羟腈
有机化合物
羟腈,又称氰醇(cyanoalcohol),α-羟基腈,是有机化合物的一类,是醛或酮分子中羰基发生氰化氢加成反应生成的化合物。
简介
羟腈,也称之为氰醇(cyanoalcohol),α-羟基腈。它是指醛酮化合物和氢氰酸在酸性条件下发生亲核加成反应生成的产物。羟腈化合物中一个碳原子上同时连有一个羟基和一个氰基,是有机合成中一个重要的中间体,羟腈的氰基在酸性或者碱性条件下水解成羧基,生成α-羟基酸,羟基酸可以进一步的失去水,生成α,β-不饱和酸(α,β-unsaturated acid)。例如有机玻璃聚甲基丙烯酸甲酯,工业上就是利用这个反应步骤合成的。用丙酮和氢氰酸在氢氧化钠的水溶液中反应,首先得到丙酮的羟腈,然后和甲醇在硫酸的作用下,即发生失水及腈的醇解反应,氰基即变为甲氧羰基(-COOCH3)其反应可以用下式表示:
机理解释
丙酮与氢氰酸反应生成羟腈,进一步转化成甲基丙烯酸甲酯的反应具有普遍应用价值,但是当酮的两个基团太大时,由于空间位阻的关系,产率大大地下降。
研究这个反应的机理是很有启发的。氢氰酸是弱酸,接力出的氢氰根负离子很少,当丙酮好氢氰酸反应时,如加入氢氧化钠,速率就大大增加,氢氧根负离子在这里所起的作用显然是增加氢氰根负离子的浓度,如下所示的反应方程式:
如果甲酸,氢离子和羰基发生质子化作用,增加了羰基碳原子的亲电性能,这对反应是有利的;但氢离子浓度升高,降低了氢氰根负离子的浓度,降低了亲核加成反应的速率,反应很难发生。这两种关系可用下式表示:
总的来说,反应需要微量的碱,使少量的氢氰根负离子发生亲核加成反应,但是碱性不能太强,因为最后需要氢离子才能完成该反应。
加成规则
醛、酮与氢氰酸的加成符合Cram规则以。但当醛、酮的α-C上有羟基(-OH)、氨基(-NHR)时,由于这些基团能与羰基氧形成氢键,反应物主要是以重叠型构象为主。如果发生亲核加成反应亲核试剂主要从重叠构象的S基团一侧进攻。这称为Cram规则二。如图1所示。
参考资料
最新修订时间:2022-08-25 14:50
目录
概述
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机理解释
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