Нитро съединения - Химия
1.1. Методи за получаване на нитросъединения
1.2. Реакции на нитро съединения
1.2.1. Тавтомеризъм на алифатни нитросъединения
1.2.2. Кондензация на алифатни нитросъединения с алдехиди и кетони
1.2.3. Възстановяване на нитро съединения
Нитро съединенията са въглеводородни производни, в които един или повече водородни атоми са заменени с нитро група -NO2. В зависимост от въглеводородния радикал, към който е прикрепена нитрогрупата, нитросъединенията се разделят на ароматни и алифатни. Алифатните съединения се разграничават като първични 1o, вторични 2o и третични 3o, в зависимост от това дали нитро групата е свързана към въглеродния атом 1o, 2o или 3o.
Нитрогрупата -NO2 не трябва да се бърка с нитритната група -ONO. Нитро групата има следната структура:
Наличието на пълен положителен заряд върху азотния атом определя наличието на силен -I-ефект в него. Наред със силния -I-ефект, нитро групата има силен -M-ефект.
Контрол. 1. Разгледайте структурата на нитро групата и нейното влияние върху посоката и скоростта на реакцията на електрофилно заместване в ароматното ядро.
1.1. Методи за получаване на нитро съединения
Почти всички методи за получаване на нитросъединения вече са обсъдени в предишните глави. Ароматните нитро съединения обикновено се получават чрез директно нитриране на арени и ароматни хетероциклични съединения. Нитроциклохексанът се получава промишлено чрез нитриране на циклохексан:
(един)
Нитрометанът също се получава по същия начин, но при лабораторни условия се получава от хлороцетна киселина в резултат на реакции (2-5). Ключовият етап от тях е реакцията (3), която протича през SN2.
(2)
Хлорооцетна киселина Натриев хлороацетат
(3)
(4)
(пет)
1.2. Реакции на нитро съединения
1.2.1. Тавтомеризъм на алифатни нитросъединения
Благодарение на силните свойства на изтегляне на електроните на нитро групата, а-водородните атоми имат повишена подвижност и следователно първичните и вторичните нитро съединения са C-H-киселини. Така че нитрометанът е доста силна киселина (рКа 10.2) и в алкална среда лесно се превръща в резонансно стабилизиран анион:
(6)
Нитрометан pKa 10.2 Резонансно стабилизиран анион
Упражнение 2. Напишете реакциите на (а) нитрометан и (б) нитроциклохексан с воден разтвор на NaOH.
1.2.2. Кондензация на алифатни нитросъединения с алдехиди и кетони
Нитрогрупата може да бъде въведена в алифатни съединения чрез алдолната реакция между нитроалкан аниона и алдехида или кетона. В нитроалканите а-водородните атоми са дори по-подвижни, отколкото в алдехидите и кетоните и следователно те могат да влязат с алдехиди и кетони в допълнение и реакции на кондензация, осигурявайки техните а-водородни атоми. Реакциите на добавяне обикновено протичат с алифатни алдехиди и само кондензация с ароматни алдехиди.