موسوعة الكيمياء : نيتريل



نيتريل

نتريل Nitrile مركّب عضوي ينتج من استبدال الزمرة C ≡ N- (أو اختصاراً -CN) بذرة هدروجين في فحم هدروجيني.

يشار إلى النتريل - وفق نمط جنيف أو نمط الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) - باستهلال اسم الفحم الهدروجيني الموافق ذي العدد ذاته من ذرات الكربون (أو بعد إضافة «و» إلى نهاية اسم الفحم الهدروجيني) متبوعاً باللاحقة نتريل: CH3-CH2-CH2-CN البوتان نتريل ، أو البوتانو نتريل ؛ علماً أن هناك تسميات شتى أخرى مستخدمة؛ فالإيتان نتريل CH3-CN (الإيتانو نتريل) يدعى أيضاً أسيتو نتريل ، و سيانو ميتان ، و سيانور الميتيل ، أو سيانيد الميتيل .

بخلاف الحدّ الأول - أي حمض السيانهدريك (حمض سيان الماء) HCN - لاتصادف النتريلات مطلقاً في الحالة الطبيعية.

تنتج النتريلات من بلهمة أملاح الأمونيوم أو الأميدات الأولية:

يمكن إجراء هذه البلمهة الوساطية (الوسيط Al2O3 في الطور الغازي) بـ P2O3 أو PCl5، يمكن في الحالة الأولى الاستعاضة عن الأميد بمولداته (R–CO2Et +NH3)، وبما أن الأميد مركّب وسطي، وأن من الممكن عزله تحت بعض الشروط، لذلك تعد البلمهةُ الأولى طريقةً لاصطناع الأميدات.

كما تتشكل النتريلات ببلمهة الألدوكسيمات ببلاماء حمض الخل ، إلا أن التحضيرات الاصطناعية هي الأكثر انتشاراً.

ففي السلسلة الأليفاتية يكون تفاعل التبادل:

سهلاً دائماً، ولايكون مستحيلاً انطلاقاً من C6H5Br نحو الدرجة 300 ْس، لكنه يكون أنجح مع البنزن سلفونات:

يتشكل البنزونتريل C6H5–C≡N بفعل حمض سيان الماء في مركّب الديازو بحضور سيانيد النحاس (I):

يمكن في السلسلة الأليفاتية (المفتوحة) الانتقال مباشرة من RX إلى R–CH2–CN، ومن أجل ذلك يكثف RX مع استر سيان حمض الخل في وسط قلوي:

وبعد الحلمهة (التحلل بالماء) يفقد النتريل حمض كربوكسيلَه نحو الدرجة 120 ْس:

النتريلات سائلة عموماً، يغلي HCN عند الدرجة 28 ْس؛ ويمتزج بالماء في جميع النسب؛ تنقص انحلالية(حلولية) النتريلات الأخرى في الماء عند ازدياد الكتلة المولية. أما Φ–CN فعديم الانحلال عملياً. وللنتريلات رائحة قوية، وهي سامة، لكنها أقل سمية من حمض سيان الماء HCN. تتميز وظيفة النتريل في ما تحت الأشعة الحمراء بطيف امتصاص قوي نحو 2200سم-1 (مجال الروابط الثلاثية).

إن الرابطة الثلاثية كربون - آزوت شديدة الاستقطاب:

ينبئ هذا بتفاعلات ضم موجهة، فالإلكتروفيل - عملياً الهدروجين أو المعدن - ينضم إلى الآزوت، في حين يتحد النوكليوفيل بالكربون؛ يمكن لتفاعلات الضم هذه أن تتكرر في الاتجاه نفسه:

تقود الهدرجة الوساطية أو الكيمياوية بسهولة إلى الأمين الأولي R–CH2NH2، غير أن الانتقال يتم بوساطة الإيمين R–CH=NH الذي يمكن أن يؤثر إذا تم العمل في وسط مُعقِّد (SnCl4)، ويُحَصل بحلمهة هذا الإيمين على الألدهيد R–CHO (تفاعل ستيفان Stéphan).

تقود الحموض الهدروجينية (أي العديمة الأكسجين) إلى منتجات ضم:

إن ضروب كلورهيدرات الكلور إيمينات هذه هي المركّبات الوسطية لتفاعلات ضم تتم بوجود HCl.

تجري الحلمهة في طورين:

وتكون الحلمهة بطيئة في وسط معتدل، وسريعة في وسط حمضي، كما تكون كذلك في وسط قلوي؛ وهي لاتتوقف في مرحلة الأميد إلا إذا كان هذا الأميد مزدحماً فراغياً.

تُعْطي الأغوال الأولية عند الدرجة صفر مئوية ضروب كلور هدرات الإيمينوإيترات القابلة للحلمهة إلى استرات..

تتشكل عند درجة حرارة أعلى أورتو إيترات amidines:

تقود الأمينات غير الثالثية إلى الأميدينات:

إن ذرات الهدروجين المرتبطة بالكربون، والتي تتصف بفعالية خاصة تتحد بالآزوت: فمع الفينول يتم التفاعل:

وبالحلمهة يُحصل على NH4Cl وعلى كيتون ـ فنول.

تقود المركّبات العضوية المغنزيومية إلى إيميدورات imidures قابلة للحلمهة إلى كيتونات:

غير أن الهدروجين في الموقع ألفا α بالنسبة إلى CN - له، إن وُجِدَ - بعض الخواص الحمضية؛ ومن ذلك نشأ التفاعل الطفيلي:

إن النتريلات قابلة للتماثر؛ ويكون هذا التماثر غير محدود إن وجدت ذرات هدروجين في الموقع ألفا بالنسبة إلى -CN، ويقود التماثر إلى راتنجات؛ وفي الحالة العكسية يلاحظ تماثر ثلاثي غير عكوس:

Synthesis

التفاعلات

تحليل بالماء

Reduction

Nucleophiles

القلوية

Miscellanea