Bibẹẹkọ, nitori majele ti o ga, lilo rẹ gbọdọ wa ni ilana ni pẹkipẹki ati ṣe pẹlu awọn iṣọra aabo to ga julọ lati daabobo daradara - jijẹ ti awọn kemistri ati agbegbe.