Síntesis de nitrilos de Letts

La síntesis de nitrilos de Letts es una reacción química de ácidos carboxílicos aromáticos con tiocianatos metálicos para formar nitrilos . La reacción incluye la pérdida de dióxido de carbono e hidrosulfuro de potasio . La reacción de sustitución polar básica fue descubierta en 1872 por Edmund A. Letts . ^{[ 1 ] [ 2 ]}

En 1857, Hugo Schiff observó que la reacción entre el cloruro de benzoílo y el cianuro de potasio producía el benzonitrilo deseado . ^{[ 3 ]} Posteriormente, el químico británico Edmund A. Letts profundizó mucho más en la síntesis de nitrilos. Al intentar primero añadir grupos ciano al ácido acético , obtuvo una mezcla de acetamida y sulfuro de carbonilo . Sin embargo, en 1872 demostró que el tratamiento de una proporción molar 2:1 de ácido benzoico y tiocianato de potasio con calor durante varias horas también producía nitrilos con solo una pequeña cantidad de amida, con un rendimiento de aproximadamente el 40%. ^{[ 4 ]}

G. Krüss amplió el trabajo de Letts en 1884, obteniendo mejores rendimientos mediante el uso de tiocianato de plomo(II) . ^{[ 5 ]} En 1916, EE Reid descubrió que la destilación seca de la sal de zinc (II) del ácido con un exceso del 20% de tiocianato de plomo(II) producía una conversión del 86% y un rendimiento del 91%, casi el doble del obtenido por Letts. ^{[ 6 ]}

Kekulé propuso el mecanismo de reacción en 1873. ^{[ 7 ]}

En este mecanismo de reacción de sustitución polar básica, el ion tiocianato extrae el protón ácido del ácido benzoico mientras se calienta. Esto produce la base conjugada (estabilizada por estructuras de resonancia ) y ácido tiociánico .

El siguiente paso implica la evolución del dióxido de carbono, donde un par de electrones no enlazantes se desplaza del oxígeno con carga negativa para formar un doble enlace con el carbono carboxílico. A continuación, se rompe el enlace sigma entre el anillo y el grupo carboxilo , y el par de electrones se desplaza hacia el anillo y se deslocaliza mediante estructuras de resonancia.

El paso final del mecanismo implica el ataque del anión fenilo al carbono ciano, desplazando el par de electrones hacia el azufre, que difunde fácilmente la carga negativa y se estabiliza aún más por el ion potasio , dando como resultado el producto final benzonitrilo e hidrosulfuro de potasio.

Los nitrilos aromáticos tienen algunas aplicaciones, incluyendo la polirecombinación para formar polímeros , ^{[ 8 ]} a veces se estudian como moléculas biológicamente activas ^{[ 9 ]} y experimentan reacciones de Ritter para formar amidas . ^{[ 10 ]}

El benzonitrilo, producto original de Letts, tiene múltiples usos como reactivo versátil y como disolvente . Los benzonitrilos sustituidos son importantes en muchos campos, incluyendo el farmacéutico. El benzonitrilo es un precursor en la síntesis de fadrozol , un inhibidor de la aromatasa utilizado en el tratamiento del cáncer de mama . ^{[ 11 ]} El 4-(trifluorometil)benzonitrilo, producido por la cianación catalizada por níquel del 4-clorobenzotrifluoruro, es un precursor del antidepresivo fluvoxamina . ^{[ 12 ]}

El benzonitrilo también puede actuar como ligando en catálisis asimétrica , coordinándose con metales de transición y formando ácidos de Lewis . ^{[ 13 ] [ 14 ]}

Para la síntesis de nitrilos:

• Síntesis de nitrilos de Kolbe
• Reacción de Rosenmund-von Braun

Para reacciones de nitrilos:

• Reacción de Pinner
• Síntesis de aldehídos de Stephen