アンモ酸化

有機化学において、アンモ酸化は、アンモニア（NH ₃）と酸素（O ₂ ）を用いてニトリル（R−C≡N ）を製造するプロセスである。アンモ酸化がスタンダード・オイル・オブ・オハイオで開発されたことにちなんで、SOHIOプロセスと呼ばれることもある。^{[1] [2]}通常の基質はアルケンである。この方法で、年間数百万トンのアクリロニトリルが生産されている。 ^{[3] [4]}

${\displaystyle {\ce {CH3CH=CH2 + 3/2 O2 + NH3 -> N#CCH=CH2 + 3 H2O}}}$

アルケンのアンモ酸化は、不飽和炭化水素のアリル位にある弱い CH 結合を利用します。ベンジルCH 結合も、その CH 結合の弱さを反映して、アンモ酸化の影響を受けます。 ベンゾニトリルはトルエンから生成され、フタロニトリルはキシレンから生成されます。この反応は部分酸化です。多くの副産物が生成されますが、原料は単純なものが多いため、これらの損失を補います。さらに、一部の副産物は有用であったりリサイクル可能です。アクリロニトリルの製造の場合、副産物にはシアン化水素、アクロレイン、溶媒アセトニトリルなどがあります。

この反応はヘテロ原子や置換基を許容する。シアノピリジン（例えば、ナイアシンの前駆体である3-シアノピリジン）はメチルピリジンから生成される。2-および4-クロロトルエンはそれぞれ2-クロロベンゾニトリルと4-クロロベンゾニトリルに変換される。^[5]

代表的な触媒はバナジウムとモリブデンの酸化物である。ソハイオで最初に発見された触媒はリンモリブデン酸ビスマス（BiPMo ₁₂ O ₄₀）であった。^[1] π-アリル錯体が中間体として想定されている。^{[6] [5]}

アルケンの代わりに、アルコールやアルデヒドも適切な基質です。

${\displaystyle {\ce {O=CHCH=CH2 + 1/2 O2 + NH3 -> N#CCH=CH2 + 2 H2O}}}$

${\displaystyle {\ce {HOCH2CH=CH2 + O2 + NH3 -> N#CCH=CH2 + 3 H2O}}}$

これらの基質は通常アルケンよりも高価なので、あまり一般的ではありません。ニトリルプロセスは、脂肪酸からニトリルを製造するために工業的に使用されています。

${\displaystyle {\ce {RCOOH + NH3 -> RC#N + 2 H2O}}}$

シアン化水素は、メタンのアンモ酸化に似た反応であるアンドリュソフ酸化によって生成されます。

${\displaystyle {\ce {CH4 + NH3 + 3/2 O2 -> HCN + 3 H2O}}}$

• ヒドロアミノ化-アルケンへのアミンの付加