14.26 : ניטרילים לחומצות קרבוקסיליות: הידרוליזה

ניטרילים עוברים הידרוליזה מזורזת חומצה או הידרוליזה מזורזת בסיס ליצירת חומצה קרבוקסילית. תגובות אלו מתרחשות באמצעות תוצר ביניים של אמיד.

המנגנון המזרז חומצה כולל פרוטונציה של אטום החנקן כדי להפוך את אטום הפחמן לרגיש יותר להתקפה נוקלאופילית. השלב השני כרוך בהתקפה הנוקלאופילית על ידי מים על אטום הפחמן הניטריל. לאחר מכן, דה-פרוטונציה של אטום החמצן נותנת צורה טאוטומרית של אמיד, והפרוטונציה של החנקן יוצרת תוצר ביניים מיוצב ברזוננס. לאחר מכן, הדה-פרוטונציה מניבה אמיד, ואחריה פרוטונציה של החמצן הקרבוניל. הסיפוח הנוקלאופילי השנייה של מים לפחמן הקרבוניל נותנת תוצר ביניים טטרהדרלי, ואחריה דה-פרוטונציה. יתר על כן, פרוטונציה של החנקן הופכת את קבוצת האמינו לקבוצה עוזבת טובה יותר. זה מלווה בשחזור של קבוצת הקרבוניל על ידי אלימינציית אמוניה. דה פרוטונציה סופית מניבה חומצה קרבוקסילית.

הידרוליזה מזורזת בסיס היא תגובת התמרת אציל נוקלאופילי נוספת. בתגובה זו, ניטרילים מטופלים בנוכחות תמיסות מימיות בסיסיות כדי להניב חומצה קרבוקסילית. במהלך הידרוליזה מזורזת בסיס, יון הידרוקסיד הנוקלאופילי תוקף את אטום הפחמן הניטריל. בשלב השני, אטום החנקן עובר פרוטונציה על ידי מים כדי להסיר את המטען השלילי על החנקן כדי ליצור את הטאוטומר האנול הבלתי יציב של אמיד. לאחר מכן, הידרוקסיד הפועל כבסיס עושה דה פרוטונציה לאטום החמצן כדי להניב תוצר ביניים מיוצב רזוננס, אשר לאחר פרוטונציה נותן אמיד. לאחר מכן התקפה נוקלאופילית שנייה על ידי יון הידרוקסיד בפחמן הקרבוניל האמיד כדי לתת תוצר ביניים טטרהדרלי. לאחר מכן, קבוצת הקרבוניל נבנית מחדש עם יציאתו של יון אמיד כקבוצה עוזבת. לבסוף, דה-פרוטונציה יוצרת יון קרבוקסילאט ואמוניה, ולאחר מכן החמצה של יון הקרבוקסילאט מניבה חומצה חופשית.