La sintesi dei nitrili di Letts è una reazione chimica che coinvolge acidi carbossilici aromatici e tiocianati metallici per formare nitrili. Il meccanismo comprende la perdita di anidride carbonica e di bisolfuro di potassio. La reazione è una reazione di sostituzione nucleofila aromatica e fu scoperta nel 1872 da Edmund A. Letts.

Storia Nel 1857 Hugo Schiff osservò che la reazione tra il cloruro di benzoile e il cianuro di potassio produceva benzonitrile. In seguito, il lavoro di Edmund A. Letts permise di esplorare ulteriori vie sintetiche per i nitrili. Inizialmente, tentando di aggiungere gruppi ciano all'acido acetico, ottenne una miscela di acetammide e solfuro di carbonile. Tuttavia, nel 1872 dimostrò che trattando a caldo per diverse ore acido benzoico e tiocianato di potassio in un rapporto molecolare 2:1 si ottenevano anche nitrili con una resa del 40% circa e una piccola quantità di ammide come impurezza.

Nel 1884 G. Krüss ampliò il lavoro di Letts, ottenendo rese migliori utilizzando il tiocianato di piombo(II). Nel 1916, Reid scoprì che la distillazione secca del sale di zinco(II) dell'acido carbossilico con un eccesso del 20% di tiocianato di piombo(II) dava una conversione dell'86% e una resa del 91%, pari quasi al doppio di quella prodotta da Letts.

Meccanismo Kekulé propose un meccanismo di reazione nel 1873.

In questo meccanismo di reazione di sostituzione nucleofila, lo ione tiocianato estrae il protone acido dall'acido benzoico a temperature elevate. Ciò produce la base coniugata (stabilizzata da strutture di risonanza ) e l'acido tiocianico.

Nel passo successivo si sviluppa anidride carbonica, per mezzo dello spostamento di un doppietto solitario di elettroni dall'ossigeno caricato negativamente che forma un doppio legame con il carbonio carbossilico. Il legame sigma tra l'anello e il gruppo carbossilico viene quindi spezzato, e il doppietto si sposta sull'anello e si delocalizza attraverso strutture di risonanza.

La fase finale del meccanismo prevede l'attacco dell'anione fenile al carbonio ciano, spingendo la coppia di elettroni verso lo zolfo, che diffonde facilmente la carica negativa e viene ulteriormente stabilizzato dallo ione potassio, con conseguente formazione del benzonitrile e dell'idrogenosolfuro di potassio come prodotti finali.

Applicazioni Tra le applicazioni dei nitrili aromatici vi è la formazione di polimeri, attraverso poliricombinazione. Inoltre, sono stati coinvolti in studi relativi al ruolo di molecole biologicamente attive e possono anche subire reazioni di Ritter per formare ammidi .

Il benzonitrile, il prodotto originale di Letts, ha molteplici usi come reagente e come solvente. I benzonitrili sostituiti sono importanti in molti campi, compresi i prodotti farmaceutici. Ad esempio, il benzonitrile è un precursore nella sintesi del fadrozolo, un inibitore dell'aromatasi utilizzato nel trattamento del cancro al seno . Il 4-(trifluorometil) benzonitrile, prodotto dalla cianazione del 4-clorobenzotrifluoruro catalizzata da nichel è un precursore dell'antidepressivo fluvoxamina .

Il benzonitrile può anche agire come ligando nella catalisi asimmetrica, coordinandosi ai metalli di transizione e formando acidi di Lewis .

Note

Voci correlate Per la sintesi dei nitrili: Sintesi di Kolbe Reazione di Rosenmund-von Braun

Per le reazioni dei nitrili: reazione di Pinner Sintesi di Stephen

Categoria:Reazioni chimiche per scopritore Categoria:Reazioni di sostituzione