Получение нитрилов без циановодорода

Новый способ превращения алкенов в алкилнитрилы разработали химики из Германии. Для него не нужен токсичный циановодород («Science», 2016, 351, 6275, 832—836, doi: 10.1126/science.aae0427).

Теперь химики-синтетики смогут получать и исследовать новые химические вещества, не задействуя специальные меры безопасности, необходимые для работы с ядовитым циановодородом. Возможно, оптимизация новой реакции позволит ограничить применение этого вещества и в крупнотоннажной химической промышленности.

Реакция гидроцианирования — присоединение циановодорода к алкенам, приводящее к образованию алкилнитрилов, — используется во многих областях химической промышленности. Так, например, ежегодно в мире с помощью гидроцианирования синтезируют около одного миллиона тонн адипонитрила — вещества, которое применяют для промышленного производства нейлона. Органические нитрилы нужны и синтетической химии — электроноакцепторная природа нитрильной группы влияет на реакционную способность связанного с ней органического фрагмента. К сожалению, циановодород, а также цианиды щелочных металлов, применяющиеся для получения органических нитрилов, токсичны и вызывают коррозию. Циановодород к тому же летуч и взрывоопасен.

Новая реакция, разработанная исследователями из группы Билла Моранди, — это разновидность реакций метатезиса, в которой происходит перенос нитрильной группы с цианосодержащего органического соединения на углеводород, а в результате образуются новые нитрил и углеводород. Реакция протекает до установления в смеси термодинамического равновесия, но его можно сместить в любую сторону, варьируя условия реакции и строение реагентов. Катализатор — смесь соединений никеля и алюминия. Синтетический протокол позволяет получать широкий спектр соединений, и в тех реакциях, с которыми работали немецкие химики, некоторые вещества могут быть сырьем для получения противовоспалительного препарата набуметона и антигистаминного — фенирамина.

Химики из Германии разработали стратегию конверсии алкенов в алкилнитрилы и обратно, не требующую применения циановодорода (M — ион металла)

В краткосрочной перспективе этот процесс планируют применять для решения научно-исследовательских задач и для получения полезных веществ в тонком органическом синтезе. Увеличение безопасности любого синтеза — весомый аргумент для всех работающих с циановодородом в обычной химической лаборатории. Моранди считает, что до применения новой реакции в крупнотоннажной химической промышленности необходимо решить ряд проблем — уменьшить количество катализатора и найти способы рециклизации образующегося в процессе алкена.