Органикалык синтезде натрий цианидинин ар тараптуу колдонулушу

тааныштыруу

Натрий цианиди (NaCN), NaCN химиялык формуласы менен, сууда жакшы эриген жана бир аз ачуу бадам жыты бар ак кристаллдуу катуу зат же порошок. Жогорку реактивдүүлүгүнөн улам, ал органикалык синтез реакцияларынын кеңири чөйрөсүндө кеңири колдонулган. Бирок, натрий цианиди өтө уулуу экенин жана аны өтө этияттык менен жана коопсуздук протоколдоруна ылайык колдонуу керектигин белгилей кетүү маанилүү . Бул макалада органикалык синтезде натрий цианидинин ар түрдүү колдонулушу каралат.

Органикалык синтездеги колдонмолор

Стрекер реакциясы

Натрий цианидинин органикалык синтездеги эң белгилүү колдонулуштарынын бири - Стрекер реакциясы. Бул реакция α-аминокислоталарды синтездөөнүн күчтүү ыкмасы болуп саналат. Стрекер реакциясында альдегид же кетон аммоний хлориди (NH₄Cl) жана натрий цианиди менен реакцияга кирет. Жалпы реакция механизми төмөнкүдөй:

1. Алгач, альдегид же кетон аммиак менен (аммоний хлоридинен in - situ абалында пайда болот) реакцияга кирип, имин пайда кылат. Альдегиддин же кетондун көмүртек-ил тобу протондонуп, аны электрофилдүү кылат. Андан кийин аммиак протондонгон карбонил көмүртөгүнө чабуул жасайт, андан кийин депротондонуп имин пайда болот.

2. Андан кийин натрий цианидинен алынган цианид иону (CN⁻) нуклеофилдин ролун аткарып, имин көмүртектерине кол салат. Бул α - аминокитрилдин ортоңку затын түзөт.

3. Акырында, кислоталуу же негиздүү шарттарда α - аминокислотанын гидролизинде тиешелүү α - аминокислота пайда болот.

Стрекер реакциясы аминокислоталардын, белоктордун курулуш материалдарынын синтези үчүн өтө маанилүү болгон бир көмүртек атомуна амин тобун да, карбоксил тобун да (нитрилдин гидролизинен кийин) киргизүүнүн жөнөкөй жолун камсыздайт. Мисалы, формальдегид (HCHO) аммоний хлориди жана натрий цианид менен реакцияга кирип, андан кийин гидролизге өткөндө эң жөнөкөй аминокислота глицинди (NH₂CH₂COOH) алууга болот.

Нитрилдерди даярдоо

Натрий цианид көбүнчө нитрилдерди даярдоо үчүн колдонулат. Алмаштыруу реакциясында алкилгалогениддер (мисалы, метил бромид, CH₃Br) диметил сульфоксид (DMSO) же ацетон сыяктуу полярдуу апротикалык эриткичте натрий цианид менен реакцияга кирет. Реакция SN2 механизми аркылуу жүрөт, мында цианид иону галоген менен байланышкан көмүртек атомуна кол салат. Галоген атому жылып, алкил нитрил пайда болот. Мисалы:

CH₃Br + NaCN → CH₃CN + NaBr

Арил нитрилдерин айрым учурларда натрий цианидинин жардамы менен да синтездесе болот. Мисалы, кээ бир өткөөл - металл - катализделген реакцияларда, арилгалогениддер жез (I) цианид (CuCN) же палладий катализаторлору сыяктуу катализатордун катышуусунда натрий цианиддери менен реакцияга кириши мүмкүн. Бул реакция ар түрдүү фармацевтикалык каражаттарды, агрохимикаттарды жана боёкторду синтездөөдө пайдалуу болгон ароматтык шакекчеге - CN функционалдык тобун киргизүүгө мүмкүндүк берет.

Бензоин конденсациясы

Бензоин конденсациясы натрий цианидинин негизги ролду ойногон дагы бир маанилүү реакциясы. Бул реакцияда ароматтык альдегиддер (ароматикалык шакекчеси бар альдегиддер, мисалы, бензальдегид, C₆H₅CHO) спирттик эритмеде натрий цианидинин каталитикалык көлөмүнүн катышуусунда реакцияга кирет. Реакция механизми төмөнкү этаптарды камтыйт:

1. Цианид иону адегенде бензальдегиддин карбонил көмүрүнө кошулуп, нуклеофилдин ролун аткарат. Бул кошумча продукт cyanohydrin болуп саналат - ортоңку сыяктуу.

2. Цианогидриндин кычкылтек атомунун терс заряды - ортодогу сыяктуу, андан кийин башка бензальдегид молекуласынын карбонил көмүртекине кол салышы мүмкүн.

3. Бир катар протонду өткөрүү кадамдарынан жана цианид ионун жоюудан кийин бензоин (α - гидрокси - кетон) пайда болот.

Бензоин конденсациясы жаңы көмүртек - эки альдегид молекуласынын ортосунда көмүртек байланышын түзүүгө жол берет, ал татаалыраак органикалык молекулалардын синтезинде баалуу. Акыркы жылдары натрий цианидинин тиазолий туздары же витамин B₁ сыяктуу экологиялык жактан таза катализаторлор менен алмаштыруу аракеттери көрүлүп жатканына карабастан, натрий цианидинин салттуу ыкмасы айрым учурларда актуалдуу бойдон калууда.

Каныкпаган бирикмелерге кошулуу реакциялары

Натрий цианиди тойбогон кошулмаларга кошумча реакцияларга да катыша алат. Мисалы, катализатордун катышуусунда α,β - каныкпаган карбонил бирикмелерин (мисалы, акролеин, CH₂=CHCHO) кошо алат. Реакция Майкл тибиндеги кошуу механизми боюнча жүрөт, мында цианид иону α, β - тойбогон карбонил кошулмасынын β - көмүртекине кол салат. Бул реакцияны каныкпаган системага цианометил тобун (-CH₂CN) киргизүү үчүн колдонсо болот, ал андан ары башка функционалдык топторго айландырылат. Мисалы, алынган продукт карбон кислотасын пайда кылуу үчүн гидролиздениши мүмкүн же аминди пайда кылуу үчүн азайтылышы мүмкүн.

Коопсуздук жөнүндө ойлор

Жогоруда айтылгандай, натрий цианид өтө уулуу. Натрий цианид менен дем алуу, жутуу же териге тийүү өлүмгө алып келиши мүмкүн. Ал кислоталар менен реакцияга кирип, өтө уулуу газ цианидди (HCN) пайда кылат. Натрий цианиди менен иштөөдө төмөнкү коопсуздук чараларын так сактоо керек:

1. Уулуу газдардын топтолушуна жол бербөө үчүн жакшы желдетилген соргучта колдонуңуз.

2. Тиешелүү жеке коргонуу шаймандарын, анын ичинде кол кап, көз айнек жана лабораториялык халат кийиңиз. Кээ бир учурларда, респиратор талап кылынышы мүмкүн.

3. Натрий цианидди кислоталардан жана башка реактивдүү химиялык заттардан алыс, коопсуз, этикеткаланган идиште сактаңыз.

4. Төгүлүп же авария болгон учурда тийиштүү өзгөчө кырдаалдарга чара көрүү пландары жана жабдуулары бар.

жыйынтыктоо

Натрий цианид органикалык синтезде ар тараптуу жана маанилүү реагент болуп саналат. Ал аминокислоталар, нитрилдер жана α - гидрокси - кетондор сыяктуу ар кандай негизги функционалдык топтордун түзүлүшүнө мүмкүндүк берет жана маанилүү көмүртек - көмүртек байланышын түзүүчү реакцияларга катышат. Анын уулуулугуна карабастан, өтө кылдаттык менен жана коопсуздук эрежелерин сактоо менен иштетилгенде, ал фармацевтикадан баштап майда химиялык заттарга чейин органикалык кошулмалардын кеңири спектрин даярдоо үчүн синтетикалык химиктин инструменттеринин маанилүү куралы болуп кала берет. Бирок, жүргүзүлүп жаткан изилдөө аракеттери ошол эле синтетикалык максаттарга жетүү үчүн альтернативалуу, коопсуз ыкмаларды иштеп чыгууга багытталган.