Nitrilo

Dos reacciones de metátesis de sales son populares para reacciones a escala de laboratorio. En la síntesis de nitrilos de Kolbe , los haluros de alquilo experimentan una sustitución alifática nucleofílica con cianuros de metales alcalinos . Los nitrilos de arilo se preparan en la síntesis de Rosenmund-von Braun .

En general, los cianuros metálicos se combinan con haluros de alquilo para dar una mezcla de nitrilo e isonitrilo , aunque una elección adecuada del contraión y la temperatura puede minimizar la formación de este último. Un sulfato de alquilo soluciona completamente el problema, especialmente en condiciones no acuosas (la síntesis de Pelouze ). ^{[ 5 ]}

En la síntesis de nitrilos de Kolbe (una reacción de sustitución nucleofílica), se forman un alcanonitrilo y un haluro alcalino a partir de halocarbonos reactivos y un cianuro alcalino ( cianuro de sodio o cianuro de potasio ). La reacción es particularmente adecuada para haluros primarios, alílicos y bencílicos. Los haluros de alquilo secundarios proporcionan rendimientos más bajos, mientras que los haluros terciarios experimentan exclusivamente una reacción de eliminación en lugar de una sustitución. Además de los haluros, también se pueden emplear sustratos que contengan otros buenos grupos salientes. A diferencia de los cianuros alcalinos, el cianuro de plata no es adecuado para la síntesis de nitrilos, ya que forma preferentemente isonitrilos . ^{[ 21 ]} Un ejemplo de la síntesis de nitrilos de Kolbe es la reacción del yoduro de metilo con cianuro de sodio para producir acetonitrilo y yoduro de sodio : ^{[ 22 ]}

${\displaystyle \mathrm {CH_{3}I+NaCN\longrightarrow CH_{3}CN+NaI} }$

De manera similar, el 1,3-dibromopropano reacciona con cianuro de sodio para formar glutaronitrilo ^{[ 23 ]} , y el 1-iodooctano reacciona con cianuro de potasio para dar nonannitrilo . ^{[ 24 ]} Las cianaciones también pueden llevarse a cabo utilizando cianuro de hidrógeno en combinación con trietilaluminio o con cianuro de dietilaluminio ; por ejemplo, en la apertura del anillo de un epóxido a una β-cianohidrina o en la adición 1,4 de cianuro a una enona . ^{[ 25 ] [ 26 ]} El cianuro de trimetilsililo es otro reactivo cianante capaz de abrir epóxidos a β-cianohidrinas, con sililación concomitante del átomo de oxígeno. ^{[ 27 ]} El cianuro de trimetilsililo también permite la sustitución de haluros de alquilo terciarios, lo cual no es factible bajo las condiciones de síntesis de nitrilos de Kolbe. ^{[ 21 ]}

En presencia de catalizadores de metales de transición adecuados, la hidrocianación permite la adición de cianuro de hidrógeno a los enlaces múltiples de alquenos y alquinos para obtener nitrilos. Generalmente se emplean catalizadores de níquel. A menudo no es necesario el manejo directo de cianuro de hidrógeno, ya que se pueden utilizar equivalentes sintéticos como la cianohidrina de acetona o el isovaleronitrilo . ^{[ 28 ]} Un proceso industrial importante es la hidrocianación de butadieno a adiponitrilo . ^{[ 13 ]}

La hidrocianación es un método industrial para producir nitrilos a partir de cianuro de hidrógeno y alquenos. El proceso requiere catalizadores homogéneos . Un ejemplo de hidrocianación es la producción de adiponitrilo , un precursor del nylon-6,6 a partir de 1,3-butadieno .

CH ₂ =CH−CH=CH ₂ + 2 HC≡N → NC(CH ₂ ) ₄ C≡N

Los nitrilos se pueden preparar mediante la deshidratación de amidas primarias . Los reactivos comunes para esto incluyen pentóxido de fósforo ₍ P₂O₅ ) [ ²⁹ _] ^y cloruro de tionilo ₍ SOCl₂ ) . ^{[ 30 ]} En una deshidratación relacionada, las amidas secundarias dan nitrilos por la degradación de amida de von Braun ^. En este caso, se rompe un enlace C-N.

Específicamente, las carboxamidas y oximas pueden convertirse en nitrilos mediante deshidratación (eliminación de agua). Existen numerosos reactivos y metodologías disponibles para esta transformación. ^{[ 31 ] [ 32 ] [ 33 ]} También se han descrito métodos para la síntesis de nitrilos mediante la deshidratación de nitroalcanos . ^{[ 34 ]}

El pentóxido de fósforo , conocido desde mediados del siglo XIX, es un reactivo clásico para la deshidratación de amidas. ^{[ 31 ]} Las amidas también pueden deshidratarse utilizando reactivos de fósforo trivalente como el tricloruro de fósforo o el fosfito de trifenilo ; ^{[ 33 ]} así como el clorofosfato de dietilo , ^{[ 35 ]} el cloruro de tionilo ^{[ 36 ]} o el fosgeno . ^{[ 37 ]} En presencia de complejos de paladio específicos u otros catalizadores adecuados, el acetonitrilo puede funcionar como un agente deshidratante, convirtiendo una amida en un nitrilo mientras se transforma en acetamida . De manera similar, se puede emplear dicloroacetonitrilo . ^{[ 38 ] [ 39 ]} Los sistemas relacionados utilizan cloruro de hierro(II) tetrahidratado , trifluorometanosulfonato de zinc o nitrato de uranilo como catalizadores en combinación con N -metil- N -trimetilsililtrifluoroacetamida como reactivo deshidratante. ^{[ 40 ] [ 41 ] [ 42 ]} Las amidas de ácido carboxílico también pueden deshidratarse utilizando un sistema que comprende trifenilfosfano , yodo y 4-metilmorfolina . ^{[ 43 ]} Otro enfoque implica la deshidratación a alta temperatura (220–240 °C) en hexametilfosforamida (HMPA). ^{[ 44 ]} La deshidratación de amidas primarias con cloruro de zinc bajo microondas es reversible. En acetonitrilo acuoso, una amida puede convertirse en un nitrilo; sin embargo, en un sistema agua- tetrahidrofurano con acetamida añadida, ocurre la conversión inversa de nitrilo a amida. ^{[ 45 ]}

Tanto las carboxamidas como las aldoximas pueden deshidratarse utilizando cloruro de aluminio y yoduro de sodio en acetonitrilo. ^{[ 32 ]} Asimismo, ambas clases pueden deshidratarse con cloruro de oxalilo y dimetilsulfóxido catalítico en una reacción análoga a la oxidación de Swern . ^{[ 46 ]} La conversión a nitrilos bajo catálisis por especies de renio heptavalente ( ácido perrénico o perrenato de trimetilsililo ) es eficaz tanto para amidas como para aldoximas; el agua formada puede eliminarse por destilación azeotrópica . ^{[ 47 ]}

La conversión de aldehídos a nitrilos mediante aldoximas es una ruta de laboratorio muy utilizada. Los aldehídos reaccionan fácilmente con sales de hidroxilamina , a veces a temperaturas tan bajas como la ambiente, para dar aldoximas. Estas pueden deshidratarse a nitrilos mediante simple calentamiento, ^{[ 48 ]} aunque una amplia gama de reactivos puede facilitar este proceso, incluyendo trietilamina / dióxido de azufre , zeolitas o cloruro de sulfurilo . El ácido hidroxilamina-O-sulfónico , relacionado con esta reacción, reacciona de forma similar. ^{[ 49 ]}

En casos específicos, se puede utilizar la reacción de Van Leusen . Los biocatalizadores como la aldoxima deshidratasa alifática también son eficaces.

Las aldoximas también pueden deshidratarse con cloruro cianúrico , ^{[ 50 ]} el reactivo de Burgess , ^{[ 51 ]} o una combinación de anhídrido de ácido trifluorometanosulfónico y trifenilfosfina, esta última oxidada a óxido de trifenilfosfina . ^{[ 52 ]} Asimismo, es posible la deshidrogenación catalítica, por ejemplo, con triflato de hierro(III) , ^{[ 53 ]} acetato de cobre(II) , ^{[ 54 ]} hidróxidos mixtos de estaño y tungsteno , ^{[ 55 ]} o un catalizador bimetálico de paladio- manganeso . ^{[ 56 ]} También se ha logrado la deshidratación enzimática de aldoximas utilizando aldoxima deshidratasas . Estas enzimas bacterianas, incluidas las de Pseudomonas chlororaphis , se han aplicado repetidamente en la síntesis de nitrilos. ^{[ 57 ]}

Los aldehídos pueden convertirse en oximas usando clorhidrato de hidroxilamina y posteriormente deshidratarse a nitrilos (por ejemplo, con cloruro de oxalilo). ^{[ 58 ]} La transformación directa de aldehídos a nitrilos también es posible usando ácido hidroxilamina-O-sulfónico ^{[ 59 ]} u O -(4-trifluorometilbenzoil)hidroxilamina . ^{[ 60 ]} Estas conversiones también pueden lograrse con hidroxilamina en presencia de cloruro de titanio(IV) o hidróxidos mixtos de estaño-tungsteno como catalizadores ^{[ 55 ] [ 61 ]} , o mediante la adición de fluoruro de sulfurilo o dióxido de selenio . ^{[ 62 ] [ 63 ]} El isocianuro de tosilmetilo (reactivo de Van Leusen) permite la conversión directa de cetonas en nitrilos a través de la reacción de Van Leusen , introduciendo todo el grupo nitrilo y, por lo tanto, un átomo de carbono adicional. ^{[ 64 ] [ 65 ] [ 66 ]}

Existen numerosos métodos tradicionales para la preparación de nitrilos mediante oxidación de aminas . ^{[ 67 ]} Los métodos comunes incluyen el uso de persulfato de potasio , ^{[ 68 ]} ácido tricloroisocianúrico , ^{[ 69 ]} o electrosíntesis anódica . ^{[ 70 ]} Además, en las últimas décadas se han desarrollado varios métodos selectivos para procesos electroquímicos . ^{[ 71 ]}

Varios procedimientos emplean radicales nitroxilo como TEMPO o 4-acetamido-TEMPO como oxidantes catalíticos. Estos catalizadores pueden regenerarse mediante peroximonosulfato de potasio como oxidante estequiométrico o electroquímicamente bajo potencial aplicado. ^{[ 72 ] [ 73 ]} Otro enfoque utiliza cloruro de cobre(I) o cloruro de cobre(II) como catalizador, oxígeno molecular como oxidante estequiométrico y un tamiz molecular para eliminar el agua formada. ^{[ 74 ]}

En la amoxidación , un hidrocarburo se oxida parcialmente en presencia de amoníaco . Esta conversión se practica a gran escala para el acrilonitrilo : ^{[ 75 ]}

2 CH ₃ CH=CH ₂ + 3 O ₂ + 2 NH ₃ → 2 N≡CCH=CH ₂ + 6 H ₂ O

En la producción de acrilonitrilo, el acetonitrilo es un subproducto . A escala industrial, se preparan varios derivados de benzonitrilo , ftalonitrilo e isobutironitrilo mediante amoxidación. El proceso está catalizado por óxidos metálicos y se supone que transcurre a través de la imina.

La amoxidación es una reacción en fase gaseosa catalizada heterogéneamente en la que compuestos aromáticos alifáticos o metil-sustituidos reaccionan con oxígeno (aire) y amoníaco para formar nitrilos, con agua como subproducto. Las temperaturas de reacción superan los 300 °C, y los óxidos de vanadio , cromo o molibdeno sirven como catalizadores. ^{[ 76 ]} El acrilonitrilo , un precursor importante para la producción de polímeros (véase la sección Uso), se fabrica principalmente mediante la amoxidación del propeno . ^{[ 14 ]} La principal ruta industrial para el cianuro de hidrógeno es el proceso Andrussov , es decir, la amoxidación del metano sobre un catalizador de platino . Sin embargo, una proporción significativa de la producción mundial de cianuro de hidrógeno surge como subproducto de la fabricación de acrilonitrilo. ^{[ 77 ]}

Los nitrilos arílicos pueden sintetizarse mediante la reacción de Sandmeyer de sales de diazonio con cianuro de cobre(I) ^{[ 78 ]} o mediante la reacción de Rosenmund-von Braun (reacción directa de un bromuro de arilo con cianuro de cobre(I)). ^{[ 79 ]} La conversión de tiocianato con ácidos carboxílicos aromáticos, conocida como síntesis de nitrilos de Letts , puede llevarse a cabo utilizando tiocianato de potasio ; el tiocianato de plomo generalmente proporciona mayores rendimientos. ^{[ 8 ]}

Los yoduros de arilo pueden convertirse en nitrilos aromáticos bajo catálisis de paladio con cianuro de trimetilsililo. Por ejemplo, el yodobenceno reacciona con cianuro de trimetilsililo en presencia de tetrakis(trifenilfosfina)paladio(0) (Pd(PPh3 ₎ 4 ₎ para formar benzonitrilo . ^{[ 80 ]} Otra ruta catalizada por paladio (que también emplea Pd(PPh3 ₎ 4 ₎ es la descarbonilación de cianuros de acilo aromáticos . ^{[ 81 ]} Asimismo, se ha informado de la cianación catalizada por paladio de cloruros de arilo con cianuro de potasio ^{[ 82 ]} o hexacianidoferrato(II) de potasio ^{[ 83 ]} . Las quinonas pueden reaccionar con cianuro de trimetilsililo para dar cianohidrinas sililadas, que posteriormente se aromatizan utilizando tribromuro de fósforo . ^{[ 84 ]} Otro enfoque implica la reacción de reactivos de Grignard de arilo o de aril-litio con dimetilmalonitrilo . ^{[ 85 ]}

Los nitrilos aromáticos se preparan frecuentemente en el laboratorio a partir de la anilina mediante compuestos de diazonio . Esta es la reacción de Sandmeyer . Requiere cianuros de metales de transición. ^{[ 86 ]}

ArN + 2 + CuC≡N → ArC≡N + N ₂ + Cu ⁺

Las cianohidrinas son una clase especial de nitrilos. Clásicamente, se obtienen mediante la adición de cianuros de metales alcalinos a aldehídos en la reacción de cianohidrina . Debido a la polaridad del carbonilo orgánico, esta reacción no requiere catalizador, a diferencia de la hidrocianación de alquenos. Las O-silil cianohidrinas se generan por la adición de cianuro de trimetilsililo en presencia de un catalizador (sililcianación). Las cianohidrinas también se preparan mediante reacciones de transcianohidrina, partiendo, por ejemplo, de cianohidrina de acetona como fuente de HCN. ^{[ 87 ]}

Las cianohidrinas también pueden prepararse mediante la adición de un cianuro alcalino a un aldehído o cetona en presencia de ácido acético . Para sustratos menos reactivos, el cianuro de dietilaluminio proporciona una alternativa adecuada. Otro enfoque es la transhidrocianación, en la que el cianuro de hidrógeno se transfiere de la cianohidrina de acetona a un aldehído o cetona. ^{[ 11 ]} Los catalizadores adecuados para esta transformación incluyen alcóxidos de lantánidos como el isopropóxido de lantano(III) , el isopropóxido de cerio(III) , el isopropóxido de samario(III) y el isopropóxido de iterbio(III) . ^{[ 88 ]}

La adición de cianuro de trimetilsililo a aldehídos o cetonas produce cianohidrinas como sus éteres de trimetilsililo. ^{[ 89 ] [ 90 ]} Entre los catalizadores adecuados se incluyen el yoduro de zinc , el cianuro de potasio en combinación con 18-corona-6 o el cianuro de iterbio(III) . ^{[ 11 ]} En condiciones apropiadas, estas reacciones pueden hacerse enantioselectivas. Son adecuados los catalizadores a base de vanadio o titanio que contienen ligandos quirales de tipo salen , así como la combinación de ortotitanato de tetraisopropilo con una imina quiral . ^{[ 91 ] [ 92 ]}

En ciertos casos , los cianuros de acilo (α-oxonitrilos) pueden prepararse mediante la reacción de haluros de ácidos carboxílicos con cianuros de metales de transición (por ejemplo, cianuro de cobre o cianuro de plata ). Este método es particularmente eficaz para haluros de ácidos carboxílicos aromáticos y bromuros de acilo alifáticos, mientras que los cloruros de acilo alifáticos no reaccionan. Los cianuros de acilo alifáticos también pueden sintetizarse mediante la reacción de cloruros de ácidos carboxílicos con cianuro de trimetilsililo. ^{[ 93 ]}

Utilizando materiales de partida quirales , la síntesis enantioselectiva permite el acceso a compuestos α- quirales que contienen nitrilos en forma eutomérmica , como la vildagliptina y la saxagliptina . Las transformaciones convencionales pueden introducir la funcionalidad nitrilo; por ejemplo, una amida u oxima enantioméricamente pura derivada de prolina enantioméricamente pura puede deshidratarse. La aplicabilidad de estas estrategias depende de la molécula objetivo específica. También se han establecido reacciones de cianación asimétrica. ^{[ 94 ]} De particular importancia es la hidrocianación asimétrica de compuestos carbonílicos (véase la sección sobre la preparación de cianohidrinas). Además, se han desarrollado numerosas hidrocianaciones asimétricas de iminas, que proporcionan α-aminonitrilos enantioméricamente puros. ^{[ 92 ]}

• Una fuente comercial para el grupo cianuro es el cianuro de dietilaluminio Et₂AlCN , que se puede preparar a partir de trietilaluminio y HCN. ^[ ₉₅ ^] Se ha utilizado en la adición nucleofílica a cetonas . ^{[ 96 ]} Para un ejemplo de su uso , véase: Síntesis total de Taxol de Kuwajima ^.
• Los iones cianuro facilitan el acoplamiento de dibromuros. La reacción del ácido α,α′-dibromo adípico con cianuro de sodio en etanol produce el cianociclobutano : ^{[ 97 ]}

  

• Los nitrilos aromáticos se pueden preparar a partir de la hidrólisis básica de triclorometil aril cetiminas ( RC(CCl ₃ )=NH ) en la síntesis de Houben-Fischer ^{[ 98 ].}
• Los α - aminoácidos forman nitrilos y dióxido de carbono a través de diversos medios de descarboxilación oxidativa . ^{[ 99 ] [ 100 ]} Henry Drysdale Dakin descubrió esta oxidación en 1916. ^{[ 101 ]}
• A partir de ácidos arilcarboxílicos ( síntesis de nitrilos de Letts )

• La carbocianación permite la adición de un grupo nitrilo a través de un enlace múltiple para producir otro nitrilo. Los arilnitrilos pueden añadirse a alquinos bajo catálisis por bis(ciclooctadieno)níquel(0) y trimetilfosfina , obteniéndose nitrilos α,β-insaturados. La modificación de las condiciones de reacción, por ejemplo, empleando una fosfina diferente o añadiendo un par de Lewis frustrado como el trimetilaluminio o el trifenilborano , permite la adición de nitrilos no aromáticos, tanto saturados como α,β-insaturados. ^{[ 102 ]} También se conocen reacciones de carbocianación que acoplan dos moléculas introduciendo un grupo nitrilo, utilizando hexabutildistannano y cianuro de tosil como fuente de cianuro. ^{[ 103 ]}
• Los ácidos carboxílicos pueden convertirse en los nitrilos correspondientes mediante reacción con cloruro de indio(III) en acetonitrilo a 200 °C. En este proceso, el acetonitrilo funciona como disolvente y fuente de nitrógeno y se convierte en ácido acético . La reacción procede a través de múltiples reordenamientos de Mumm . ^{[ 104 ]} Los alcoholes pueden transformarse en nitrilos mediante una reacción de Mitsunobu , empleando cianometilideno trimetilfosforano en presencia de cianohidrina de acetona. ^{[ 105 ]} Las N -alquilamidas pueden convertirse en nitrilos mediante la degradación de von Braun utilizando pentacloruro de fósforo . ^{[ 106 ]} Los reactivos alternativos incluyen pentabromuro de fósforo y bromuro de carbonilo . ^{[ 107 ]}

La hidrólisis de nitrilos RCN se produce en distintas etapas bajo tratamiento ácido o básico, dando primero carboxamidas RC(O)NH₂ _y luego ácidos carboxílicos RC(O)OH . La hidrólisis de nitrilos a ácidos carboxílicos es eficiente. En medio ácido o básico, las ecuaciones balanceadas son las siguientes:

RC≡N + 2 H ₂ O + HCl → RC(O)OH + NH ₄ Cl

RC≡N + H ₂ O + NaOH → RC(O)ONa + NH ₃

En rigor, estas reacciones están mediadas (en lugar de catalizadas ) por un ácido o una base, ya que se consume un equivalente del ácido o de la base para formar la sal de amonio o de carboxilato, respectivamente.

Los estudios cinéticos muestran que la constante de velocidad de segundo orden para la hidrólisis de acetonitrilo a acetamida catalizada por iones hidróxido es 1,6 × 10⁻⁶  M ⁻¹  s ⁻¹ , que es más lento que la hidrólisis de la amida al carboxilato (7,4 × 10⁻⁵  M ⁻¹  s ⁻¹ ). Por lo tanto, la ruta de hidrólisis básica producirá el carboxilato (o la amida contaminada con el carboxilato). Por otro lado, las reacciones catalizadas por ácido requieren un control cuidadoso de la temperatura y de la proporción de reactivos para evitar la formación de polímeros, que se promueve por el carácter exotérmico de la hidrólisis. ^{[ 108 ]} El procedimiento clásico para convertir un nitrilo en la amida primaria correspondiente requiere agregar el nitrilo a ácido sulfúrico concentrado frío . ^{[ 109 ]} La conversión posterior al ácido carboxílico es desfavorecida por la baja temperatura y la baja concentración de agua.

RC≡N + H ₂ O → RC(O)NH ₂

Dos familias de enzimas catalizan la hidrólisis de nitrilos. Las nitrilasas hidrolizan los nitrilos a ácidos carboxílicos:

RC≡N + 2 H ₂ O → RC(O)OH + NH ₃

Las nitrilo hidratasas son metaloenzimas que hidrolizan los nitrilos para convertirlos en amidas.

RC≡N + H ₂ O → RC(O)NH ₂

Estas enzimas se utilizan comercialmente para producir acrilamida .

Se ha demostrado la "hidratación anhidra" de nitrilos a amidas utilizando una oxima como fuente de agua: ^{[ 110 ]}

RC≡N + R'C(H)=NOH → RC(O)NH ₂ + R'C≡N

_Los nitrilos son susceptibles a la hidrogenación sobre diversos catalizadores metálicos. La reacción puede producir la amina primaria ( RCH₂NH₂ ) o la amina terciaria ( (RCH₂ ₎ ₃N ₎ , dependiendo de las condiciones. ^{[ 111 ]} En las reducciones orgánicas convencionales, el nitrilo _se reduce mediante tratamiento con hidruro de litio y aluminio a la amina. La reducción a la imina seguida de hidrólisis al aldehído tiene lugar en la síntesis de aldehídos de Stephen , que utiliza cloruro estanoso en ácido.

Los nitrilos de alquilo son suficientemente ácidos como para sufrir la desprotonación del enlace CH adyacente al grupo C≡N . ^{[ 112 ] [ 113 ]} Se requieren bases fuertes, como la diisopropilamida de litio y el butil litio . El producto se denomina anión nitrilo . Estos carbaniones alquilan una amplia variedad de electrófilos. La clave de la excepcional nucleofilicidad reside en el pequeño impedimento estérico de la unidad C≡N combinado con su estabilización inductiva. Estas características hacen que los nitrilos sean ideales para crear nuevos enlaces carbono-carbono en entornos estéricamente exigentes.

El átomo de carbono central de un nitrilo es electrófilo , por lo tanto, es susceptible a reacciones de adición nucleofílica :

• con un compuesto de organozinc en la reacción de Blaise
• con alcoholes en la reacción de Pinner .
• con aminas, por ejemplo, la reacción de la amina sarcosina con cianamida produce creatina ^{[ 114 ].}
• con arenos para formar cetonas en la reacción de Houben-Hoesch a través de un intermedio de imina .
• con reactivos de Grignard para formar cetiminas primarias en la síntesis de cetiminas de Moureau-Mignonac. ^{[ 115 ]} Si bien no es una reacción de Grignard clásica , puede considerarse como tal bajo definiciones modernas más amplias.

• En la descianación reductiva, el grupo nitrilo se reemplaza por un protón. ^{[ 116 ]} Las descianaciones pueden realizarse disolviendo un metal reductor (por ejemplo, HMPA y potasio metálico en terc -butanol ) o mediante la fusión de un nitrilo en KOH . ^{[ 117 ]} De manera similar, los α-aminonitrilos pueden descianarse con otros agentes reductores como el hidruro de litio y aluminio . ^{[ 116 ]}
• En la denominada reacción de Franchimont (desarrollada por el estudiante de doctorado belga Antoine Paul Nicolas Franchimont (1844-1919) en 1872), un ácido α-cianocarboxílico calentado en ácido se hidroliza y descarboxila para formar un dímero. ^{[ 118 ]}
• Los nitrilos reaccionan espontáneamente en presencia de una base en la reacción de Thorpe mediante una adición nucleofílica.
• En química organometálica se sabe que los nitrilos se adicionan a los alquinos en la carbocianación: ^{[ 119 ]}

Los nitrilos son precursores de complejos de nitrilo de metales de transición , que son reactivos y catalizadores. Algunos ejemplos son el hexafluorofosfato de tetrakis(acetonitrilo)cobre(I) ( [ Cu(MeCN) ₄ ] ⁺ ) y el dicloruro de bis(benzonitrilo)paladio ( PdCl ₂ (PhCN) ₂ ). ^{[ 120 ]}

Las cianamidas son compuestos N -ciano con estructura general R ¹ R ² N−C≡N y están relacionadas con la cianamida original . ^{[ 131 ]}

Los óxidos de nitrilo tienen la fórmula química RCNO . Su estructura general es R−C≡N ⁺ −O ⁻ . La R representa cualquier grupo (típicamente orgánico , por ejemplo, óxido de acetonitrilo CH ₃ −C≡N ⁺ −O ⁻ , hidrógeno en el caso del ácido fulmínico H−C≡N ⁺ −O ⁻ , o halógeno (por ejemplo, óxido de cloroformonitrilo Cl−C≡N ⁺ −O ⁻ ). ^{[ 132 ] : 1187–1192}

Los óxidos de nitrilo son bastante diferentes de los nitrilos y no se originan por oxidación directa de estos últimos. ^{[ 133 ]} En cambio, pueden sintetizarse por deshidratación de nitroalcanos , deshidrogenación de oximas , ^{[ 134 ] : 934–936} o eliminación de halooximas en base. ^{[ 135 ] [ 136 ]} Son altamente reactivos en cicloadiciones 1,3-dipolares , ^{[ 132 ] : 1187–1192} como a isoxazoles , ^{[ 134 ] : 1201–1202} y experimentan un rearreglo diotrópico  de tipo I a isocianatos . ^{[ 132 ] : 1700}

Los sulfuros de nitrilo más pesados ​​son extremadamente reactivos y raros, pero se forman temporalmente durante la termólisis de las oxatiazolonas . Reaccionan de forma similar a los óxidos de nitrilo. ^{[ 137 ]}

En las plantas existen numerosos nitrilos que se presentan como metabolitos secundarios.

En Ricinus communis ( Ricinus communis ), además de la proteína altamente tóxica ricina , está presente el alcaloide ricinina , que contiene un grupo funcional nitrilo. ^{[ 140 ]} La nudiflorina, estructuralmente muy relacionada, se encuentra en Trevia nudiflora ( familia de las euforbias ). ^{[ 141 ]} En la mostaza marrón , está presente el indolacetonitrilo ; se forma a partir de indoleacetaldoxima y presumiblemente funciona en la defensa contra hongos patógenos. ^{[ 142 ]} En la jojoba , se encuentran varios nitrilos, incluyendo la simmondsina , un glucósido que contiene una fracción nitrilo α,β-insaturada en la aglicona . ^{[ 143 ]} Un compuesto similar, la menis daurina , se encuentra en el acebo europeo ( Ilex aquifolium ). ^{[ 144 ]} Los nitrilos α,β-insaturados también están presentes en varias especies del género Acacia , incluyendo Sutherlandin y Acacipetalin . ^{[ 145 ] [ 146 ]} El árbol de rábano picante ( árbol de rábano picante ) contiene niazirina , un glucósido de 4-hidroxifenilacetonitrilo . ^{[ 147 ]} El guisante dulce fragante ( Lathyrus odoratus ) causa la enfermedad latirismo , de la cual son responsables el N-glutamil-3-aminopropionitrilo y su producto de degradación 3-aminopropionitrilo . ^{[ 148 ] [ 149 ]} El aceite esencial de Heracleum transcaucasicum (género hogweed ) contiene geranilnitrilo . ^{[ 150 ]} La 3-cianopiridina se encuentra en la correhuela anual . ^{[ 151 ]} Los cianolípidos son una clase de lípidos que se encuentran exclusivamente en las plantas del árbol del jabón (Sapindaceae). Su componente alcohólico es un nitrilo insaturado con cinco átomos de carbono y uno o dos grupos hidroxilo, a diferencia deglicerol en glicéridos . Las plantas del género Jabon Tree que contienen cianolípidos incluyen el árbol de nuez de jabón y el guaraná . ^{[ 152 ] [ 153 ]} El cianuro de hidrógeno es liberado por muchas plantas que contienen compuestos cianogénicos correspondientes, en particular glucósidos cianogénicos y cianolípidos. ^{[ 154 ]} En las plantas, el cianuro de hidrógeno también funciona como una molécula de señalización. ^{[ 155 ]}

• 
  Planta de ricino
• 
  Ricinina
• 
  El guaraná , una planta jabonosa, contiene cianolípidos.
• 
  Un componente alcohólico de los cianolípidos, que se encuentra, por ejemplo, en el guaraná.

Numerosos artrópodos (Arthropoda) contienen compuestos nitrilo cianogénicos (que liberan cianuro de hidrógeno), incluidos los ciempiés (Chilopoda), los bípedos (Diplopoda), los escarabajos (Hemiptera), los escarabajos (Coleoptera) y las mariposas (Lepidoptera). ^{[ 178 ]} La polilla de la grosella ( Abraxas grossulariata ) contiene el glucósido portador de nitrilo sarmentosina , que probablemente funciona en la defensa. ^{[ 179 ]} La sarmentosina también está presente en varias especies del género Parnassius . ^{[ 180 ]} Varias especies de chinches de alas transparentes (incluida Jadera haematoloma ) contienen cianolípidos o cardiospermina , que pueden adquirir de sus plantas hospedantes a través del secuestro de toxinas , es decir, absorción y almacenamiento. ^{[ 178 ] [ 181 ] [ 182 ]} Las libélulas de seis manchas son mariposas capaces de secuestrar los glucósidos cianogénicos linamarina y lotaustralina de sus plantas hospedantes y sintetizarlos de novo. ^{[ 183 ]} Otras especies del mismo género ( Zygaena ), como el Ceratophyllum de pantano , también contienen glucósidos cianogénicos. ^{[ 184 ]} La secreción defensiva del ciempiés Himantarium gabrielis contiene cianuro de benzoilo , fenilacetonitrilo, mandelonitrilo (cianohidrina de benzaldehído) y benzoato de mandelonitrilo . ^{[ 185 ]} El fenilacetonitrilo también funciona como una hormona en la langosta del desierto ( Schistocerca gregaria ). ^{[ 186 ]} En varias tenias ( Polydesmida ), la secreción defensiva también contiene cianuro de benzoilo. ^{[ 187 ]} La especie de ácaro Oribatula tibialis (orden Oribatida ) contiene hexanoato de mandelonitrilo . ^{[ 188 ]} El cianuro de hidrógeno también se encuentra en los artrópodos como producto de degradación de compuestos cianogénicos. ^{[ 155 ]}

• 
  polilla de la grosella
• 
  langosta del desierto
• 
  Himantarium gabrielis
• 
  El cianuro de benzoilo se encuentra en las secreciones defensivas de diversos artrópodos.

Además de los artrópodos, los animales marinos también contienen compuestos de nitrilo. Estos incluyen la bursatelina de los caracoles de pie ancho del género Bursatella ^{[ 189 ]} y las caliculinas aisladas de las esponjas. ^{[ 190 ]} Los albanitrilos de las esponjas del género Mycale son compuestos lineales (longitud de cadena de 16 a 18 átomos de carbono) que presentan un grupo nitrilo en uno o ambos extremos y varios enlaces triples C≡C adicionales. ^{[ 191 ]}

Muchos hongos producen cianuro de hidrógeno a partir de glicina. Estos incluyen representantes de los géneros Clitocybe, Marasmius ^{, Polyporus y Tricholoma. [ 192 ]} Las epurpurinas son un grupo de pigmentos fenólicos amarillos , ^{cada uno} con dos grupos nitrilo, presentes en Emericella purpurea . [ 193 ^{] La diatretina} II se encuentra en Clitocybe diatreta ^{[ 194} ] y en el boleto púrpura rojizo . ^{[ 195 ]} En el hongo enano de clavo , está presente la cianohidrina del ácido glioxílico ; se forma a partir de dos moléculas ^de glicina y libera ácido cianhídrico al dañarse el tejido. ^{[ 196 ]}

El cianuro de hidrógeno es producido por varias bacterias del suelo, incluidas cianobacterias y representantes de los géneros Aeromonas , Bacillus y Pseudomonas . La biosíntesis procede de la glicina. ^{[ 197 ]} Se aisló un grupo de alcanonitrilos de Pseudomonas veronii : dodecannitrilo , tridecannitrilo , tetradecannitrilo, pentadecannitrilo y hexadecannitrilo , así como compuestos de longitud de cadena similar que contienen un doble enlace. De Micromonospora echinospora , también se aislaron compuestos estructuralmente relacionados, que difieren por una rama de metilo terminal, un doble enlace o ambos. ^{[ 198 ]} Se conoce una cianohidrina que contiene una fracción de ácido fosfónico de Streptomyces regensis . ^{[ 199 ]} La aetokthonotoxina de la cianobacteria Aetokthonos hydrillicola es un derivado de indol bromado que contiene un grupo nitrilo. Es una potente neurotoxina que frecuentemente causa mortalidad en las águilas calvas que la ingieren. ^{[ 200 ]}

Los nitrilos se encuentran entre las moléculas orgánicas más abundantes en el espacio, y se han detectado inequívocamente más de diez compuestos distintos. ^{[ 201 ]} El cianuro de hidrógeno fue una de las primeras especies poliatómicas identificadas en el espacio y se presenta allí con relativa frecuencia y en cantidades sustanciales. ^{[ 202 ]} Otros nitrilos detectados en el espacio incluyen acetonitrilo y aminoacetonitrilo , ^{[ 201 ]} así como butironitrilo , ^{[ 203 ]} cianoacetileno y cianopoliinas que contienen de dos a cinco enlaces triples conjugados. ^{[ 204 ]} El cianuro de hidrógeno, el cianoacetileno y el cianógeno están presentes en la atmósfera de Titán , la luna de Saturno . ^{[ 205 ]}

Los nitrilos pueden haber jugado un papel significativo en la evolución química en la Tierra. ^{[ 206 ] [ 205 ]} Estudios experimentales han demostrado que el cianuro de hidrógeno puede formarse bajo una amplia gama de condiciones prebióticas plausibles. Los posibles materiales de partida incluyen mezclas de gases de metano , dióxido de carbono , nitrógeno, amoníaco y/o hidrógeno . Varias fuentes de energía, como descargas eléctricas o radiación ultravioleta , también son concebibles. En condiciones simples, el cianuro de hidrógeno puede dar lugar a numerosas moléculas orgánicas adicionales. ^{[ 207 ]} El cianuro de hidrógeno y otros nitrilos, como el cianoacetileno y el diciano, se consideran precursores potenciales de bases nucleicas . ^{[ 205 ] [ 207 ]} Los aminonitrilos, a su vez, se consideran precursores probables de aminoácidos y péptidos ; por ejemplo, el aminoacetonitrilo es un precursor de la glicina. Se propone un proceso análogo a la síntesis de Strecker, en el que el α-aminopropionitrilo se forma inicialmente a partir de cianuro, acetaldehído y amoníaco, y posteriormente se hidroliza a alanina . ^{[ 206 ] [ 208 ] [ 209 ]}

El cianuro de hidrógeno es un producto químico a granel; la producción mundial en 2001 fue de aproximadamente 2,6 millones de toneladas. Los principales derivados producidos a partir de él incluyen adiponitrilo , cianohidrina de acetona , cianuro de sodio y cloruro cianúrico . ^{[ 77 ] [ 210 ]} También se sintetizan agentes quelantes a partir de cianuro de hidrógeno, ^{[ 210 ]} por ejemplo , ácido etilendiaminotetraacético a partir de formaldehído , etilendiamina , cianuro de hidrógeno e hidróxido de sodio . ^{[ 211 ]} Una ruta industrial importante para los aminoácidos es la síntesis de Strecker , en la que el cianuro de hidrógeno sirve como material de partida. ^{[ 212 ]} Un aminoácido cuantitativamente importante es la metionina , que se produce a partir de acroleína , cianuro de hidrógeno y sulfuro de hidrógeno y se utiliza principalmente en la alimentación animal. ^{[ 210 ] [ 213 ]}

Varios polímeros ampliamente utilizados contienen acrilonitrilo como monómero y, por lo tanto, incorporan grupos nitrilo. El poliacrilonitrilo (PAN) puro es difícil de procesar; en consecuencia, durante su producción, entre el 85 y el 99 % de acrilonitrilo se copolimeriza casi siempre con pequeñas cantidades de otros monómeros. ^{[ 14 ]} También se emplean copolímeros que contienen entre el 35 y el 85 % de acrilonitrilo, junto con otros monómeros como el acetato de vinilo y el metacrilato de metilo . ^{[ 14 ] [ 214 ]} Los polímeros de nitrilo se encuentran entre los materiales totalmente sintéticos más importantes para fibras textiles, junto con los poliésteres y las poliamidas . ^{[ 14 ] [ 215 ]} Estas fibras, conocidas como fibras acrílicas , se producen a escala de varios millones de toneladas por año. En 2000, la producción mundial fue de aproximadamente 2,7 millones de toneladas. ^{[ 14 ] [ 216 ]} Las fibras acrílicas se utilizan en prendas de vestir (como calcetines y suéteres), mantas, alfombras e hilo de tejer, entre otras aplicaciones. ^{[ 14 ] [ 217 ]} El PAN es también el principal precursor para la producción de fibra de carbono , que se utiliza como un material excepcionalmente ligero pero resistente en la construcción de automóviles y aeronaves. ^{[ 14 ] [ 214 ] [ 218 ] [ 219 ]} La producción mundial del monómero acrilonitrilo fue de aproximadamente 3,2 millones de toneladas en 1988. ^{[ 77 ]}

Los cauchos de acrilonitrilo butadieno se conocen como cauchos de nitrilo y presentan propiedades ventajosas como alta resistencia a la tracción , alta resistencia a la abrasión y resistencia a los hidrocarburos (aceites y combustibles). Por lo tanto, se utilizan para anillos de sellado y para mangueras de aceite y combustible. ^{[ 14 ]} Otra aplicación importante del caucho de nitrilo son los guantes de protección , que se utilizan con frecuencia en el sector sanitario en lugar de los guantes de látex , ya que estos últimos suelen causar alergias al látex . ^{[ 220 ]} Dichos guantes también se utilizan comúnmente al manipular productos químicos peligrosos, incluidos los disolventes orgánicos. ^{[ 221 ]}

Otro polímero importante es el terpolímero de acrilonitrilo, butadieno y estireno ( copolímero de acrilonitrilo-butadieno-estireno ). Este material se utiliza ampliamente para las carcasas exteriores de dispositivos electrónicos (ordenadores, monitores y teclados). ^{[ 222 ]} Otras aplicaciones incluyen componentes plásticos para automóviles (por ejemplo, carcasas de faros y espejos), revestimientos de refrigeradores, carcasas para electrodomésticos de cocina, aspiradoras y herramientas eléctricas, así como maletas, recipientes para aperitivos, ^{[ 223 ]} y juguetes, incluidos Lego . ^{[ 224 ] [ 225 ]} El ABS también se produce a una escala de varios millones de toneladas anuales; por ejemplo, en 1992 se fabricaron alrededor de 2,7 millones de toneladas. ^{[ 223 ]}

La poliamida (nylon) no es un polímero de nitrilo; sin embargo, un intermediario clave en su producción es el adiponitrilo . El adiponitrilo se obtiene por hidrocianación de butadieno o por dimerización de acrilonitrilo y se convierte por hidrogenación catalítica en hexametilendiamina , uno de los monómeros utilizados para producir nylon. El segundo monómero, el ácido adípico , se produce por oxidación de ciclohexano . ^{[ 226 ] [ 227 ]} La cianohidrina de acetona es un intermediario importante en la producción de metacrilato de metilo, que a su vez se utiliza para fabricar polimetacrilato de metilo . ^{[ 228 ]}

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  El poliacrilonitrilo se utiliza en la fabricación de hilos para tejer.
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  Las fibras de carbono suelen estar hechas de poliacrilonitrilo.
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  Guantes protectores fabricados con caucho de nitrilo.
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  Los ladrillos Lego están hechos de copolímero de acrilonitrilo butadieno estireno (ABS).

El acetonitrilo se utiliza como disolvente, especialmente en la industria farmacéutica. ^{[ 229 ]} Según un análisis de mercado, en 2022 se produjeron aproximadamente 180 000 toneladas de acetonitrilo en todo el mundo, de las cuales alrededor del 70 % fue consumido por el sector farmacéutico. ^{[ 230 ]} También es uno de los disolventes más importantes para los análisis realizados por cromatografía líquida de alta resolución . ^{[ 229 ] [ 231 ]} La descomposición térmica del azobisisobutironitrilo (AIBN) y compuestos relacionados (por ejemplo, azobis(ciclohexanocarbonitrilo) ) genera radicales relativamente estables; por consiguiente, estos compuestos se utilizan como iniciadores de radicales en reacciones de radicales, especialmente polimerizaciones. ^{[ 232 ]} La quinona DDQ , que contiene dos grupos nitrilo, es un agente oxidante ampliamente utilizado, incluso en la síntesis farmacéutica. ^{[ 233 ]} Los grupos nitrilo pueden incorporarse a biomoléculas como sondas para investigaciones espectroscópicas infrarrojas. ^{[ 234 ]} Algunos nitrilos sirven como materiales de partida para la síntesis de productos farmacéuticos. ^{[ 235 ]} El ketoprofeno es un agente antiinflamatorio aprobado en algunos países de la UE; el propionitrilo se utiliza en su síntesis industrial. ^{[ 236 ] [ 237 ]}

Los nitrilos se encuentran en numerosas clases de fármacos. Entre 2010 y 2020, al menos un fármaco que contenía una función nitrilo fue aprobado anualmente por la Administración de Alimentos y Medicamentos de EE. UU . El grupo nitrilo exhibe propiedades fisicoquímicas características que son importantes en el diseño de fármacos . Estructuralmente, tiene una geometría lineal y ocupa muy poco espacio, aproximadamente una octava parte del volumen de un grupo metilo . Como sustituyente de ligando, es, por lo tanto, muy adecuado para ocupar cavidades estrechas y profundas dentro del sitio de unión de una proteína diana que de otro modo serían difíciles de acceder. La incorporación de un grupo nitrilo en una molécula generalmente reduce su coeficiente de reparto octanol-agua o aumenta su solubilidad acuosa. Esto a menudo influye favorablemente en la biodisponibilidad , la vida media plasmática y, por lo tanto, la duración de la acción de los compuestos lipofílicos . En los productos medicinales, el grupo nitrilo suele ser metabólicamente estable. ^{[ 238 ]} El grupo nitrilo es isostérico con el grupo carbonilo , el grupo hidroxilo y el átomo de cloro. Por lo tanto, exhibe propiedades electrónicas y estéricas similares y puede intercambiarse con estos grupos para ajustar con precisión las características moleculares. ^{[ 239 ]}

El enlace de hidrógeno representa la principal interacción farmacodinámica del grupo nitrilo, que actúa como aceptor de protones debido a la electronegatividad de su átomo de nitrógeno, en contraste con el grupo etinilo . ^{[ 240 ]} Por ejemplo, el grupo nitrilo del inhibidor competitivo de la PDE-3, milrinona, forma un enlace de hidrógeno relevante para la afinidad a través de un residuo de histidina ubicado en el sitio de unión de estas fosfodiesterasas . ^{[ 238 ]} Los nitrilos pueden formar un enlace de coordinación con cationes de calcio , lo cual es esencial para la actividad de los antagonistas del calcio del tipo verapamilo. Estos agentes inhiben la entrada de calcio al formar, a través de la química del complejo ligando-calcio , un puente salino con uno de los residuos de ácido glutámico en el filtro de selectividad dentro del poro del canal de calcio . ^{[ 241 ] [ 242 ]} El verapamilo se utiliza en enfermedades cardiovasculares como la hipertensión arterial y la angina de pecho . ^{[ 243 ]}

Los sustituyentes nitrilo disminuyen la densidad electrónica de los compuestos aromáticos mediante un fuerte efecto inductivo . De esta manera, se modulan las interacciones π-π entre una molécula de fármaco y los residuos de aminoácidos adecuados de una proteína diana, como la fenilalanina , la tirosina , el triptófano y la histidina . ^{[ 239 ]} Estas interacciones π-π se observan con los inhibidores de la aromatasa letrozol y anastrozol , que actúan como antiestrógenos y se utilizan en el cáncer de mama . ^{[ 244 ] [ 245 ]} Muchos antagonistas del receptor de andrógenos contienen un anillo aromático marcadamente deficiente en electrones, lo cual es particularmente importante para la unión supramolecular al receptor. ^{[ 246 ]} En la bicalutamida , la enzalutamida y otros análogos utilizados para tratar el cáncer de próstata , un grupo nitrilo contribuye a este efecto electrónico. ^{[ 247 ]}

En algunos casos, los nitrilos forman un enlace covalente reversible pero farmacológicamente relevante con una molécula diana . ^{[ 239 ]} En condiciones apropiadas, puede ocurrir una reacción de adición entre los residuos de serina o cisteína de la proteína diana y el grupo nitrilo para formar ésteres de ácido imídico o tioimidatos . Este mecanismo se aplica al inhibidor de la dipeptidil peptidasa 4 vildagliptina utilizado en la diabetes mellitus , ^{[ 248 ]} así como a la saxagliptina . ^{[ 249 ]} El antibiótico antibacteriano cefmetazol también actúa como un inhibidor covalente, en este caso dirigido a una peptidasa bacteriana . ^{[ 250 ]} Se presume que el sensibilizador de calcio levosimendán reacciona con el complejo proteico de la troponina cardíaca . ^{[ 251 ]} Dicho grupo funcional reactivo también se denomina cabeza de guerra .

En ciertos casos, los grupos nitrilo ejercen su efecto principalmente a través de interacciones estéricas (es decir, complementariedad espacial) al formar fuerzas de van der Waals con residuos de aminoácidos. Esto se aplica al inhibidor de la tirosina quinasa bosutinib , que se usa en la leucemia mieloide crónica . Se han reportado estructuras cristalinas en las que bosutinib está complejizado con varias tirosina quinasas. Los inhibidores de la transcriptasa inversa , como Etravirin y Rilpivirin , se usan en terapias combinadas contra el VIH . La subestructura de acrilonitrilo de rilpivirina penetra una jaula aromática compuesta de tirosina , fenilalanina y triptófano , como lo demuestra la estructura tridimensional correspondiente publicada en 2008. ^{[ 252 ]} El inhibidor de la recaptación de serotonina citalopram , usado en el tratamiento de la depresión, fue el fármaco psicotrópico más frecuentemente recetado en Alemania en 2016, con 290 millones de dosis diarias definidas. El grupo nitrilo del escitalopram muestra una complementariedad óptima tanto con el sitio de unión alostérico central como con un sitio de unión alostérico adicional de la proteína transportadora, como lo demuestra el análisis de la estructura cristalina. ^{[ 253 ]}

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  Levosimendán
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  Letrozol
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  Saxagliptina
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  Milrinona
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  Cefmetazol
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  Citalopram
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  Rilpivirina

Actualmente se comercializan más de 30 fármacos que contienen nitrilo para una amplia variedad de indicaciones medicinales, con más de 20 candidatos adicionales que contienen nitrilo en desarrollo clínico. Los tipos de fármacos que contienen nitrilos son diversos, desde vildagliptina , un fármaco antidiabético, hasta anastrozol , que es el estándar de oro en el tratamiento del cáncer de mama. En muchos casos, el nitrilo imita la funcionalidad presente en los sustratos de las enzimas, mientras que en otros casos el nitrilo aumenta la solubilidad en agua o disminuye la susceptibilidad al metabolismo oxidativo en el hígado. ^{[ 254 ]} El grupo funcional nitrilo se encuentra en varios fármacos.

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  Estructura de la periciazina , un antipsicótico estudiado en el tratamiento de la dependencia de opiáceos.
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  Estructura del citalopram , un fármaco antidepresivo de la clase de inhibidores selectivos de la recaptación de serotonina (ISRS).
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  Estructura de la ciamemazina , un fármaco antipsicótico .
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  Estructura del fadrozol , un inhibidor de la aromatasa para el tratamiento del cáncer de mama.
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  Estructura del letrozol , un inhibidor oral no esteroideo de la aromatasa para el tratamiento de ciertos tipos de cáncer de mama.

Unas pocas docenas de nitrilos se utilizan como ingredientes aromáticos en cosméticos. Estos incluyen el nitrilo del ácido cinámico , el dodecanitril , el benzonitrilo y el nitrilo de geranilo . ^{[ 255 ] [ 256 ] [ 257 ]} Algunos nitrilos poseen fragancias similares a las de los aldehídos correspondientes , pero son considerablemente más estables, lo que los convierte en sustitutos adecuados. Por ejemplo, el nitrilo de geranilo proporciona una nota cítrica y, a diferencia del citral , estructuralmente análogo , es resistente a la oxidación. ^{[ 258 ]}

Varios nitrilos se emplean como pesticidas. Los grupos ciano están presentes en ciertos piretroides . Los piretroides son ésteres de ácido carboxílico; al usar 3-fenoximandelonitrilo como componente alcohólico, como en deltametrina y cipermetrina , se ha desarrollado una clase de derivados particularmente potentes. ^{[ 259 ]} Azoxistrobina se convirtió en el fungicida agrícola más vendido del mundo en 1999, solo unos años después de su introducción, con ventas que superaron los 400 millones de dólares estadounidenses, y ha mantenido su importancia en el mercado durante más de 15 años, permaneciendo como el fungicida líder en 2016. ^{[ 260 ] [ 261 ]} Azoxistrobina se desarrolló a partir de la estrobilurina que se encuentra en la naturaleza . Las modificaciones estructurales clave con respecto al compuesto original incluyen el reemplazo de enlaces dobles por anillos aromáticos y la introducción de un grupo ciano en el sistema de anillo preexistente. ^{[ 261 ]} Un insecticida que contiene nitrilo y que se utiliza ampliamente es el fipronil . ^{[ 262 ]}

Los cianoacrilatos se utilizan como adhesivos porque, como formulaciones monocomponentes, curan rápidamente en condiciones ambientales y pueden unir una amplia gama de materiales. El compuesto más utilizado en este campo es, con diferencia, el éster etílico del ácido 2-cianoacrílico , mientras que el éster metílico del ácido 2-cianoacrílico y el cianoacrilato de alilo se utilizan en menor medida. ^{[ 263 ]} Los adhesivos de cianoacrilato también se aplican en medicina para el cierre de heridas como alternativa a la sutura. Sin embargo, los ésteres alquílicos de cadena corta (p. ej., cianoacrilato de metilo) suelen causar efectos adversos, en particular inflamación ; por lo tanto, se emplean compuestos diferentes en aplicaciones médicas que en usos técnicos. En particular, se utilizan predominantemente el cianoacrilato de butilo y el cianoacrilato de 2-octilo . ^{[ 15 ]}

Los nitrilos se utilizan como aditivos electrolíticos en baterías de litio . Por ejemplo, la adición de 1,3,6-hexanotricarbonitrilo produce una mejora significativa en el rendimiento en comparación con una batería similar sin dicho aditivo. El mecanismo de acción de los aditivos de nitrilo aún no se ha dilucidado por completo. ^{[ 264 ] [ 265 ]}