ニトリル

ニトリル (nitrile) は R−C≡N で表あらわされる構造こうぞうを持もつ有機ゆうき化合かごう物ぶつの総称そうしょうである。カルボン酸さんやその誘導体ゆうどうたいと、炭素たんその酸化さんか数すうにおいて同等どうとうとされる。なお、手袋てぶくろなどの家庭かてい用品ようひんによく使つかわれるニトリルは、ニトリルゴム（ブタジエンアクリロニトリル共きょう重合じゅうごう体からだ）のことである。

ニトリルの一般いっぱん構造こうぞう式しき

シアノ基もと

ニトリルが持もつ、−C≡N と表あらわされる 1価かの官能かんのう基もとはシアノ基もと、またはニトリル基もとと呼よばれる。炭素たんそがsp混成こんせいをとっており、直線ちょくせん形がた分子ぶんし構造こうぞうを持もつ。シアノ基もとは強つよい電子でんし求もとめ引基である。

命名めいめい法ほう

IUPAC命名めいめい法ほうでは炭素たんそ数すうの等ひとしいアルカンの語尾ごびに -ニトリル (-nitrile) をつけて命名めいめいする。または、母体ぼたいとなるカルボン酸さんの語尾ごび (-oic acid または -ic acid) を (-onitrile) に置おき換かえる。または、接頭せっとう語ごとして「シアノ-」(cyano-) を用もちいる。

性質せいしつ

シアン化水素しあんかすいそは別名べつめいをメタンニトリルというものの、極性きょくせい溶媒ようばいではプロトンとシアノ基もとが電離でんりするため、化学かがく的てき性質せいしつが異ことなるので一般いっぱんにはニトリルには含ふくまない。従したがって最もっとも単純たんじゅんなニトリルはエタンニトリル(アセトニトリル)である。

シアン化水素しあんかすいそや金属きんぞくシアニドは電離でんりしてシアン化物ばけものイオンを放出ほうしゅつするが、ニトリルは通常つうじょうの条件じょうけんでは分解ぶんかいしてシアン化物ばけものイオンを放出ほうしゅつすることはない。

合成ごうせい

ニトリルはハロゲン化かアルキルとシアン化カリウムしあんかかりうむを反応はんのうさせることで合成ごうせいできる。トシラートなど、スルホン酸さんエステルを基質きしつとしても良よい。ハロゲン化かアリールをシアノ化かする場合ばあいはシアン化か銅どうを加くわえて加熱かねつする（ローゼンムント・フォンブラウン合成ごうせい）。

${\ce {{R-X}+KCN->{R-CN}+KX}}$

(X=Cl,Br,I,OS(=O)₂R,etc.)

アルデヒドやケトンなどのカルボニル化合かごう物ぶつにシアン化カリウムしあんかかりうむ、あるいはシアン化水素しあんかすいそを付加ふかさせるとシアノヒドリンが得えられる。

${\ce {{R-C(=O)-R'}+ HCN -> R-C(CN)(OH)-R'}}$

ストレッカー反応はんのうでは、アルデヒドからイミンを発生はっせいさせてシアン化物ばけものイオンを付加ふかさせる反応はんのうが鍵かぎ段階だんかいとなっている。得えられるαあるふぁ-アミノニトリルを加水かすい分解ぶんかいしてαあるふぁ-アミノ酸あみのさんとする。

また、アルドキシム (R−CH=NOH) やカルバモイル基もと (R−CONH₂) にトリホスゲン、五ご塩化えんかリンなどの脱水だっすい剤ざいを作用さようさせても得えられる。

2016年ねん理化学研究所りかがくけんきゅうしょより、四よっつのチタンを含ふくむチタン化合かごう物ぶつから特殊とくしゅな試薬しやくを用もちいずに窒素ちっそ分子ぶんしを切断せつだんし、切断せつだんした窒素ちっそ種しゅと入手にゅうしゅが容易よういな酸さん塩化えんか物ぶつから含窒素もと有機ゆうき化合かごう物ぶつであるニトリルを直接ちょくせつ合成ごうせいする手法しゅほうが、発表はっぴょうされている。

反応はんのう

ニトリルを強つよい酸性さんせい条件じょうけんあるいは塩基えんき性せい条件下じょうけんかで加水かすい分解ぶんかいするとカルボン酸さんとなる。加水かすい分解ぶんかいの条件じょうけんを適当てきとうに調整ちょうせいして、1級きゅうアミドへと導みちびくことも可能かのうである。

${\ce {{R-CN}+}}$強酸きょうさん又または強つよ塩基えんき${\ce {-> R-COOH}}$又または${\ce {{R-CONH2}}}$

また、水素すいそ化かアルミニウムリチウムなどで還元かんげんすると第だい1級きゅうアミンができる。この方法ほうほうは第だい1級きゅうアミンを作つくる上じょうで有用ゆうようなものである。

${\ce {{R-CN}+ LiAlH4 -> R-CH2NH2}}$

シアノ基もとは電子でんし求もとめ引性を持もつので、αあるふぁ位くらいに水素すいそを持もつニトリルに強つよ塩基えんきを作用さようさせるとプロトンが引ひき抜ぬかれてカルバニオンを発生はっせいさせられる。ここに求もとめ電子でんし剤ざいを反応はんのうさせることで、炭素たんそ-炭素たんそ結合けつごう生成せいせいが行くだりなえる。マロノニトリル(NC-CH₂-CN)やシアノ酢酸さくさんエチル(NC-CH₂-COOEt)などは活性かっせいメチレン化合かごう物ぶつとして振ふる舞まう。

シアノ基もとはまたαあるふぁ炭素たんそ上じょうのラジカルを安定あんてい化かするはたらきもあり、例たとえばアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)のラジカル開始かいし剤ざいとしての特長とくちょうに表あらわれている。

シアノ基もとを注意深ちゅういぶかく水素すいそ化かジイソブチルアルミニウム(DIBALH)で還元かんげん後ご、続つづいて加水かすい分解ぶんかいすると、対応たいおうするアルデヒドが得えられる。

${\ce {{R-CN}+ HAl(i-Bu)2 -> R-CHO}}$（加水かすい分解ぶんかい後ご）

有機ゆうきアジ化物ばけものと[3+2]付加ふか環たまき化か反応はんのうを行おこない、テトラゾールを与あたえる。

ニトリルに炭素たんそカチオンを作用さようさせると窒素ちっそ原子げんしに付加ふかし、生しょうじたニトリリウムイオンが加水かすい分解ぶんかいを受うけてN-置換ちかんアミドを与あたえる(リッター反応はんのう)。

主おもなニトリル

工業こうぎょう的てきに最もっとも重要じゅうようなニトリルはアクリロニトリル（H₂C=CHC≡N)で、ポリアクリロニトリルの原料げんりょうとなる。アセトニトリルは非ひプロトン性せい極性きょくせい溶媒ようばいとして重要じゅうようである。