Русская Википедия:Нитросоединения
Нитросоединения — органические соединения, содержащие одну или несколько нитрогрупп —NO2. Под нитросоединениями обычно подразумевают C-нитросоединения, в которых нитрогруппа связана с атомом углерода (нитроалканы, нитроалкены, нитроарены). O-нитросоединения и N-нитросоединения выделяют в отдельные классы — нитроэфиры (органические нитраты) и нитрамины[1].
Номенклатура
В зависимости от строения радикала R, различают алифатические (предельные и непредельные), ациклические, ароматические и гетероциклические нитросоединения. По характеру углеродного атома, с которым связана нитрогруппа, нитросоединения подразделяются на первичные, вторичные и третичные.
Нитросоединения изомерны эфирам азотистой кислоты HNO2 (R-ONO)
Строение нитрогруппы
Нитрогруппа имеет плоскую конфигурацию. Атомы азота и кислорода находятся в состоянии spШаблон:Sup-гибридизации, а связи N-O равноценны (промежуточные между одинарной и двойной) и имеют длину 0,122 нм, угол O-N-O равен 127°, длина связи C-N составляет 0,147 нм. Атомы C, N, O лежат в одной плоскости.
При наличии α-атомов водорода (в случае первичных и вторичных алифатических нитросоединений) возможна таутомерия между нитросоединениями и нитроновыми кислотами (аци-формами нитросоединений):
Получение
- Из галогенпроизводных (реакция Мейера):
- <math>\mathsf{C_2H_5Br + AgNO_2 \rightarrow C_2H_5NO_2 + AgBr}</math>
- Нитрование
- Реакция Коновалова -- для алифатических углеводородов. Бывает неудобной по причине образования смеси нитросоединений:
<math>\mathsf{C_3H_8 + HNO_3 \rightarrow CH_3CH(NO_2)CH_3 + CH_3CH_2CH_2NO_2 + CH_3CH_2NO_2 + CH_3NO_2}</math> - Нитрование ароматических углеводородов.
- Реакция Коновалова -- для алифатических углеводородов. Бывает неудобной по причине образования смеси нитросоединений:
- Окисление аминов
Физические свойства
Низшие нитроалканы являются бесцветными жидкостями, ароматические нитроалканы — бесцветными или желтоватыми легкоплавкими твёрдыми веществами со специфическим запахом, в воде практически нерастворимыми.
В УФ-спектрах алифатических нитросоединений обнаруживается интенсивная полоса с λШаблон:Sub=200-210 нм и слабая полоса при 270—280 нм. Для ароматических нитросоединений характерна полоса в районе 250—300 нм.
В ЯМР Шаблон:SupH-спектрах химические сдвиги для атома водорода в α-положении находятся в районе 4-6 м.д.
Химические свойства
- Реакции замещения
Нитрогруппа является одной из самых сильных электроноакцепторных групп. Поэтому в реакциях электрофильного замещения в ароматических соединениях направляет заместитель в мета-положение. Для алифатических соединений нитрогруппа также затрудняет реакции электрофильного замещения и облегчает реакции нуклеофильного замещения, что с успехом используется в органическом синтезе
По химическому поведению нитросоединения обнаруживают определенное сходство с азотной кислотой. Это сходство проявляется при окислительно-восстановительных реакциях.
- Восстановление нитросоединений (реакция Зинина)
- <math>\mathsf{RNO_2 \xrightarrow[]{[H]} RNH_2 + 2H_2O}</math>
- Реакции конденсации (реакция Анри)
- Таутомерия нитросоединений.
- Реакции с разрывом C-N связей
Первичные и вторичные нитросоединения способны отщеплять нитрогруппу, образуя соответствующие карбонильные соединения (реакция Нефа):
- <math>\mathsf{R_2CHNO_2 \rightarrow R_2CO}</math>
Важнейшие представители
- Тетранитрометан
- Нитроциклогексан
- Нитробензол
- Тринитротолуол(тротил)
- Нитронафталины
Применяют в производстве красителей, лекарственных препаратов, взрывчатых веществ.
Примечания
Литература
Шаблон:Органические вещества Шаблон:ВС
