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Cianohidrina

La estructura de una cianhidrina general.

En química orgánica , una cianhidrina o hidroxinitrilo es un grupo funcional que se encuentra en compuestos orgánicos en los que un grupo ciano y un grupo hidroxi están unidos al mismo átomo de carbono. La fórmula general es R 2 C(OH)CN , donde R es H, alquilo o arilo . Las cianhidrinas son precursores industrialmente importantes de los ácidos carboxílicos y algunos aminoácidos . Las cianhidrinas se pueden formar mediante la reacción de la cianhidrina , que implica el tratamiento de una cetona o un aldehído con cianuro de hidrógeno (HCN) en presencia de cantidades excesivas de cianuro de sodio (NaCN) como catalizador: [1]

RR'C=O + HCN → RR'C(OH)CN

En esta reacción, el ion nucleófilo CN ataca al carbono carbonílico electrófilo en la cetona, seguido de protonación por HCN, regenerando así el anión cianuro . Las cianhidrinas también se preparan por desplazamiento del sulfito por sales de cianuro: [2]

Las cianhidrinas son intermediarios en la síntesis de aminoácidos de Strecker . En medio ácido acuoso, se hidrolizan al ácido α-hidroxi .

Cianohidrinas de acetona

La cianhidrina de acetona , (CH3 ) 2C ( OH)CN, es la cianhidrina de la acetona . Se genera como intermediario en la producción industrial de metacrilato de metilo . [3] En el laboratorio, este líquido sirve como fuente de HCN, que es inconvenientemente volátil. [4] Por lo tanto, la cianhidrina de acetona se puede utilizar para la preparación de otras cianhidrinas, para la transformación de HCN en aceptores de Michael y para la formilación de arenos . El tratamiento de esta cianhidrina con hidruro de litio proporciona cianuro de litio anhidro :

Métodos preparatorios

Las cianhidrinas se prepararon inicialmente mediante la adición de HCN y un catalizador (base o enzima) al carbonilo correspondiente. [5] A escala de laboratorio, el uso de HCN (tóxico) no se recomienda en gran medida, por esta razón se buscan otros reactivos de cianación menos peligrosos. La formación in situ de HCN se puede obtener utilizando precursores como la cianhidrina de acetona. Alternativamente, los derivados de ciano-sililo como el TMS-CN permiten tanto la cianación como la protección en un solo paso sin la necesidad de HCN. [6] Se han informado procedimientos similares que dependen de la formación de ésteres, fosfatos y carbonatos. [7] [8] [9]

Diferentes reacciones para la preparación de cianhidrina.

Otras cianohidrinas

El mandelonitrilo , con la fórmula C 6 H 5 CH (OH) CN, se encuentra en pequeñas cantidades en los huesos de algunas frutas. [2] Se conocen glucósidos cianogénicos relacionados, como la amigdalina . [1]

La amigdalina es uno de varios glucósidos cianogénicos que se encuentran en la naturaleza.

El glicolonitrilo , también llamado hidroxiacetonitrilo o cianohidrina de formaldehído, es un compuesto orgánico con la fórmula HOCH2CN . Es la cianohidrina más simple, ya que se deriva del formaldehído . [10]

Véase también

Referencias

  1. ^ ab David T. Mowry (1948). "La preparación de nitrilos". Chem. Rev. 42 (2): 189–283. doi :10.1021/cr60132a001. PMID  18914000.
  2. ^ ab Corson, BB; Dodge, RA; Harris, SA; Yeaw, JS (1941). "Ácido mandélico". Síntesis orgánicas; Volúmenes recopilados , vol. 1, pág. 336.
  3. ^ William Bauer, Jr. "Ácido metacrílico y derivados" en Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2002, Wiley-VCH, Weinheim. doi :10.1002/14356007.a16_441. Fecha de publicación del artículo en línea: 15 de junio de 2000
  4. ^ Haroutounian, SA "Cianohidrina de acetona" Enciclopedia de reactivos para síntesis orgánica 2001, John Wiley & Sons. doi :10.1002/047084289X.ra014
  5. ^ North, M.; Usanov, DL; Young, C. Síntesis asimétrica de cianohidrina catalizada por ácido de Lewis. Chem. Rev. 2008, 108 (12), 5146–5226. doi:10.1021/cr800255k.
  6. ^ Lidy, W.; Sundermeyer, W. Spaltungsreaktionen Des Trimethylsilylcyanids, Eine Neue Darstellungsmethode Für O-(Trimethylsilyl)Cyanhidrina. Química. Ber. 1973, 106 (2), 587–593. doi:10.1002/cber.19731060224
  7. ^ Scholl, M.; Lim, CK; Fu, GC Conversión conveniente y eficiente de aldehídos en cianhidrinas aciladas utilizando cianuro de tributilestaño como catalizador. J. Org. Chem. 1995, 60 (19), 6229–6231. doi: 10.1021/jo00124a052.
  8. ^ Yoneda, R.; Harusawa, S.; Kurihara, T. Fosfato de ciano: un intermediario eficiente para la conversión quimioselectiva de compuestos carbonílicos en nitrilos. J. Org. Chem. 1991, 56 (5), 1827–1832. doi: 10.1021/jo00005a031.
  9. ^ Juhl, M.; Petersen, AR; Lee, J.-W. Síntesis de cianohidrina habilitada por CO2 y reacciones de homologación iterativa sencillas. Chem. – A Eur. J. 2020. doi: 10.1002/chem.202003623.
  10. ^ Gaudry, R. (1955). "Glicolonitrilo". Síntesis orgánicas; Volúmenes recopilados , vol. 3, pág. 436.

Enlaces externos