Synthese von Nitril

Nitril ist eine organische Verbindung, die durch die Verbindung von Kohlenstoffatomen gebildet wird, die Kohlenwasserstoffgruppen und Cyanogruppen enthalten. Es ist ein wichtiges Zwischenprodukt der Arzneimittelsynthese, und die Synthese von Nitril ist ein sehr wichtiger Teil der organischen Synthese. Es wird im Allgemeinen mit den folgenden Methoden hergestellt:

1. Nukleophile Substitutionsreaktion von aliphatischen halogenierten Kohlenwasserstoffen oder Sulfonaten mit Metallcyaniden

Die nukleophile Substitutionsreaktion im aliphatischen System ist eine der Einheitsreaktionen, die die größte Aufmerksamkeit organischer Chemiker auf sich ziehen. Unter ihnen wurde die nukleophile Substitution aliphatischer halogenierter Kohlenwasserstoffe oder Sulfonate mit Metallcyaniden häufig zur Synthese von Nitrilen verwendet. Die allgemeine Formel lautet wie folgt:

Wenn die Reaktivität nicht iodierter halogenierter Kohlenwasserstoffe nicht ausreicht, ist es manchmal notwendig, dem Reaktionssystem KI oder NaI hinzuzufügen, um die Reaktivität der halogenierten Kohlenwasserstoffe zu erhöhen. Ein Beispiel für die Reaktion ist in der folgenden Abbildung dargestellt:

2. Nitrilierungsreaktion von aromatischen halogenierten Kohlenwasserstoffen unter Metallkatalyse

Aromatische Nitrilverbindungen spielen eine sehr wichtige Rolle in der organischen Synthese, insbesondere in Farbstoffen, Herbiziden, Agrochemikalien, Medikamenten und Naturprodukten. Ein Beispiel für die Reaktion ist in der folgenden Abbildung dargestellt:

3. TMSCN wandelt Hydroxyl in Nitril um

Für die Hydroxylgruppe an der Benzylposition der Arylgruppe kann TMSCN verschiedene nukleophile Reaktionen eingehen, um Nitrile herzustellen. Beispiele für Reaktionen sind wie folgt:

4. Herstellung von Nitril durch Dehydrierung von Amin

Es gibt auch viele Möglichkeiten, Nitrile aus Aminen herzustellen. Reagenzien wie 2-Iodbenzoesäure (IBX), Natriumhypochlorit und Nicotindichromat werden unter verschiedenen Bedingungen hergestellt. Beispiele für Reaktionen sind wie folgt:

5. Dehydratisierung von Oxim zur Herstellung von Nitril

Aromatische oder Alkylaldehyde können in Oxime umgewandelt und zu den entsprechenden Nitrilen dehydratisiert werden. Dehydratisierungsreagenzien wie Thionylchlorid, Phosphortribromid, Zinkoxid/Acetylchlorid usw. und Substrate werden in verschiedenen Systemen dehydratisiert, um Nitrile herzustellen. Die Reaktionsbeispiele sind wie folgt:

6. Herstellung von Nitril durch Dehydratationvon Amid

Die Herstellung von Nitril durch Amid-Dehydratation ist eine der im Labor am häufigsten verwendeten Methoden. Die allgemeine Reaktionsformel lautet wie folgt:

Häufig verwendete Dehydratisierungsmittel sind P2O5, POCl3, SOCl2, PCl5, T3P, Cyanurchlorid, Trifluoressigsäureanhydrid usw., die Reaktionsbeispiele sind wie folgt:

Die meisten der oben genannten Dehydratisierungsreagenzien reagieren unter sauren Bedingungen und sind nicht für säureempfindliche Substrate geeignet. Daher wurden auch viele mildere Methoden zur Dehydratisierung von Amiden entwickelt, wie z. B. Burgess-Reagenz (N-(Triethylaminosulfur Acyl) Methylcarbamat), Trifluoressigsäureanhydrid (TFAA)-Triethylamin, (COCl)2-NEt3-DMSO und andere Bedingungen, die bei niedriger Temperatur und nahezu neutralen Bedingungen reagieren können.

Es ist erwähnenswert, dass bei der Synthese neuer Coronavirus-Therapeutika auf die dehydratisierende Wirkung des Burgess-Reagenz-Dehydratisierungsmittels geachtet wurde. Die Teilnehmerantworten lauten wie folgt:

Zusätzlich zu den oben genannten Methoden gibt es einige unkonventionelle Methoden zur Herstellung von Nitrilen im Experiment, wie etwa die Verwendung der Sandmeyer-Reaktion, zuerst Diazotierung und dann Reaktion mit Kupfercyanid zur Herstellung von Arylnitrilen; Schmidt-Reaktion mit Aldehyd als Substrat; Van-Leusen-Reaktion; Aza-Claisen-Umlagerungsreaktion und so weiter.

Referenzen:

1. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1, 1998, 3479–3484

2. J. Mit. Chem. 1983, 26, 608-611

3. Bioorg. Med. Chem. 11, 18, 2003, 4093-4102.

4. Organische Prozessforschung und Entwicklung 2001, 5, 587-592

5. J. Med. Chem. 1990, 33, 1128–1138

6. Chem Pharm Bull. 1991, 89-3201