לקבוצת הציאנו יש קוטביות חזקה וספיגת אלקטרונים, כך שהיא יכולה לחדור עמוק לתוך חלבון המטרה וליצור קשרי מימן עם שיירי חומצות אמינו מרכזיות באתר הפעיל. במקביל, קבוצת הציאנו היא הגוף האיזוסטרי הביואלקטרוני של קרבוניל, הלוגן וקבוצות פונקציונליות אחרות, שיכולות לשפר את האינטראקציה בין מולקולות תרופות קטנות לחלבוני מטרה, ולכן היא נמצאת בשימוש נרחב בשינוי מבני של תרופות וחומרי הדברה [1]. תרופות רפואיות מייצגות המכילות ציאנו כוללות סקסגליפטין (איור 1), וראפמיל, פבוקסוסטאט וכו'; תרופות חקלאיות כוללות ברומופניטריל, פיפרוניל, פיפרוניל וכן הלאה. בנוסף, לתרכובות ציאנו יש גם ערך יישום חשוב בתחומי הבשמים, חומרים פונקציונליים וכן הלאה. לדוגמה, ציטרוניטריל הוא בושם ניטריל חדש בינלאומי, ו-4-ברומו-2,6-דיפלואורובנזוניטריל הוא חומר גלם חשוב להכנת חומרי גביש נוזלי. ניתן לראות שתרכובות ציאנו נמצאות בשימוש נרחב בתחומים שונים בשל תכונותיהן הייחודיות [2].

לקבוצת הציאנו יש קוטביות חזקה וספיגת אלקטרונים, כך שהיא יכולה לחדור עמוק לתוך חלבון המטרה וליצור קשרי מימן עם שיירי חומצות אמינו מרכזיות באתר הפעיל. במקביל, קבוצת הציאנו היא הגוף האיזוסטרי הביואלקטרוני של קרבוניל, הלוגן וקבוצות פונקציונליות אחרות, שיכולות לשפר את האינטראקציה בין מולקולות תרופות קטנות לחלבוני מטרה, ולכן היא נמצאת בשימוש נרחב בשינוי מבני של תרופות וחומרי הדברה [1]. תרופות רפואיות מייצגות המכילות ציאנו כוללות סקסגליפטין (איור 1), וראפמיל, פבוקסוסטאט וכו'; תרופות חקלאיות כוללות ברומופניטריל, פיפרוניל, פיפרוניל וכן הלאה. בנוסף, לתרכובות ציאנו יש גם ערך יישום חשוב בתחומי הבשמים, חומרים פונקציונליים וכן הלאה. לדוגמה, ציטרוניטריל הוא בושם ניטריל חדש בינלאומי, ו-4-ברומו-2,6-דיפלואורובנזוניטריל הוא חומר גלם חשוב להכנת חומרי גביש נוזלי. ניתן לראות שתרכובות ציאנו נמצאות בשימוש נרחב בתחומים שונים בשל תכונותיהן הייחודיות [2].

2.2 תגובת ציאנידציה אלקטרופילית של אנול בוריד

הצוות של קנסוקה קיוקאווה [4] השתמש בריאגנטים ציאנידיים n-ציאנו-n-פניל-p-טולואנסולפונאמיד (NCTS) ו-p-טולואנסולפוניל ציאניד (tscn) כדי להשיג ציאנידציה אלקטרופילית יעילה של תרכובות אנול-בורון (איור 3). באמצעות סכמה חדשה זו, נוצרו β-אצטוניטריל שונים, ויש לו מגוון רחב של מצעים.

2.3 תגובת סיליקו ציאניד סטריאוסלקטיבית קטליטית אורגנית של קטונים

לאחרונה, צוות בנג'מין ליסט [5] דיווח בכתב העת Nature על ההתמיינות האננטיומרית של 2-בוטנון (איור 4א) ועל תגובת הציאניד האסימטרית של 2-בוטנון עם אנזימים, זרזים אורגניים וזרזים של מתכות מעבר, תוך שימוש ב-HCN או tmscn כראגנט ציאניד (איור 4ב). עם tmscn כראגנט ציאניד, 2-בוטנון ומגוון רחב של קטונים אחרים עברו תגובות סיליל ציאניד אננטיוסלקטיביות ביותר בתנאים קטליטיים של idpi (איור 4C).

איור 4 א', התמיינות אננטיומרית של 2-בוטנון. ב'. ציאנידציה אסימטרית של 2-בוטנון עם אנזימים, זרזים אורגניים וזרזים של מתכות מעבר.

ג. Idpi מזרז את תגובת הסיליל ציאניד האננטיוסלקטיבית ביותר של 2-בוטנון ומגוון רחב של קטונים אחרים.

2.4 ציאנידציה רדוקטיבית של אלדהידים

בסינתזה של תוצרים טבעיים, הטוסמיק הירוק משמש כריאגנט ציאנידי להמרת אלדהידים בעלי הפרעה סטרית בקלות לניטרילים. שיטה זו משמשת גם להכנסת אטום פחמן נוסף לאלדהידים וקטונים. לשיטה זו משמעות בונה בסינתזה האננטיוספציפית הכוללת של ג'יאדיפנוליד והיא שלב מפתח בסינתזה של תוצרים טבעיים, כגון סינתזה של תוצרים טבעיים כמו קלרודן, קריבנול A וקריבנול B [6] (איור 5).

2.5 תגובה אלקטרוכימית של ציאניד של אמין אורגני

כטכנולוגיית סינתזה ירוקה, סינתזה אלקטרוכימית אורגנית נמצאת בשימוש נרחב בתחומים שונים של סינתזה אורגנית. בשנים האחרונות, יותר ויותר חוקרים שמו לב אליה. צוות פרשאנת' וו. מנזס [7] דיווח לאחרונה כי ניתן לחמצן אמין ארומטי או אמין אליפטי ישירות לתרכובות ציאנו מתאימות בתמיסת KOH בריכוז 1 מ"ל (ללא הוספת ריאגנט ציאניד) עם פוטנציאל קבוע של 1.49vrhe באמצעות זרז Ni2Si זול, עם תפוקה גבוהה (איור 6).

סיכום 03

ציאנידציה היא תגובת סינתזה אורגנית חשובה מאוד. החל מרעיון הכימיה הירוקה, ריאגנטים ציאנידיים ידידותיים לסביבה משמשים כדי להחליף ריאגנטים ציאנידיים רעילים ומזיקים מסורתיים, ושיטות חדשות כגון הקרנה ללא ממס, לא קטליטית וקרינה במיקרוגל משמשות להרחבת היקף ועומק המחקר, על מנת לייצר יתרונות כלכליים, חברתיים וסביבתיים עצומים בייצור התעשייתי [8]. עם ההתקדמות המתמשכת של המחקר המדעי, תגובת הציאניד תתפתח לכיוון כימיה ירוקה, בעלת תפוקה גבוהה, חסכונית ועם תשואה גבוהה.