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Nitrili

Generalità e proprietà dei nitrili

I nitrili sono composti organici con la seguente formula chimica generale:

R—C≡N

Possono essere considerati come derivati organici dell'acido cianidrico H—C≡N.

Sia l'atomo di carbonio che quello di azoto presentano ibridazione sp, pertanto il doppietto solitario dell'azoto si trova in un orbitale sp.

Essendo l'atomo di azoto più elettronegativo dell'atomo di carbonio, quest'ultimo presenta una parziale carica positiva che lo espone ad attacchi nucleofili:

nitrili

Nomenclatura dei nitrili

La nomenclatura dei nitrili prevede la desinenza -onitrile alla catena carboniosa più lunga contenente il gruppo ciano. In alternativa i nitrili possono essere anche denominati come cianuri alchilici.

Alcuni esempi:

CH3CN (etanonitrile o cianuro di metile)

CH3CH2CN (propanonitrile o cianuro di etile)

Preparazione dei nitrili

I nitrili possono essere preparati in vari modi:

Disidratazione ammidi

I nitrili possono essere ottenuti per disidratazione delle ammidi tramite anidride fosforica:

RCONH2 → R—C≡N + H2O

Per approfondimenti si veda: disidratazione delle ammidi.

Sostituzione nucleofila degli alogenuri alchilici

Gli alogenuri alchilici trattati con lo ione cianuro CN- possono dare nitrili (la reazione è una sostituzione di secondo ordine SN2).

RX + CN- → R—C≡N + X-

Questa reazione avviene solo per alogenuri alchilici primari e secondari.

Per approfondimendimenti si veda: sostituzione di secondo ordine SN2.

Sintesi di cianidrine

Le cianidrine sono composti in cui un gruppo ossidrilico -OH e un gruppo ciano -CN sono legati allo stesso atomo di carbonio. Questi composti possono essere ottenuti trattando un aldeide o un chetone con acido cianidrico:

sintesi nitrili

Per approfondimenti si veda: sintesi di cianidrine.

Dai sali di diazonio arilici per sostituzione nucleofila

Trattando sali di diazonio arilici con cianuro rameoso CuCN si possono ottenete, tramite reazione di sostituzione, i cianuri arilici:

cianuri arilici

Tali reazioni sono note con il nome di reazioni di Sandmeyer.

Reazione dei nitrili

Vediamo ora le principali reazioni dei nitrili:

Reazione di idrolisi

La reazione di idrolisi dei nitrili viene condotta tramite riscaldamento prolungato e in presenza di catalizzatori acidi o basici.

L'idrolisi fatta avvenire in ambiente acido porta alla formazione di un acido carbossilico e di uno ione ammonio NH4+:

R—C≡N + H2O + H3O+ → RCOOH + NH4+

L'idrolisi fatta avvenire in ambiente basico porta alla formazione di uno ione carbossilato e di ammoniaca:

R—C≡N + H2O + OH- → RCOO- + NH3

In quest'ultimo caso volendo ottenere l'acido carbossilico è necessario acidificare la soluzione.

Reazione con reattivi di Grignard

Trattando i nitrili con reattivi di Grignard è possibile ottenere immine che, in ambiente acido, idrolizzano a chetoni:

reazione nitrile

Reazioni di riduzione

E' possibile ottenere ammine primarie trattando i nitrili con energici riducenti (come ad esempio l'idruro di litio alluminio):

riduzione dei nitrili

Per approfondimenti si veda: riduzione di nitrili ad ammine primarie.

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