¿Qué son?

El grupo funcional de los nitrilos es C---N. El grupo ciano es el mismo del grupo de los cianuros inorgánicos, por lo que frecuentemente a los nitrilos se les llama como CIANUROS orgánicos. Este grupo se une al radical alquílico a través de un enlace C-C y no debe confundirse con la agrupación N---C, en la que el radical se une al grupo a través de un enlace C-N, formando así otro grupo de compuestos orgánicos, R -- N+ ---C; llamados ISONITRILOS.

Se nombran añadiendo el sufijo -NITRILO al nombre del hidrocarburo de procedencia.

Otro sistem a de nomenclatura que se emplea es en ocasiones el que consiste en

emplear el sufijo -CARBONITRILO para designar el grupo -CN.


¿Cómo se nombra?

Hay varios sistemas válidos de nomenclatura para estos compuestos. En los casos sencillos las posibilidades son tres:

  • A) añadir el sufijo -nitrilo al nombre del hidrocarburo de igual número de átomos de carbono;


etanonitrilo
external image nitril32.gif

  • B) considerarlo como un derivado del ácido cianhídrico, HCN;



external image nitril39.gif

cianuro de propilo

  • C) nombrarlo como derivado del ácido RCOOH, relacionando RCOOH con RCN, en el caso de que dicho ácido tenga nombre trivial aceptado.






external image nitril32.gif

acetonitrilo

  • Otra nomenclatura para el grupo -CN es el sufijo -carbonitrilo.



external image nitril36.gif
1,1,2,2-etanotetracarbonitrilo

  • Cuando el grupo CN no sea el principal se nombra como ciano-


Ejemplos:

external image nitril32.gif
etanonitrilo

cianuro de metilo

acetonitrilo
external image nitril33.gif
3-metilbutanonitrilo
external image nitril34.gif
cianuro de fenilo

benzonitrilo
external image nitril35.gif
ciclohexanocarbonitrilo
external image nitril36.gif
1,1,2,2-etanotetracarbonitrilo
external image nitril37.gif
2-butenonitrilo


Nomenclatura de nitrilos

Nitrilos como grupo funcional
Los nitrilos se nombran terminando el nombre del alcano en -nitrilo (metanonitrilo, etanonitrilo, propanonitrilo).
external image nitrilos-nomenclatura-01.gif


Grupo ciano unido a ciclos
Los nitrilos que contienen un ciclo como cadena principal se nombran terminando en -carbonitrilo el nombre del cicloalcano.
external image nitrilos-nomenclatura-02.gif



Nitrilo como sustituyente
Cuando el nitrilo actúa como sustituyente se denomina ciano.......... y precede al nombre de la molécula, ordenándose alfabéticamente con el resto de sustituyentes.
external image nitrilos-nomenclatura-03.gif




Estructura y propiedades físicas

Presentan hibridación sp tanto en el carbono como en el nitrógeno. Son lineales con una estructura similar a los alquinos.

En cuanto a sus propiedades, los nitrilos poseen sus puntos de ebullición algo superiores a los que tienen los alcoholes, los cuales tienen una masa molecular comparable. A excepción de los primeros términos de la serie se puede decir que son insolubles en el agua.

Si se habla de las propiedades de los nitrilos se habla especialmente de un olor que se puede asociar al del cianuro de hidrógeno. Además los nitrilos pueden ser moderadamente tóxicos.


Utilidad

En cuanto a las utilidades, son las reacciones en hidrólisis a ácidos carboxílicos. Es muy provechoso en la fabricación de polímeros vinílicos y en las industrias del plástico.

Acidez y basicidad

Los nitrilos se protonan sobre el nitrógeno y presentan hidrógenos ácidos en el carbono α con pKa 25.
Basicidad de los nitrilos
Los nitrilos se comportan como bases a través del par solitario del nitrógeno. El ácido conjugado resultante tiene un pKa de -10, lo que indica la escasa basicidad de los nitrilos comparada con iminas o aminas.
external image nitrilos-basicidad.gif


Hidrogenos ácidos de los nitrilos
Los nitrilos poseen hidrógenos alfa ácidos, con un pKa de 25, que podemos sustraer con el empleo de bases fuertes, formando los enolatos de nitrilo. Esta desprotonación de la posición alfa permite introducir sustituyentes en dicho carbono (reacciones de alquilación).
external image nitrilos-acidez.gif




Hidrólisis de nitrilos

Los halogenuros alifáticos y los aromáticos con sustituyentes fuertemente atractores, por ejemplo, NO2o CN, pueden convertirse en nitrilos por un mecanismo SN2, refluyéndolos con un cianuro alcalino en etanol acuoso. los halogenuros aromáticos sin activar se convierten en nitrilos por acción de KCN-Cu2(CN)2-piridina.
La hidrólisis del nitrilo con una base, o por reflujo prolongado con un ácido produce amoníaco y la sal del ácido (o el mismo ácido).
Los nitrilos se hidrolizan en medios ácidos o básicos para formar ácidos carboxílicos. En dicha reacción se forma la amida correspondiente que en una etapa posterior también se hidroliza generando el ácido final.
Hidrólisis de nitrilos catalizada por ácidos
external image nitrilos-hidrolisis-acida.gif



Mecanismo de la hidrólisis ácida
El mecanismo comienza con la protonación del nitrilo seguida del ataque nucleófilo del agua. Después de la pérdida de un protón se produce la tautomería que da la amida, ésta en una etapa posterior se hidroliza generando el producto final.
external image nitrilos-hidrolisis-acida-mecanismo.gif


Hidrólisis de nitrilos catalizada por bases
external image nitrilos-hidrolisis-basica.gif


Mecanismo de la hidrólisis básica
El mecanismo comienza con el ataque del ión hidróxido al carbono electrófilo del nitrilo, seguido de una tautomería que produce la amida, ésta se hidroliza en el medio básico generando el carboxilato.
external image nitrilos-hidrolisis-basica-mecanismo.gif





Bibliografía.

  • Alonso Fórmulas. Nitrilos. Recuperado el 18 de enero del 2012 de http://www.alonsoformula.com/organica/nitrilos.htm
  • Quimica Orgánica. Nitrilos. Recuperado el 18 de enero del 2012 de http://www.quimicaorganica.net/nitrilos.html
  • RodgerW.Griffin.Química orgánica moderna.Editoria:Reverte.Pagina357.Recuperado el 23 de enero del 2012
  • I SAnz Berzosa.Formulación en quimica orgánica. Editorial.Univ. Politéc. Valencia, 01/01/2002.Pagina61. REcuperado el 23 de enero del 2012