हाइड्रोसायनेशन

कार्बनिक रसायन विज्ञान में, हाइड्रोसायनेशन एल्केन ्स को  nitrile  में बदलने की एक प्रक्रिया है। प्रतिक्रिया में  हाइड्रोजन साइनाइड  शामिल होता है और  उत्प्रेरक  की आवश्यकता होती है। यह रूपांतरण औद्योगिक पैमाने पर नायलॉन के अग्रदूतों के उत्पादन के लिए किया जाता है।

निष्क्रिय ऐल्कीनों का हाइड्रोसायनेशन
औद्योगिक रूप से, हाइड्रोसायनेशन आमतौर पर फ़ासफ़ोरस एसिड से बना हुआ लवण  के  निकल   समन्वय परिसर ों द्वारा उत्प्रेरित एल्केन्स पर किया जाता है (P(OR)3) लिगैंड्स। एक सामान्य प्रतिक्रिया दिखाई गई है: :RCH=CH2 + HCN -> RCH2-CH2-CN

स्टोइकोमेट्री और तंत्र
प्रतिक्रिया में का जोड़ शामिल है H+ और साइनाइड  (-CN)  सब्सट्रेट (रसायन विज्ञान)  के लिए। आमतौर पर सब्सट्रेट एक एल्केन होता है और उत्पाद एक नाइट्राइल होता है।

प्रतिक्रिया एचसीएन के ऑक्सीडेटिव जोड़ के माध्यम से एक हाइड्रिडो साइनाइड कॉम्प्लेक्स  देने के लिए कम-वैलेंट धातु परिसर में होती है। एल्केन के बाद के बंधन मध्यवर्ती देता है M(H)(CN)L_{n}(alkene), जो बाद में एक क्षार धातु साइनाइड देने के लिए प्रवासी सम्मिलन से गुजरता है। नाइट्राइल के  रिडक्टिव एलिमिनेशन  द्वारा चक्र पूरा किया जाता है। लुईस एसिड, जैसे टेट्राफेनिलबोरोन (B(C6H5)3), नाइट्राइल उत्पाद के रिडक्टिव एलिमिनेशन को प्रेरित करता है, जिससे दरें बढ़ती हैं।

निकल-आधारित प्रणालियों के मामले में, उत्प्रेरक निष्क्रियता में डायसायनिकेल (II) प्रजातियों का निर्माण शामिल होता है, जो अल्केन्स के प्रति अप्राप्य हैं। डाइसाइनाइड दो मार्गों (एल = फॉस्फाइट) के माध्यम से उत्पन्न होता है: :Ni(H)(CN)L2 + HCN -> Ni(CN)2L2 + H2
 * Ni(R)(CN)L2 + HCN -> Ni(CN)2L2 + RH

असममित हाइड्रोसायनेशन
अधिकांश अल्केन्स प्रोचिरल हैं, जिसका अर्थ है कि उनके हाइड्रोसाइनेशन से चिरल नाइट्राइल उत्पन्न होते हैं। पारंपरिक हाइड्रोसायनेशन उत्प्रेरक, उदा। Ni(P(OR)3)4, रेसमिक मिश्रणों के निर्माण को उत्प्रेरित करें। हालांकि जब सहायक लिगैंड चिरल होते हैं, तो हाइड्रोसाइनेशन अत्यधिक ऊर्जावान हो सकता है। असममित हाइड्रोसायनेशन के लिए, लोकप्रिय चिरल लिगैंड्स केलेट  आर्यल  डिफोस्फाइट कॉम्प्लेक्स हैं।

आवेदन
सबसे महत्वपूर्ण औद्योगिक अनुप्रयोग आदिपोनिट्राइल  का निकल-उत्प्रेरित संश्लेषण है (NC\s(CH2)4\sCN) बूटा-1,3-डायन से संश्लेषण (CH2\dCH\sCH\dCH2) Adiponitrile  hexamethylenediamine  के लिए एक  अग्रदूत (रसायन विज्ञान)  है (H2N\s(CH2)6\sNH2), जिसका उपयोग कुछ प्रकार के  नायलॉन  के उत्पादन के लिए किया जाता है। एडिपोनिट्राइल देने के लिए  ड्यूपॉन्ट  एडीएन प्रक्रिया नीचे दिखाई गई है:


 * ButadieneHydrocyanation.svgइस प्रक्रिया में तीन चरण होते हैं: 2-मिथाइल-ब्यूटेन-3-नाइट्राइल (2M3BM) और पेंटीन-3-नाइट्राइल (3PN) के मिश्रण में ब्यूटाडीन का हाइड्रोसायनेशन, 2M3BM (वांछित नहीं) से 3PN और एक दूसरा आइसोमराइज़ेशन  चरण। एडिपोनिट्राइल के लिए हाइड्रोसायनेशन ( एल्यूमीनियम ट्राइक्लोराइड  या ट्राइफेनिलबोरोन जैसे लुईस एसिड कोकेटलिस्ट द्वारा सहायता प्राप्त)।

असममित हाइड्रोसायनेशन
एल्काइल नाइट्राइल (आरसीएन) की बहुमुखी प्रतिभा के कारण हाइड्रोसायनेशन महत्वपूर्ण है, जो  एमाइड,  अमाइन ,  कार्बोज़ाइलिक तेजाब  और  एस्टर  के संश्लेषण के लिए महत्वपूर्ण मध्यवर्ती हैं।

नेपरोक्सन, एक सूजन-रोधी दवा, एक फ़ॉस्फ़िनाइट  का उपयोग करते हुए विनाइलनाफ्थेलीन के  असममित संश्लेषण  हाइड्रोसायनेशन के माध्यम से तैयार की जाती है।OPR2) लिगैंड, एल। इस प्रतिक्रिया की एनेंटियोसेलेक्टिविटी महत्वपूर्ण है क्योंकि केवल एस  एनैन्टीओमर  औषधीय रूप से वांछनीय है, जबकि आर एनैन्टीओमर हानिकारक स्वास्थ्य प्रभाव पैदा करता है। यह प्रतिक्रिया एस एनैन्टीओमर को> 90%  stereoselectivity  के साथ उत्पन्न कर सकती है। कच्चे उत्पाद के  पुन: क्रिस्टलीकरण (रसायन विज्ञान)  पर, वैकल्पिक रूप से शुद्ध नाइट्राइल प्राप्त किया जा सकता है।

इतिहास
हाइड्रोसाइनेशन की रिपोर्ट पहली बार 1954 में आर्थर और प्रैट द्वारा की गई थी, जब वे रैखिक एल्केन्स के हाइड्रोसायनेशन को सजातीय उत्प्रेरित करते थे। ब्यूटाडीन से एडिपोनिट्राइल के उत्प्रेरक हाइड्रोसायनेशन की औद्योगिक प्रक्रिया का आविष्कार विलियम सी. ड्रिंकर्ड ने किया था।

ट्रांसहाइड्रोसायनेशन
ट्रांसहाइड्रोसायनेशन में, एचसीएन के बराबर एक साइनोहाइड्रिन से स्थानांतरित किया जाता है, उदा। एसीटोन सायनोहाइड्रिन, दूसरे एचसीएन स्वीकर्ता के लिए। स्थानांतरण एक संतुलन प्रक्रिया है, जो आधार द्वारा शुरू की जाती है। प्रतिक्रिया को फँसाने वाली प्रतिक्रियाओं या एक बेहतर एचसीएन स्वीकर्ता के उपयोग से प्रेरित किया जा सकता है, जैसे कि एल्डिहाइड।

असंतृप्त कार्बोनिल यौगिकों का हाइड्रोसायनेशन
α,β-असंतृप्त कार्बोनिल यौगिक धातु उत्प्रेरक की अनुपस्थिति में हाइड्रोसायनेशन से गुजरते हैं। एक अभिव्यक्ति माइकल प्रतिक्रिया  का एक विशेष मामला है, जिससे β-सायनोकेटोन होता है। एक अन्य अभिव्यक्ति विनाइल साइनोहाइड्रिन की ओर ले जाती है। β-सायनो-सायनोहाइड्रिन भी देखे जाते हैं। प्रतिक्रिया की स्थिति इनमें से किसी भी उत्पाद तक पहुंच की अनुमति देती है। <स्पैन स्टाइल = फ्लोट: राइट; पैडिंग-राइट: 50 पीएक्स; पैडिंग-टॉप: 30 पीएक्स; >(1) आम तौर पर अम्लीय स्थितियां 1,2-व्यसनों का पक्ष लेती हैं, जबकि बुनियादी स्थितियां 1,4-व्यसनों के पक्ष में होती हैं। उदाहरण के लिए, क्षार धातु साइनाइड के अतिरिक्त, विशेष रूप से 1,4-अतिरिक्त के लिए नेतृत्व करते हैं। क्षार धातु साइनाइड और साइनोएल्यूमिनेट्स के विपरीत, लुईस अम्लीय साइनाइड, जैसे ट्राइमेथिलसिलिल साइनाइड, 1,2-अतिरिक्त के पक्ष में हैं। एसिटिलेनिक सबस्ट्रेट्स प्रतिक्रिया से गुजरते हैं; हालांकि इस प्रतिक्रिया का दायरा सीमित है और पैदावार अक्सर कम होती है। <स्पैन स्टाइल = फ्लोट: राइट; पैडिंग-राइट: 50 पीएक्स; पैडिंग-टॉप: 10 पीएक्स; >(5) 1,4-कुछ मामलों में इमाइन्स के अलावा देखा गया है, हालांकि इमाइन्स अक्सर बेस लैबाइल होते हैं। <स्पैन स्टाइल = फ्लोट: राइट; पैडिंग-राइट: 50 पीएक्स; पैडिंग-टॉप: 15 पीएक्स; >(6) एस्टर, नाइट्राइल्स और अन्य कार्बोनिल डेरिवेटिव भी संयुग्मी हाइड्रोसायनेशन से गुजरते हैं।

जब क्षार धातु साइनाइड का उपयोग किया जाता है, तो प्रतिक्रिया माध्यम का कम से कम आंशिक रूप से बेअसर होना आमतौर पर आवश्यक होता है। न्यूट्रलाइजेशन को एक अम्लीय समूह के माध्यम से सबस्टेट पर ही (आंतरिक न्यूट्रलाइजेशन) पूरा किया जा सकता है। या एक बाहरी एसिड (बाहरी तटस्थता) के अतिरिक्त के माध्यम से। लैपवर्थ द्वारा अग्रणी प्रक्रिया में, इस उद्देश्य के लिए आमतौर पर एसिटिक एसिड का उपयोग किया जाता है। <स्पैन स्टाइल = फ्लोट: राइट; पैडिंग-राइट: 50 पीएक्स; पैडिंग-टॉप: 30 पीएक्स; >(7) स्टेरायडल डी रिंग तैयार करने के लिए कंजुगेटिव हाइड्रोसायनेशन का इस्तेमाल किया गया था। इन अतिरिक्त प्रतिक्रियाओं में डायस्टेरियोसेलेक्टिविटी आम तौर पर अधिक होती है, और परिणामस्वरूप β-साइनो कार्बोनिल यौगिकों को कई स्टेरायडल उत्पादों में परिवर्तित किया जा सकता है।

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 * कार्बनिक रसायन शास्त्र
 * ऑक्सीडेटिव अतिरिक्त
 * प्रवासी प्रविष्टि
 * ट्राइफेनिलबोरोन
 * एनेंटियोसेलेक्टिव
 * कीलेट
 * सूजनरोधी
 * सजातीय उत्प्रेरण
 * अलकाली धातु