12.15 : Aldehyde und Ketone mit HCN: Überblick über die Bildung von Cyanhydrin

Cyanhydrine sind Verbindungen, die –CN- und –OH-Gruppen am selben Kohlenstoffatom enthalten. Sie entstehen durch nukleophile Addition der Cyanidionen an die Carbonylgruppe. Cyanidionen sind stark basisch und nukleophil und können unter wässrigen Bedingungen aus HCN erzeugt werden. Da HCN jedoch eine schwache Säure ist, ist die Anzahl der erzeugten Cyanidionen sehr gering. Daher wird dem HCN eine kleine Menge Base oder KCN/NaCN zugesetzt, um die Konzentration der Cyanidionen im Reaktionsgemisch zu erhöhen.

Bei Aldehyden und einfachen Ketonen ist die Bildung von Cyanhydrin begünstigt. Wenn jedoch sperrige Gruppen in Ketonen vorhanden sind, wird das Keton sterisch gehindert und das Gleichgewicht verschiebt sich im Allgemeinen nach links, was den Reaktanten begünstigt.

Cyanhydrine sind die wichtigsten Zwischenprodukte bei der Synthese verschiedener organischer Verbindungen. Unter sauren Hydrolysebedingungen können Cyanhydrine in α-Hydroxysäuren oder α,β-ungesättigte Säuren umgewandelt werden. Die Umwandlung in α-Hydroxysäuren stellt einen Schlüsselschritt in der Kiliani-Fischer-Synthese von Zuckern dar. Andererseits ergibt die Reduktion von Cyanhydrin in Gegenwart von Lithiumaluminiumhydrid einen β-Aminoalkohol.

Cyanhydrin kommt in der Natur auch in Form von Mandelonitril in Tausendfüßlern vor. Tausendfüßler nutzen Mandelonitril als Schutz gegen Raubtiere und andere Organismen. Bei der Freisetzung wird das Mandelonitril in Benzaldehyd und HCN umgewandelt, wodurch andere Tiere daran gehindert werden, sich dem Tausendfüßler zu nähern.