14.26 : Nitrilos a ácidos carboxílicos: hidrólisis

Los nitrilos se someten a hidrólisis catalizada por ácido o hidrólisis catalizada por base para formar un ácido carboxílico. Estas reacciones se desarrollan a través de un intermediario amida.

El mecanismo catalizado por ácido implica la protonación del átomo de nitrógeno para hacer que el átomo de carbono sea más susceptible al ataque nucleofílico. El segundo paso implica el ataque nucleofílico del agua al átomo de carbono del nitrilo. Posteriormente, la desprotonación del átomo de oxígeno da una forma tautomérica de una amida, y la protonación del nitrógeno forma un intermedio estabilizado por resonancia. A continuación, la desprotonación produce una amida, a la que sigue la protonación del oxígeno del carbonilo. La segunda adición nucleofílica de agua al carbono carbonilo da un intermedio tetraédrico, seguido de la desprotonación. Además, la protonación del nitrógeno convierte el grupo amino en un mejor grupo saliente. A esto le sigue la reconstrucción del grupo carbonilo eliminando el amoníaco. La desprotonación final produce un ácido carboxílico.

La hidrólisis catalizada por bases es otra reacción de sustitución de acilo nucleófila. En esta reacción, los nitrilos se tratan en presencia de soluciones acuosas básicas para producir ácido carboxílico. Durante la hidrólisis catalizada por bases, el ion hidróxido nucleofílico ataca al átomo de carbono del nitrilo. En el segundo paso, el átomo de nitrógeno es protonado por agua para eliminar la carga negativa del nitrógeno y dar el tautómero enólico inestable de una amida. A continuación, el hidróxido que actúa como base desprotona el átomo de oxígeno para producir un intermedio estabilizado por resonancia, que tras la protonación da una amida. A esto le sigue el segundo ataque nucleofílico por parte del ion hidróxido en el carbono amida carbonilo para dar un intermedio tetraédrico. Posteriormente, el grupo carbonilo se reconstruye con la salida de un ion amida como grupo saliente. Por último, la desprotonación produce un ion carboxilato y amoníaco, seguido de la acidificación del ion carboxilato para producir ácido libre.