ニトリルのソースを表示

[[File:Nitrile-group.svg|class=skin-invert-image|thumb|ニトリルの一般構造式]]
'''ニトリル''' (nitrile) は R−C≡N で表される構造を持つ[[有機化合物]]の総称である。[[カルボン酸]]やその誘導体と、炭素の酸化数において同等とされる。なお、[[手袋]]などの家庭用品によく使われるニトリルは、[[ニトリルゴム]]（ブタジエンアクリロニトリル[[共重合]]体）のことである。

== シアノ基 ==
ニトリルが持つ、−C≡N と表される 1価の官能基は'''シアノ基'''、または'''ニトリル基'''と呼ばれる。炭素がsp混成をとっており、[[直線形分子構造]]を持つ。シアノ基は強い[[電子求引基]]である。

== 命名法 ==
[[IUPAC命名法]]では炭素数の等しい[[アルカン]]の語尾に -ニトリル (-nitrile) をつけて命名する。または、母体となる[[カルボン酸]]の語尾 (-oic acid または -ic acid) を  (-onitrile) に置き換える。または、接頭語として「シアノ-」(cyano-) を用いる。

== 性質 ==
[[シアン化水素]]は別名をメタンニトリルというものの、極性溶媒では[[水素#水素イオンと水素化物イオン|プロトン]]とシアノ基が電離するため、化学的性質が異なるので一般にはニトリルには含まない。従って最も単純なニトリルは[[アセトニトリル|エタンニトリル(アセトニトリル)]]である。

シアン化水素や金属シアニドは電離して[[シアン化物イオン]]を放出するが、ニトリルは通常の条件では分解してシアン化物イオンを放出することはない。

== 合成 ==
ニトリルは[[ハロゲン化アルキル]]と[[シアン化カリウム]]を反応させることで合成できる。[[トシラート]]など、スルホン酸エステルを基質としても良い。[[ハロゲン化アリール]]をシアノ化する場合は[[シアン化銅]]を加えて加熱する（[[ローゼンムント・フォンブラウン合成]]）。
: <chem>{R-X}+KCN->{R-CN}+KX</chem>
:(X=Cl,Br,I,OS(=O){{sub|2}}R,etc.)

[[アルデヒド]]や[[ケトン]]などの[[カルボニル]]化合物に[[シアン化カリウム]]、あるいはシアン化水素を付加させると[[シアノヒドリン]]が得られる。
: <chem>{R-C(=O)-R'} + HCN -> R-C(CN)(OH)-R'</chem>

[[ストレッカー反応]]では、アルデヒドから[[イミン]]を発生させてシアン化物イオンを付加させる反応が鍵段階となっている。得られるα-アミノニトリルを加水分解してα-アミノ酸とする。
:[[File:Strecker Amino Acid Synthesis Scheme.png|class=skin-invert-image|300px|ストレッカー反応]]

また、[[オキシム|アルドキシム]] (R−CH=NOH) や[[カルバモイル基]] (R−CONH<sub>2</sub>) に[[トリホスゲン]]、[[五塩化リン]]などの脱水剤を作用させても得られる。

2016年[[理化学研究所]]より、四つのチタンを含むチタン化合物から特殊な試薬を用いずに窒素分子を切断し、切断した窒素種と入手が容易な酸塩化物から[[炭素-窒素結合|含窒素有機化合物]]であるニトリルを直接合成する手法が、発表されている。<ref>[http://www.riken.jp/pr/press/2016/20160913_2/digest/] 窒素分子から直接ニトリルを合成－アンモニアを用いない省資源・省エネ型合成法－</ref>

== 反応 ==
ニトリルを強い酸性条件あるいは塩基性条件下で加水分解すると[[カルボン酸]]となる。加水分解の条件を適当に調整して、1級[[アミド]]へと導くことも可能である。
: <chem>{R-CN} +</chem>強酸又は強塩基<chem>-> R-COOH</chem>又は<chem>{R-CONH2}</chem>

また、[[水素化アルミニウムリチウム]]などで還元すると第1級[[アミン]]ができる。この方法は第1級アミンを作る上で有用なものである。
: <chem>{R-CN} + LiAlH4 -> R-CH2NH2</chem>

シアノ基は電子求引性を持つので、[[Α炭素|α位]]に水素を持つニトリルに強[[塩基]]を作用させるとプロトンが引き抜かれて[[カルバニオン]]を発生させられる。ここに[[求電子剤]]を反応させることで、炭素-炭素結合生成が行なえる。[[マロノニトリル]](NC-CH<sub>2</sub>-CN)や[[シアノ酢酸エチル]](NC-CH<sub>2</sub>-COOEt)などは[[活性メチレン化合物]]として振る舞う。

シアノ基はまたα炭素上のラジカルを安定化するはたらきもあり、例えば[[アゾビスイソブチロニトリル]](AIBN)のラジカル開始剤としての特長に表れている。

シアノ基を注意深く[[水素化ジイソブチルアルミニウム]](DIBALH)で還元後、続いて加水分解すると、対応する[[アルデヒド]]が得られる。

: <chem>{R-CN} + HAl(i-Bu)2 -> R-CHO</chem>（加水分解後）

有機[[アジ化物]]と[3+2][[付加環化反応]]を行い、[[テトラゾール]]を与える。

ニトリルに炭素カチオンを作用させると窒素原子に付加し、生じたニトリリウムイオンが加水分解を受けてN-置換[[アミド]]を与える([[リッター反応]])。

==主なニトリル==
工業的に最も重要なニトリルは[[アクリロニトリル]]（H<sub>2</sub>C=CHC≡N)で、[[ポリアクリロニトリル]]の原料となる。[[アセトニトリル]]は非プロトン性極性溶媒として重要である。

==脚注==
{{Reflist}}


{{官能基}}
{{Commonscat|Nitriles}}
{{DEFAULTSORT:にとりる}}
[[Category:ニトリル|*]]
[[Category:官能基]]