Organik sintezda natriy siyanidning ko'p qirrali qo'llanilishi

Kirish

Natriy siyanid (NaCN), NaCN kimyoviy formulasiga ega, suvda yaxshi eriydigan va zaif, achchiq bodom hidiga ega bo'lgan oq kristalli qattiq modda yoki kukundir. Yuqori reaktivligi tufayli u organik sintez reaksiyalarining keng doirasida keng qo'llaniladi. Biroq, natriy siyanid juda zaharli ekanligini va uni juda ehtiyotkorlik bilan va xavfsizlik protokollariga qat'iy muvofiq ravishda ishlatish kerakligini ta'kidlash muhimdir . Ushbu maqolada organik sintezda natriy siyanidning turli xil qo'llanilishi ko'rib chiqiladi .

Organik sintezda qo'llanilishi

Strecker reaktsiyasi

Natriy siyanidning organik sintezda eng mashhur qo'llanilishlaridan biri Strecker reaksiyasidir. Bu reaksiya α-aminokislotalarni sintez qilishning kuchli usuli hisoblanadi. Strecker reaksiyasida aldegid yoki keton ammoniy xlorid (NH₄Cl) va natriy siyanid bilan reaksiyaga kirishadi. Umumiy reaksiya mexanizmi quyidagicha:

1. Birinchidan, aldegid yoki keton ammiak (ammiak xlorididan in - joyida hosil bo'lgan) bilan reaksiyaga kirishib, imin hosil qiladi. Aldegid yoki ketonning uglerodil guruhi protonlanadi, bu uni elektrofilroq qiladi. Keyin ammiak protonlangan karbonil uglerodga hujum qiladi, so'ngra deprotonatsiya orqali imin hosil bo'ladi.

2. Keyinchalik, natriy siyanididan siyanid ioni (CN⁻) nukleofil rolini o'ynaydi va imin uglerodiga hujum qiladi. Bu a - amino nitril oraliq mahsulotini hosil qiladi.

3. Nihoyat, kislotali yoki asosli sharoitda a - aminokislota gidrolizlanishi natijasida tegishli a - aminokislota hosil bo'ladi.

Strecker reaktsiyasi oqsillarning qurilish bloklari bo'lgan aminokislotalarning sintezi uchun hal qiluvchi ahamiyatga ega bo'lgan bitta uglerod atomiga aminokislotalarni ham, karboksil guruhini ham (nitril gidrolizlanishidan keyin) kiritishning oddiy usulini beradi. Misol uchun, formaldegid (HCHO) ammoniy xlorid va natriy siyanid bilan reaksiyaga kirishganda, keyin gidrolizlanganda, eng oddiy aminokislotalar bo'lgan glisin (NH₂CH₂COOH) olinishi mumkin.

Nitrillarni tayyorlash

Natriy siyanid odatda nitrillarni tayyorlash uchun ishlatiladi. O'rnini bosish reaktsiyasida alkil galogenidlar (masalan, metil bromid, CH₃Br) dimetil sulfoksid (DMSO) yoki aseton kabi qutbli aprotik erituvchida natriy siyanid bilan reaksiyaga kirishadi. Reaksiya SN2 mexanizmi orqali davom etadi, bu erda siyanid ioni halogen bilan bog'langan uglerod atomiga hujum qiladi. Galogen atomi siljiydi va alkil nitril hosil bo'ladi. Masalan; misol uchun:

CH₃Br + NaCN → CH₃CN + NaBr

Ba'zi hollarda aril nitrillarni natriy siyanid yordamida ham sintez qilish mumkin. Misol uchun, ba'zi o'tish - metall - katalizlangan reaktsiyalarda arilgalogenidlar mis (I) siyanidi (CuCN) yoki palladiy katalizatorlari kabi katalizator ishtirokida natriy siyanid bilan reaksiyaga kirishishi mumkin. Bu reaksiya turli farmatsevtika, agrokimyoviy moddalar va bo'yoqlarni sintez qilishda foydali bo'lgan aromatik halqaga - CN funktsional guruhini kiritish imkonini beradi.

Benzoin kondensatsiyasi

Benzoin kondensatsiyasi natriy siyanid asosiy rol o'ynaydigan yana bir muhim reaktsiyadir. Bu reaksiyada aromatik aldegidlar (aromatik halqali aldegidlar, masalan, benzaldegid, C₆H₅CHO) alkogolli eritmada katalitik miqdorda natriy siyanid borligida reaksiyaga kirishadi. Reaktsiya mexanizmi quyidagi bosqichlarni o'z ichiga oladi:

1. Sianid ioni birinchi navbatda benzaldegidning karbonil uglerodiga qo'shilib, nukleofil vazifasini bajaradi. Ushbu qo'shimcha mahsulot siyanogidringa o'xshash oraliq mahsulotdir.

2. Siyanogidrinning kislorod atomidagi manfiy zaryad - xuddi oraliq mahsulot, keyin boshqa benzaldegid molekulasining karbonil uglerodiga hujum qilishi mumkin.

3. Bir qator proton o'tkazish bosqichlari va siyanid ionini yo'q qilishdan so'ng benzoin (a - gidroksi - keton) hosil bo'ladi.

Benzoin kondensatsiyasi ikki aldegid molekulasi o'rtasida yangi uglerod - uglerod aloqasini hosil qilish yo'lini beradi, bu esa murakkabroq organik molekulalarni sintez qilishda qimmatlidir. So'nggi yillarda natriy siyanidini tiazoliy tuzlari yoki vitamin B₁ kabi ekologik toza katalizatorlar bilan almashtirishga harakat qilingan bo'lsa-da, ba'zi hollarda natriy siyanididan foydalanishning an'anaviy usuli hali ham dolzarbdir.

To'yinmagan birikmalarga qo'shilish reaksiyalari

Natriy siyanidi to'yinmagan birikmalarga qo'shimcha reaktsiyalarda ham ishtirok etishi mumkin. Masalan, katalizator ishtirokida a,b - toʻyinmagan karbonil birikmalarini (masalan, akrolein, CH₂=CHCHO) qoʻshishi mumkin. Reaktsiya Maykl tipidagi qo'shilish mexanizmiga amal qiladi, bu erda siyanid ioni a,b - to'yinmagan karbonil birikmasining b - uglerodiga hujum qiladi. Bu reaktsiya to'yinmagan tizimga siyanometil guruhini (-CH₂CN) kiritish uchun ishlatilishi mumkin, keyinchalik uni boshqa funktsional guruhlarga aylantirish mumkin. Masalan, hosil bo'lgan mahsulot karboksilik kislota hosil qilish uchun gidrolizlanishi yoki amin hosil qilish uchun qaytarilishi mumkin.

Xavfsizlik masalalari

Yuqorida aytib o'tilganidek, natriy siyanid juda zaharli hisoblanadi. Natriy siyanid bilan nafas olish, yutish yoki teriga tegishi o'limga olib kelishi mumkin. U kislotalar bilan reaksiyaga kirishib, o‘ta zaharli gaz bo‘lgan vodorod siyanidini (HCN) hosil qiladi. Natriy siyanid bilan ishlashda quyidagi xavfsizlik choralariga qat'iy rioya qilish kerak:

1. Zaharli gazlar to'planishiga yo'l qo'ymaslik uchun yaxshi havalandırılan dudbo'ronda foydalaning.

2. Tegishli shaxsiy himoya vositalarini, jumladan qo'lqop, ko'zoynak va laboratoriya xalatini taqing. Ba'zi hollarda respirator kerak bo'lishi mumkin.

3. Natriy siyanidini kislotalar va boshqa reaktiv kimyoviy moddalardan uzoqda, xavfsiz, etiketli idishda saqlang.

4. To'kilmasin yoki baxtsiz hodisalar sodir bo'lgan taqdirda tegishli favqulodda choralar rejalari va jihozlariga ega bo'ling.

Xulosa

Natriy siyanidi organik sintezda ko'p qirrali va muhim reagentdir. U aminokislotalar, nitrillar va a - gidroksi - ketonlar kabi turli xil asosiy funktsional guruhlarning shakllanishiga imkon beradi va muhim uglerod - uglerod bog'i - hosil qiluvchi reaktsiyalarda ishtirok etadi. O'zining zaharliligiga qaramay, juda ehtiyotkorlik bilan va xavfsizlik qoidalariga rioya qilgan holda, u farmatsevtikadan tortib nozik kimyoviy moddalargacha bo'lgan keng turdagi organik birikmalarni tayyorlash uchun sintetik kimyogarning asboblar to'plamida muhim vosita bo'lib qolmoqda. Biroq, davom etayotgan tadqiqot harakatlari bir xil sintetik maqsadlarga erishish uchun muqobil, xavfsizroq usullarni ishlab chiqishga qaratilgan.