羥腈

羥腈，又稱氰醇（cyanoalcohol），α-羥基腈，是有機化合物的一類，是醛或酮分子中羰基發生氰化氫加成反應生成的化合物。

基本介紹

• 中文名：羥腈
• 別名：腈醇、α-羥基腈
• 相關學科：有機化學
• 描述：醛酮與氫氰酸發生親核加成反應

簡介

羥腈，也稱之為氰醇（cyanoalcohol），α-羥基腈。它是指醛酮化合物和氫氰酸在酸性條件下發生親核加成反應生成的產物。羥腈化合物中一個碳原子上同時連有一個羥基和一個氰基，是有機合成中一個重要的中間體，羥腈的氰基在酸性或者鹼性條件下水解成羧基，生成α-羥基酸，羥基酸可以進一步的失去水，生成α，β-不飽和酸（α，β-unsaturated acid）。例如有機玻璃是聚甲基丙烯酸甲酯，工業上就是利用這個反應步驟合成的。用丙酮和氫氰酸在氫氧化鈉的水溶液中反應，首先得到丙酮的羥腈，然後和甲醇在硫酸的作用下，即發生失水及腈的醇解反應，氰基即變為甲氧羰基（-COOCH₃）其反應可以用下式表示：

羥腈參與的反應

機理解釋

丙酮與氫氰酸反應生成羥腈，進一步轉化成甲基丙烯酸甲酯的反應具有普遍套用價值，但是當酮的兩個基團太大時，由於空間位阻的關係，產率大大地下降。

研究這個反應的機理是很有啟發的。氫氰酸是弱酸，接力出的氫氰根負離子很少，當丙酮好氫氰酸反應時，如加入氫氧化鈉，速率就大大增加，氫氧根負離子在這裡所起的作用顯然是增加氫氰根負離子的濃度，如下所示的反應方程式：

如果甲酸，氫離子和羰基發生質子化作用，增加了羰基碳原子的親電性能，這對反應是有利的；但氫離子濃度升高，降低了氫氰根負離子的濃度，降低了親核加成反應的速率，反應很難發生。這兩種關係可用下式表示：

氫離子增加羰基碳的正電性

總的來說，反應需要微量的鹼，使少量的氫氰根負離子發生親核加成反應，但是鹼性不能太強，因為最後需要氫離子才能完成該反應。

氰根負離子與羰基化合物發生親核加成反應

加成規則

醛、酮與氫氰酸的加成符合Cram規則以。但當醛、酮的α-C上有羥基（-OH）、氨基（-NHR）時，由於這些基團能與羰基氧形成氫鍵，反應物主要是以重疊型構象為主。如果發生親核加成反應，親核試劑主要從重疊構象的S基團一側進攻。這稱為Cram規則二。如圖1所示。

圖1Cram規則