Nitro jedinjenja: struktura, nomenklatura, osnovne metode sinteze, fizička i hemijska svojstva. Kloronitroaromatični spojevi i njihovo toksično djelovanje. Fizička i hemijska svojstva nitro jedinjenja Primena nitro jedinjenja

Nitro spojevi su derivati ugljikovodika u kojima je jedan ili više atoma vodika zamijenjeno nitro grupom -NO2. Ovisno o ugljikovodičnom radikalu za koji je vezana nitro grupa, nitro spojevi se dijele na aromatične i alifatske. Alifatska jedinjenja razlikuju se kao primarna 1o, sekundarna 2o i tercijarna 3o, u zavisnosti od toga da li je nitro grupa vezana za 1o, 2o ili 3o atom ugljenika.

Nitro grupu -NO2 ne treba brkati sa nitritnom grupom -ONO. Nitro grupa ima sljedeću strukturu:

Prisustvo ukupnog pozitivnog naboja na atomu dušika uzrokuje da ima jak -I efekat. Zajedno sa jakim -I efektom, nitro grupa ima i jak -M efekat.

Pr. 1. Razmotrite strukturu nitro grupe i njen uticaj na smjer i brzinu reakcije elektrofilne supstitucije u aromatičnom prstenu.

Metode za dobijanje nitro jedinjenja

Gotovo sve metode za proizvodnju nitro jedinjenja već su razmatrane u prethodnim poglavljima. Aromatična nitro jedinjenja se obično dobijaju direktnom nitracijom arena i aromatičnih heterocikličnih jedinjenja. Nitrocikloheksan se industrijski proizvodi nitracijom cikloheksana:

Na isti način se dobija i nitrometan, ali se u laboratorijskim uslovima dobija iz hloroctene kiseline kao rezultat reakcija (2-5). Ključna faza njih je reakcija (3), koja se odvija preko SN2 mehanizma.

Hloroctena kiselina Natrijum hloroacetat

Nitroacetatna kiselina

Nitrometan

Reakcije nitro jedinjenja

Tautomerizam alifatskih nitro jedinjenja

Zbog jakih svojstava povlačenja elektrona nitro grupe, atomi vodika imaju povećanu pokretljivost i stoga su primarna i sekundarna nitro jedinjenja CH-kiseline. Dakle, nitrometan je prilično jaka kiselina (pKa 10,2) i u alkalnom okruženju lako se pretvara u rezonancijski stabilizirani anion:

Nitrometan pKa 10.2 Rezonansno stabilizovani anion

Vježba 2. Napišite reakcije (a) nitrometana i (b) nitrocikloheksana sa vodenim rastvorom NaOH.

Kondenzacija alifatskih nitro spojeva sa aldehidima i ketonima

Nitro grupa se može uvesti u alifatske spojeve aldolnom reakcijom između nitroalkan anjona i aldehida ili ketona. U nitroalkanima su atomi vodika čak pokretljiviji nego u aldehidima i ketonima, pa stoga mogu ulaziti u reakcije adicije i kondenzacije sa aldehidima i ketonima, dajući im atome vodika. Kod alifatskih aldehida obično se javljaju reakcije adicije, a kod aromatičnih aldehida samo kondenzacijske reakcije.

Dakle, nitrometan dodaje cikloheksanonu,

1-nitrometilcikloheksanol

ali kondenzira s benzaldehidom,

Reakcija adicije sa formaldehidom uključuje sva tri atoma vodika nitrometana da bi se formirao 2-hidroksimetil-2-nitro-1,3-dinitropropan ili trimetilolnitrometan.

Kondenzacijom nitrometana sa heksametilentetraminom dobili smo 7-nitro-1,3,5-triazaadamantan:

Pr. 3. Napišite reakcije formaldehida (a) sa nitrometanom i (b) sa nitrocikloheksanom u alkalnoj sredini.

Redukcija nitro jedinjenja

Nitro grupa se redukuje u amino grupu raznim redukcionim agensima (11.3.3). Anilin se proizvodi hidrogenizacijom nitrobenzena pod pritiskom u prisustvu Raney nikla u industrijskim uslovima.

U laboratorijskim uslovima, umjesto vodonika, može se koristiti hidrazin, koji se razlaže u prisustvu Raney nikla da bi se oslobodio vodonik.

7-nitro-1,3,5-triazaadamantan 7-amino-1,3,5-triazaadamantan

Nitro spojevi se redukuju metalima u kiseloj sredini nakon čega slijedi alkalizacija

Ovisno o pH medija i korištenom redukcijskom agensu, mogu se dobiti različiti proizvodi. U neutralnom i alkalnom okruženju, aktivnost konvencionalnih redukcionih sredstava prema nitro spojevima je manja nego u kiseloj sredini. Tipičan primjer je redukcija nitrobenzena cinkom. U višku hlorovodonične kiseline cink redukuje nitrobenzen u anilin, dok u puferskom rastvoru amonijum hlorida redukuje u fenilhidroksilamin:

U kiseloj sredini, arilhidroksilamini se preuređuju:

p-Aminofenol se koristi kao razvijač u fotografiji. Fenilhidroksilamin se može dalje oksidirati u nitrozobenzen:

Nitrozobenzen

Redukovanjem nitrobenzena sa kalaj(II) hloridom dobija se azobenzol, a sa cinkom u alkalnom mediju dobija se hidrazobenzen.

Tretiranjem nitrobenzena rastvorom alkalija u metanolu, dobija se azoksibenzen, a metanol se oksiduje u mravlju kiselinu.

Metode za nepotpunu redukciju nitroalkana su poznate. Na tome se temelji jedna od industrijskih metoda za proizvodnju najlona. Nitracijom cikloheksana dobija se nitrocikloheksan, koji se redukcijom pretvara u cikloheksanon oksim, a zatim, koristeći Beckmannovo preuređenje, u kaprolaktam i poliamid – polazni materijal za pripremu vlakana – najlon:

Redukcija nitro grupe proizvoda adicije aldola (7) je pogodna metoda za pripremu α-amino alkohola.

1-Nitrometilcikloheksanol 1-Aminometilcikloheksanol

Upotreba sumporovodika kao redukcionog agensa omogućava redukciju jedne od nitro grupa u dinitroarenima:

m-dinitrobenzen m-nitroanilin

2,4-dinitroanilin 4-nitro-1,2-diaminobenzen

Vježba 4. Napišite reakcije redukcije (a) m-dinitrobenzena sa kositrom u hlorovodoničkoj kiselini, (b) m-dinitrobenzena sa sumporovodikom, (c) p-nitrotoluena sa cinkom u puferskom rastvoru amonijum hlorida.

Vježba 5. Dovršite reakcije:

Nitro spojevi.
Nitro spojevi- to su supstance u kojima je alkil ili aromatični radikal vezan za nitro grupu - NO 2 .

Azot u nitro grupi je vezan za dva atoma kiseonika, a jedna od veza je formirana donor-akceptorskim mehanizmom. Nitro grupa ima snažan efekat povlačenja elektrona - povlači gustinu elektrona od susednih atoma: CH 3 δ+ -CH 2 - NO 2 δ-

Nitro spojevi se dijele na alifatske (masne) i aromatične. Najjednostavniji predstavnik alifatskih nitro jedinjenja je nitrometan CH 3 -NO 2:

Najjednostavnije aromatično nitro jedinjenje je nitrobenzen C 6 H 5 -NO 2:

Priprema nitro jedinjenja:

Nitracija alkana i aromatskih ugljovodonika:

NE 2

a) CH 3 – CH 2 – CH – CH 3 + HNO 3 (p-p) -(t,p) H 2 O + CH 3 – CH 2 – C – CH 3

(Konovalova reakcija teče selektivno:

tercijarni atom C > sekundarni > primarni

Kada se toluen nitrira, može se dobiti trosupstituirana molekula:

2. Zamjena halogena nitro grupom: interakcija AgNO 2 sa alkil halogenidima. R-Br + AgNO 2  AgBr + R - NO 2

Svojstva nitro jedinjenja.

U reakcijama redukcije, nitro spojevi se pretvaraju u amine.

1. Hidrogenacija vodonikom: R – NO 2 + H 2 -t R- NH 2 + H 2 O

2. Smanjenje rastvora:

a) u alkalnoj i neutralnoj sredini dobijaju se amini:

R-NO 2 + 3(NH 4) 2 S  RNH 2 + 3S + 6NH 3 +2H 2 O (Reakcija Zinin)

R-NO 2 + 2Al + 2KOH + 4H 2 O  RNH 2 + 2K

b) u kiseloj sredini (gvožđe, kalaj ili cink u hlorovodoničnoj kiselini). soli amina: R-NO 2 + 3Fe + 7HCl  Cl - + 2H 2 O + 3FeCl 2

AMINES
Amini– organski derivati amonijaka NH 3, u čijoj molekuli su jedan, dva ili tri atoma vodika zamijenjena ugljikovodičnim radikalima:

R-NH 2 , R 2 NH, R 3 N

Najjednostavniji predstavnik

Struktura

Atom dušika je u stanju sp 3 hibridizacije, tako da molekul ima oblik tetraedra.

Također, atom dušika ima dva nesparena elektrona, što određuje svojstva amina kao organskih baza.
KLASIFIKACIJA AMINA.

Prema broju i vrsti radikala, povezan sa atomom azota:

AMINES	Primarni amini	Sekundarni	Tercijarni amini
Alifatični	CH 3 - N.H. 2 metilamin	(CH 3 ) 2 N.H.	(CH 3 ) 3 N trimetilamin
Aromatično		(C 6 H 5 ) 2 N.H. Difenilamin

NOMENKLATURA AMINA.

1. U većini slučajeva nazivi amina nastaju od naziva ugljikovodičnih radikala i sufiksa amin . Različiti radikali su navedeni po abecednom redu. Ako postoje identični radikali, koriste se prefiksi di I tri .

CH 3 -NH 2 metilamin CH 3 CH 2 -NH 2 Etilamin

CH 3 -CH 2 -NH-CH 3 metiletilamin (CH 3 ) 2 N.H.

2. Primarni amini se često nazivaju derivatima ugljovodonika, u čijim je molekulima jedan ili više atoma vodika zamijenjeno amino grupama -NH 2 .

U ovom slučaju, amino grupa je naznačena u nazivu sa prefiksom amino :

CH 3 -CH 2 -CH 2 -NH 2 1-aminopropan H 2 N-CH 2 -CH 2 -CH(NH 2 )-CH 3 1,3-diaminobutan
Za miješane amine koji sadrže alkil i aromatične radikale, naziv se obično zasniva na imenu prvog predstavnika aromatičnih amina.

SimbolN- se stavlja ispred imena alkil radikala kako bi se pokazalo da je ovaj radikal povezan s atomom dušika i nije supstituent u benzenskom prstenu.
IZOMERIZAM AMINA

1) ugljenični skelet, počevši od C 4 H 9 NH 2:

CH 3 -CH 2 - CH 2 -CH 2 –NH 2 n-butilamin (1-aminobutan)

CH 3 -CH- CH 2 -NH 2 izo-butilamin (1-amin-2-metilpropan)

2) pozicije amino grupe, počevši od C 3 H 7 NH 2:

CH 3 -CH 2 - CH 2 -CH 2 –NH 2 1-aminobutan (n-butilamin)

CH 3 -CH- CH 2 -CH 3 2-aminobutan (sek-butilamin)

3) izomerija između vrsta amina – primarno, sekundarno, tercijarno:

FIZIČKA SVOJSTVA AMINA.

Nastaju primarni i sekundarni amini slabe intermolekularne vodikove veze:

Ovo objašnjava relativno višu tačku ključanja amina u poređenju sa alkanima slične molekulske težine. na primjer:

Tercijarni amini ne stvaraju pridružene vodonične veze (nema N–H grupe). Stoga su njihove točke ključanja niže od onih izomernih primarnih i sekundarnih amina:

U poređenju sa alkoholima, alifatski amini imaju niže tačke ključanja jer u alkoholima je vodonična veza jača:

Na običnoj temperaturi samo niži alifatski amini CH 3 NH 2 , (CH 3 ) 2 NH i (CH 3 ) 3 N – gasovi (sa mirisom amonijaka), srednji homolozi –tečnosti (sa jakim mirisom ribe), Viši su čvrste materije bez mirisa.

Aromatični amini– bezbojne tečnosti ili čvrste materije visokog ključanja.

Amini su sposobni da se formirajuvodonične veze sa vodom :

Stoga su niži amini vrlo topljivi u vodi.

Sa povećanjem broja i veličine ugljikovodičnih radikala, smanjuje se i rastvorljivost amina u vodi, jer povećavaju se prostorne prepreke za stvaranje vodoničnih veza. Aromatični amini su praktično nerastvorljivi u vodi.
Anilin: WITH 6 H 5 -NH 2 – najvažniji od aromatičnih amina:

Široko se koristi kao međuprodukt u proizvodnji boja, eksploziva i lijekova (sulfonamidnih lijekova).

Anilin je bezbojna uljasta tečnost karakterističnog mirisa. Na zraku oksidira i poprima crveno-smeđu boju. Otrovno.
DOBIJANJE AMINA.

1. Primarni amini se mogu dobiti redukcija nitro jedinjenja.

a) Hidrogenacija vodonikom: R-NO 2 + H 2 -t R- N.H. 2 +H2O

b) Redukcija: u alkalnoj i neutralnoj sredini dobijaju se amini:

R-NO 2 + 3(NH 4) 2 S  R-NH 2 + 3S + 6NH 3 +2H 2 O (reakcija Zinin)

R-NO 2 + 2Al + 2KOH + 4H 2 O  R-NH 2 +2K

Anilin se dobija redukcijom nitrobenzena.

c) u kiseloj sredini (gvožđe, kositar ili cink u hlorovodoničnoj kiselini) dobijaju se soli amina: R-NO 2 + 3Fe + 7HCl  Cl - + 2H 2 O + 3FeCl 2

Amini se izoluju iz rastvora pomoću alkalija:

Cl - +KOH = H 2 O + KCl + R- N.H. 2

2. Alkilacija amonijaka i amina. Kada amonijak reaguje sa alkil halogenidima, nastaje sol primarne amina iz koje se sam primarni amin može izolovati djelovanjem lužine. Ovaj amin može reagirati s novim dijelom haloalkana i formirati sekundarni amin:

CH 3 Br + NH 3  Br -(+KOH) CH 3 - N.H. 2 + KBr + H 2 O primarni amin

CH 3 -NH 2 + C 2 H 5 Br  Br - - (+KOH) CH 3 - N.H.+ KBr + H 2 O sekundarni amin

C2H5 C 2 H 5

Dalja alkilacija u tercijarni amin je moguća.

3. Redukcija nitrila sa stvaranjem primarnih amina:

R–CN + 4[H] R–CH 2 NH 2

Ova metoda se koristi u industriji za dobijanje , koji se koristi u proizvodnji poliamidnih vlakana najlon .

4. Reakcija amonijaka sa alkoholima: R-OH + NH 3 -(t,p) R –NH 2 + H 2 O

Hemijska svojstva amina.

Amini imaju strukturu sličnu amonijaku i pokazuju slična svojstva.

I u amonijaku i u aminima, atom dušika ima usamljeni par elektrona:

Stoga amini i amonijak imaju svojstva razlozi.

1. Osnovna svojstva. Kao derivati amonijaka, svi amini imaju osnovna svojstva.

Alifatski amini su jače baze od amonijaka, dok su aromatični amini slabije baze.

Ovo se objašnjava činjenicom da CH radikali 3 -, SA 2 N 5 - i drugi izlažupozitivna induktivna (+I) efekat i povećanje elektronske gustine na atomu azota:

CH 3 → N.H. 2

To dovodi do povećanja osnovnih svojstava.

Fenil radikal C 6 H 5 - emisije negativni mezomeri (-M) utiče i smanjuje gustinu elektrona na atomu azota:

U vodenom rastvoru amini reverzibilno reaguju s vodom i medij postaje blago alkalan: R-NH 2 +H 2 O ⇄ + + OH -

2. Amini reaguju sa kiselinama i formiraju soli: CH 3 -NH 2 + H 2 SO 4  HSO 4

C 6 H 5 NH 2 + HCl  Cl

C Ol amini - čvrste materije bez mirisa, veoma rastvorljive u vodi, ali nerastvorljive u organskim rastvaračima (za razliku od amina).
Kada alkalije djeluju na soli amina, oslobađaju se slobodni amini:

Cl + NaOH -t CH 3 NH 2 + NaCl + H 2 O

Soli amina ulaze u reakcije razmjene u otopini:

Cl + AgNO 3 -t NO 3 + AgCl ↓

3. Amini su sposobni za taloženjehidroksidi teških metala iz vodenih rastvora: 2R-NH 2 + FeCl 2 + 2H 2 O  Fe(OH) 2 ↓+ 2Cl

4. Sagorevanje. Amini sagorevaju u kiseoniku, stvarajući dušik, ugljični dioksid i vodu:

4 C 2 H 5 NH 2 + 15O 2  8CO 2 + 2N 2 + 14 H 2 O

5. Reakcije sa dušičnom kiselinom.

A) Primarni alifatski amini pod dejstvom azotne kiseline pretvaraju se u alkohole: R-NH 2 + NaNO 2 + HCl  R-OH + N 2 + NaCl + H2O kvalitativna reakcija, praćena oslobađanjem plinovitog dušika!

b) Sekundarni amini(alifatske i aromatične) daju nitrozo jedinjenja - supstance karakterističnog mirisa: R 2 NH + NaNO 2 + HCl  R 2 N-N=O + NaCl + H 2 O

Osobine svojstava anilina.

Anilin karakteriziraju reakcije kako na amino grupi tako i na benzenskom prstenu.
Karakteristike ovih reakcija su posledica uzajamni uticaj atomi.
- benzenski prsten slabi osnovna svojstva amino grupe u poređenju sa alifatskim aminima, pa čak i amonijakom.
- benzenski prsten postaje aktivniji u reakcijama supstitucije od benzola.

Amino grupa - supstituent 1. vrste (aktivirajući orto-para-orijentaciono sredstvo u reakcijama elektrofilne supstitucije u aromatičnom prstenu).

Kvalitativna reakcija na anilin: reaguje sa bromnom vodom da nastane2,4,6-tribromoanilin (bijeli talog ↓ ).

AMINOKISELINE

Amino kiseline- organska bifunkcionalna jedinjenja koja sadrže karboksilne grupe –BROJ i amino grupe -NH 2 .
Najjednostavniji predstavnik je aminooctena kiselina H 2 N-CH 2 -COOH ( glicin)

Sve prirodne aminokiseline mogu se podijeliti u sljedeće glavne grupe:

1) alifatske zasićene aminokiseline (glicin, alanin)	NH 2 -CH(CH 3)-COOH alanin
2) aminokiseline koje sadrže sumpor (cistein)	NH 2 -CH(CH 2 SH)-COOH cistein
3) aminokiseline sa alifatskom hidroksilnom grupom (serin)	NH 2 -CH(CH 2 OH)-COOH
4) aromatične aminokiseline (fenilalanin, tirozin)	NH 2 -CH(CH 2 C 6 H 5)-COOH fenilalanin
5) aminokiseline sa dve karboksilne grupe (glutaminska kiselina, asparaginska kiselina)	NH 2 -CH(CH 2 CH 2 COOH)-COOH glutaminska kiselina
6) aminokiseline sa dve amino grupe (lizin)	NH 2 (CH 2) 4 -CH(NH 2)-COOH

Neke esencijalne α-amino kiseline

Ime	-R
Glycine	-N
Alanin	-CH 3
Cistein	-CH 2 -SH
Serin	-CH 2 -OH
fenilalanin	-CH 2 -C 6 H 5
Tirozin
Glutaminska kiselina	-CH 2 -CH 2 -COOH
Lysine	-(CH 2) 4 -NH 2

Nomenklatura aminokiselina

Prema sistematskoj nomenklaturi, nazivi aminokiselina nastaju od naziva odgovarajućih kiselina dodavanjem prefiksa amino i označavajući lokaciju amino grupe u odnosu na karboksilnu grupu:

Često se koristi i druga metoda konstruiranja imena aminokiselina, prema kojoj se prefiks dodaje trivijalnom nazivu karboksilne kiseline amino označavajući položaj amino grupe slovom grčkog alfabeta. primjer:

Za α-amino kiseline R-CH(NH 2)COOH, koje igraju izuzetno važnu ulogu u životnim procesima životinja i biljaka, koriste se trivijalni nazivi.

Ako molekula aminokiseline sadrži dvije amino grupe, tada se u njegovom nazivu koristi prefiks diamino-, tri NH 2 grupe – triamino- itd.

Prisustvo dvije ili tri karboksilne grupe odražava se u nazivu sufiksom -diovy ili -triična kiselina:

DOBIJANJE AMINOKISELINA.

1. Zamjena halogena amino grupom u odgovarajućim halogeniranim kiselinama:

2. Dodavanje amonijaka α,β-nezasićenim kiselinama kako bi se formirale β-aminokiseline ( protiv Markovnikove vladavine):

CH 2 =CH–COOH + NH 3  H 2 N–CH 2 –CH 2 –COOH

3. Redukcija nitro-supstituiranih karboksilnih kiselina (obično se koriste za dobijanje aromatičnih aminokiselina): O 2 N–C 6 H 4 –COOH + 3H 2  H 2 N–C 6 H 4 –COOH + 2H 2 O
SVOJSTVA AMINOKISELINA .

Fizička svojstva

Aminokiseline su čvrste kristalne supstance visoke tačke topljenja. Visoko rastvorljivi u vodi, vodeni rastvori su električno provodljivi. Kada se aminokiseline rastvore u vodi, karboksilna grupa uklanja ion vodonika, koji se može vezati za amino grupu. Ovo stvara unutrašnja so, čiji je molekul bipolarni ion:

H 2 N-CH 2 -COOH⇄ + H 3 N-CH 2 -COO -
HEMIJSKA SVOJSTVA AMINOKISELINA.

1. kiselo-bazna svojstva:

Aminokiseline suamfoterično veze. Oni sadrže dvije funkcionalne grupe suprotne prirode u molekulu: amino grupu sa bazičnim svojstvima i karboksilnu grupu sa kiselim svojstvima.

Aminokiseline reaguju i sa kiselinama i sa bazama:

H 2 N-CH 2 -COOH + HCl  Cl

H 2 N-CH 2 -COOH + NaOH  H 2 N-CH 2 -COONa + H 2 O

Acid-bazne transformacije aminokiselina u različitim sredinama mogu se predstaviti sljedećim dijagramom:

Vodene otopine aminokiselina imaju neutralnu, alkalnu ili kiselu sredinu u zavisnosti od broja funkcionalnih grupa.

dakle, glutaminska kiselina formira kiseli rastvor (dve -COOH grupe, jedna -NH 2), lizin- alkalne (jedna grupa -COOH, dvije -NH 2).

2. Kao i kiseline, aminokiseline mogu reagovati sa metalima, metalnim oksidima, solima hlapljivih kiselina:

2H 2 N-CH 2 -COOH +2 Na  2H 2 N-CH 2 -COONa + H 2

2H 2 N-CH 2 -COOH + Na 2 O  2H 2 N-CH 2 -COONa + H 2 O

H 2 N-CH 2 -COOH + NaHCO 3  H 2 N-CH 2 -COONa + CO 2 + H 2 O

3. Aminokiseline mogu reagovati sa alkoholima u prisustvu plinovitog hlorovodonika, postaje estar:

H 2 N-CH 2 -COOH + C 2 H 5 OH –(HCl) H 2 N-CH 2 -COOC 2 H 5 + H 2 O

4. Intermolekularna interakcija α-aminokiselina dovodi do formiranja peptidi.

Kada dvije α-amino kiseline međusobno djeluju, nastaje.

Zovu se fragmenti molekula aminokiselina koji formiraju peptidni lanac aminokiselinski ostaci, a CO–NH veza je peptidnu vezu.

Od tri molekula α-aminokiselina (glicin + alanin + glicin) možete dobiti tripeptid:

H 2 N-CH 2 CO-NH-CH(CH 3)-CO-NH-CH 2 COOH

glicylalanilglycine

6. Kada se zagreje razgraditi (dekarboksilacija):

NH 2 -CH 2 - COO H –(t) NH 2 -CH 3 + CO 2

7. Dekarboksilacija alkalijom:

NH 2 -CH 2 -COOH +Ba(OH) 2 –(t) NH 2 -CH 3 + BaCO 3 + H 2 O

8. C azotna kiselina:

NH 2 -CH 2 -COOH + HNO 2  HO-CH 2 -COOH + N 2 + H 2 O

PROTEINI

Proteini (polipeptidi) – biopolimeri izgrađeni od spojenih ostataka α-amino kiselinapeptid(amidne) veze. Formalno, formiranje proteinske makromolekule može se predstaviti kao reakcija polikondenzacije α-amino kiselina:

Molekularne težine različitih proteina (polipeptida) kreću se od 10.000 do nekoliko miliona. Makromolekule proteina imaju stereoregularnu strukturu, što je izuzetno važno za njihovo ispoljavanje određenih bioloških svojstava.

Unatoč velikom broju proteina, oni sadrže ostatke ne više od 22 α-aminokiseline.

PROTEINSKA STRUKTURA.

Primarna struktura- specifična sekvenca α-amino kiselinskih ostataka u polipeptidnom lancu.
	Sekundarna struktura- konformacija polipeptidnog lanca, osigurana mnogim vodoničnim vezama između N-H i C=O grupa. Jedan model sekundarne strukture je α-heliks.
Tercijarna struktura- oblik uvrnute spirale u prostoru, nastao uglavnom zbog disulfidnih mostova -S-S-, vodoničnih veza, hidrofobnih i jonskih interakcija.
	Kvartarna struktura- agregati nekoliko proteinskih makromolekula (proteinskih kompleksa), nastalih interakcijom različitih polipeptidnih lanaca

Fizička svojstva proteini su veoma raznoliki i određeni su njihovom strukturom. Na osnovu svojih fizičkih svojstava, proteini se dijele u dvije klase:

- globularnih proteina otapaju se u vodi ili stvaraju koloidne otopine,

- fibrilarnih proteina nerastvorljivo u vodi.
Hemijska svojstva.

1 . Denaturacija proteina. To je uništavanje njegove sekundarne i tercijarne strukture proteina uz održavanje primarne strukture. Javlja se pri zagrijavanju, promjenama kiselosti okoline ili izlaganju zračenju. Primjer denaturacije je koagulacija bjelanjaka kada se jaja skuvaju.

Denaturacija može biti reverzibilna ili ireverzibilna. Nepovratna denaturacija može biti uzrokovana stvaranjem netopivih tvari kada su proteini izloženi solima teških metala - olovu ili žive.

2. Hidroliza proteina je nepovratno uništavanje primarne strukture u kiseloj ili alkalnoj otopini uz stvaranje aminokiselina . Analizom produkata hidrolize moguće je odrediti kvantitativni sastav proteina.

3. Kvalitativne reakcije na proteine:

1)Biuret reakcija - ljubičasta boja nakon djelovanja na proteine svježe istaloženih bakar hidroksid ( II ) .

2) Ksantoprotein reakcija - žuto bojenje kada deluje na proteine koncentrovane azotne kiseline .
Biološki značaj proteina:

1. Proteini su veoma moćni i selektivni katalizatori. Oni ubrzavaju reakcije milione puta, a svaka reakcija ima svoj pojedinačni enzim.

2. Proteini djeluju transportne funkcije i transport molekula ili jona do mjesta sinteze ili akumulacije. Na primjer, protein sadržan u krvi hemoglobin prenosi kiseonik u tkiva i proteine mioglobin skladišti kiseonik u mišićima.

3. Proteini su materijal za izgradnju ćelija . Od njih se grade potporna, mišićna i integumentarna tkiva.

4. Proteini igraju važnu ulogu u imunološkom sistemu organizma. Postoje specifični proteini (antitijela), koji su sposobni prepoznaju i povezuju strane objekte - virusi, bakterije, strane ćelije.

5. Receptorski proteini percipiraju i prenose signale koji dolaze iz susjednih ćelija ili iz okoline. Na primjer, receptori aktivirani supstancama male molekularne težine kao što je acetilkolin prenose nervne impulse na spojevima nervnih ćelija.

6. Proteini su vitalni za svaki organizam i jesu najvažnija komponenta hrane. Tokom procesa varenja, proteini se hidroliziraju u aminokiseline, koje služe kao polazni materijal za sintezu proteina neophodnih datom organizmu. Postoje aminokiseline koje organizam nije u stanju da sam sintetiše i dobija ih samo hranom. Ove aminokiseline se nazivaju nezamjenjiv.

Predavanje br. 40

NITRO COMPOUNDS

Nitro spojevi su derivati ugljikovodika u kojima je jedan ili više atoma vodika zamijenjeno nitro grupom - NO 2.

Nitroalkani su derivati alkana u kojima je jedan ili više atoma vodika zamijenjeno nitro grupom.

Opšta formula mononitroalkana je C n H 2n+1 NO 2.

Prilikom imenovanja nitroalkana odabire se najduži ugljikovodični lanac, čija numeracija počinje od kraja kojem se nitro grupa nalazi najbliže. Potonje je označeno prefiksom "nitro". na primjer:

Metode sinteze

1. Nitracija alkana

Nitrometan se dobija iz metana, nitrovanjem homologa metana nastaje mešavina nitroalkana:

2. Alkilacija nitrita

R-Br + AgNO 2 ® R-NO 2 + AgBr

R-Br + NaNO 2 ® R-NO 2 + NaBr

Budući da su anioni nitrita ambijentalni u prirodi, aprotični nepolarni rastvarači i umjerene temperature se koriste za postizanje visokog prinosa nitroalkana.

Fizička svojstva i struktura

Nitroalkani su bezbojne ili žućkaste tečnosti ili kristalne supstance slabog mirisa.

Mononitroalkane karakteriziraju veliki dipolni momenti. Razlog značajnog polariteta nitroalkana leži u elektronskoj strukturi nitro grupe koja sadrži semipolarnu vezu

Poravnanje N-O veza potvrđeno je analizom difrakcije X zraka: N-O veza u nitro grupi je kraća od N-O veze u hidroksilaminu, ali duža od veze u nitrozo grupi –N=O.

Visoka elektronegativnost N i O atoma, višestrukost veze N=O i njena semipolarna priroda određuju značajna svojstva povlačenja elektrona nitro grupe (-I i –M efekti).

Nitroalkane karakteriše slaba apsorpcija u UV području od 270-280 nm. Ovo je zbog elektronskih prelaza tipa n ® p* usamljenog elektronskog para atoma kiseonika na LUMO.

U IR spektrima uočeni su apsorpcijski maksimumi povezani sa simetričnim i antisimetričnim vibracijama N=O veza u područjima od 1370 cm -1 i 1550 cm -1 .

Hemijska svojstva nitroalkana

Kiselost i tautomerne transformacije nitroalkana

Primarni i sekundarni nitroalkani su CH-kiseline .

Kiselost je posljedica stabilizacije nastalog karbaniona zbog svojstava povlačenja elektrona nitro grupe.

Kiselost mononitroalkana u vodenim rastvorima je uporediva sa kiselošću fenola. Ako jedan atom ugljika ima dvije ili tri nitro grupe, kiselost se naglo povećava.

Nitroalakan anjon je ambijentalni poput enolatnog anjona. Na primjer, kada se protonira, osim nitroalkana, može se formirati još jedan tautomerni oblik.

Tautomerni oblik nitroalkana naziva se kisela ili nitronska kiselina, koja nije dobivena u svom čistom obliku. Nitronska kiselina je OH kiselina srednje jačine (pKa = 3,2).

Stoga, nitro spojeve treba smatrati tautomerima, koji reaguju u nitro i kiselim oblicima.

U normalnim uslovima, koncentracija kiselog oblika je zanemarljiva (10-5-10-7%). Ravnoteža se pomiče udesno u alkalnoj sredini zbog stvaranja soli.

Kristalne soli alkalnih i zemnoalkalnih metala su stabilne i vrlo topljive u vodi. Ponekad se nazivaju solima nitronske kiseline. Kada se rastvori zakiseli, prvo se formira sama nitronska kiselina (kiselina), koja se zatim izomerizira u nitroalkan.

Nitro spojevi spadaju u pseudokiseline, koje se odlikuju činjenicom da su i same neutralne, nemaju električnu provodljivost, ali ipak tvore neutralne soli alkalnih i zemnoalkalnih metala.

„Neutralizacija“ nitro jedinjenja bazama se odvija sporo, a pravih kiselina - trenutno.

Među ostalim reakcijama nitroalkana, bilježimo sljedeće.

Hidroliza u kiseloj sredini sa cijepanjem C-N veza.

Ova reakcija se koristi u tehnologiji za sintezu hidroksilamina i njegovog sulfata.

Supstitucija H-atoma naa- C za halogene, ostatke azotne kiseline, aldehide, ketone, itd.

Reakcija sa HNO 2 je kvalitativna za nitroalkane. Tercijarni nitroalkani ne reaguju, sekundarni R 2 CH-NO 2 formiraju nitrozonitroalkane

Primarni formiraju nitrooksime (nitrolne kiseline) sa HNO 2

Ova bezbojna jedinjenja formiraju krvnocrvene soli azotnih kiselina sa alkalijama.

Aromatično nitro jedinjenja

1. Načini dobijanja

Nitracija arena

Ovo je glavna metoda za pripremu nitroarena; detaljno razmatrana u proučavanju elektrofilne aromatske supstitucije (vidi predavanje br. 18).

Oksidacija arilamina

Metoda uključuje oksidaciju primarnih aromatičnih amina peroksi spojevima. Najefikasniji oksidacioni reagens je trifluoroperoksisirćetna kiselina u metilen hloridu. Trifluoroperoksisirćetna kiselina se dobija direktno u reakcionoj smeši reakcijom anhidrida trifluorosirćetne kiseline i 90% vodonik peroksida. Ova metoda je važna za sintezu nitro spojeva koji sadrže ortho- I par-položaji prema nitro grupi su druge grupe koje povlače elektrone, na primjer:

2. Fizička svojstva i struktura

Nitroareni su žute supstance sa posebnim mirisom. Nitrobenzen je tečnost sa mirisom gorkog badema. Di- i polinitroareni su kristalne supstance.

Nitro grupa je jak akceptor elektrona, tako da nitroareni imaju velike dipolne momente usmjerene prema nitro grupi.

Molekuli polinitroarena su jaki akceptori elektrona. Na primjer, elektronski afinitet 1,3-dinitrobenzena je 1,35 eV, a afinitet 1,3,5-trinitrobenzena je 1,75 eV.

3. Hemijska svojstva

Redukcija nitro grupe

Produkt iscrpne redukcije nitro grupe u nitroarenima je amino grupa. Trenutno se katalitička hidrogenacija koristi za redukciju nitroarena u arilamine u industrijskim uvjetima. Katalizator koristi bakar na silika gelu kao nosač. Prinos anilina preko ovog katalizatora je 98%.

U laboratorijskim uslovima metali se koriste za redukciju nitro grupe u kiseloj ili alkalnoj sredini. Redukcija se odvija u nekoliko faza, čiji redoslijed uvelike varira u kiseloj i alkalnoj sredini.

Tokom oporavka u kiseloj sredini Proces se odvija postupno i uključuje sljedeće faze.

U kiseloj sredini, svaki od međuproizvoda se brzo redukuje u konačni proizvod anilin i ne može se izolovati pojedinačno. Kao redukcioni agensi koriste se željezo, kalaj ili cink i hlorovodonična kiselina. Efikasno redukciono sredstvo za nitro grupu je kalaj(II) hlorid u hlorovodoničkoj kiselini. Krajnji proizvod redukcije u kiseloj sredini je amin, na primjer:

C6H5NO2 + 3Zn + 7HCl® C 6 H 5 NH 2HCl + 3ZnCl 2 + 2H 2 O

U neutralnom rastvoru, na primjer, kod redukcije nitroarena cinkom u vodenoj otopini amonijevog klorida, proces redukcije se usporava i zaustavlja u fazi stvaranja arilhidroksilamina.

Nakon oporavka u alkalnoj sredini u višku redukcionog agensa, konačni proizvod redukcije nitroarena je hidrazoaren (diarilhidrazin)

Proces se može predstaviti kao sljedeći niz transformacija.

azoksiaren

azoarene g

hidrazoaren

U alkalnoj sredini procesi redukcije nitrozoarena i hidroksilamina se toliko usporavaju da glavni proces postaje njihova kondenzacija sa stvaranjem azoksiarena. Ova reakcija je u suštini slična dodavanju azotnih baza karbonilnoj grupi aldehida i ketona.

Azoksibenzen, kada je izložen cinku u alkoholnom alkalnom rastvoru, redukuje se prvo u azobenzen, a kada je izložen višku cinka, dalje u hidrazobenzen.

Sam azoksibenzen se može dobiti redukcijom nitrobenzena natrijum metoksidom u metil alkoholu.

Alkalijski metali i amonijum sulfidi se takođe koriste kao redukcioni agensi za nitroarene.

4ArNO2 + 6Na2S + 7H2O® 4ArNH 2 + 3Na 2 S 2 O 3 + 6NaOH

Kao što slijedi iz stehiometrijske jednačine, tokom procesa redukcije sulfidom, alkalnost medija se povećava, što dovodi do stvaranja azoksi i azo spojeva kao nusproizvoda. Da bi se to izbjeglo, kao redukciona sredstva treba koristiti hidrosulfide i polisulfide, jer se u tom slučaju ne stvara alkalija.

ArNO 2 + Na 2 S 2 + H 2 O® ArNH 2 + Na 2 S 2 O 3

Brzina redukcije nitro grupe sulfidima jako zavisi od elektronskih efekata supstituenata na aromatični prsten. Dakle, m-dinitrobenzen se redukuje natrijum disulfidom 1000 puta brže od m-nitroanilina. Ovo se koristi za djelomični oporavak nitro grupe u polinitro jedinjenjima.

Proizvodi nepotpune redukcije nitro grupe

Nitrosoarenes

Nitrozoareni se lako redukuju, pa ih je teško dobiti redukcijom nitroarena. Najbolja metoda za pripremu nitrozoarena je oksidacija arilhidrazina.

Moguće je direktno uvesti nitrozo grupu u aromatični prsten djelovanjem azotne kiseline na fenole i tercijarne arilamine (vidjeti predavanja br. 29 i 42)

U kristalnom stanju, aromatična nitrozo jedinjenja postoje u obliku bezbojnih dimera. U tečnom i gasovitom stanju postoji ravnoteža između dimera i monomera. Monomeri su obojeni zeleno.

Nitrozo jedinjenja, poput karbonilnih jedinjenja, reaguju sa nukleofilima. Na primjer, kondenzacijom sa arilhidroksilaminima nastaju azoksi jedinjenja (vidi gore), a sa arilaminima nastaju azo jedinjenja.

Arilhidroksilamini

Pored gore opisane metode za pripremu nitroarena redukcijom u neutralnom okruženju, arilhidroksilamini se sintetiziraju nukleofilnom supstitucijom u aktiviranim arenima.

Kao intermedijeri u redukciji nitroarena, arilhidroksilamini se mogu oksidirati u nitrozo jedinjenja (vidi gore) i reducirati u amine katalitičkom hidrogenacijom ili djelovanjem metala u kiseloj sredini.

ArNHOH + Zn + 3HCl ® ArNH 2 . HCl + ZnCl 2 + H 2 O

U kiseloj sredini, arilhidroksilamini preuređuju aminofenole, koji se koriste za dobijanje potonjih, na primer:

Azoxyarenes

Pored gore opisanih metoda - kondenzacije nitrozo jedinjenja sa arilhidroksilaminima i redukcije nitroarena natrijum metoksidom, azoksiareni se mogu dobiti oksidacijom azoarena peroksi jedinjenjima.

U alkalnoj sredini, azoksiareni se redukuju u azo-, a zatim u hidrazoarene (vidi gore).

Azo arene

Nastaju prilikom redukcije nitroarena, arilhidrazina i azoksiarena u alkalnom mediju, na primjer:

Nesimetrična azo jedinjenja se dobijaju kondenzacijom nitrozo jedinjenja sa aminima (vidi gore). Važna metoda za sintezu azo jedinjenja, reakcija azo spajanja, biće detaljno razmotrena u nastavku (vidi predavanje br. 43)

Azoareni postoje kao cis- I trans- izomeri. Stabilniji kada se ozrači trans-izomer se pretvara u cis-izomer. Reverzna transformacija se javlja pri zagrijavanju.

Azo jedinjenja su obojena, mnogi od njih se koriste kao boje.

Hidrazoareni

To su krajnji proizvodi redukcije nitroarena u alkalnoj sredini. Hidrazoareni su bezbojne kristalne tvari koje oksidiraju na zraku u obojene azo spojeve. Za pripremne svrhe, oksidacija se provodi bromnom vodom.

Ar-NHN-HAr + Br 2 + 2NaOH ® Ar-N=N-Ar + 2NaBr + 2H 2 O

Kada se redukuju u teškim uslovima, hidrazoareni daju arilamine.

Važno svojstvo hidrazo jedinjenja je preraspoređivanje u 4,4/-diaminobifenile. Ova transformacija je nazvana rearanžiranje benzidina. Trenutno, ovaj termin kombinuje čitavu grupu povezanih preuređivanja koja dovode do formiranja mešavine ortho- I par-izomerni derivati diaminobifenila.

Samim preraspoređivanjem hidrazobenzena nastaje mješavina diamina koja sadrži 70% benzidina i 30% 2,4/-diaminobifenila.

Ako par-položaj u jednom od benzenskih prstenova hidrazobenzola zauzima neki supstituent, proizvod preraspodjele je derivat difenilamina (tzv. semidin rearanžman).

Proučavanjem mehanizma benzidina i srodnih preuređivanja, ustanovljeno je da se oni javljaju intramolekularno. Ako se dva različita hidrazobenzena preurede zajedno, nema proizvoda unakrsnog preuređivanja. Za preuređenje samog hidrazobenzena, utvrđeno je da je brzina reakcije proporcionalna koncentraciji hidrazobenzena i kvadratu koncentracije protona. To znači da diprotonirani oblik hidrazobenzena prolazi kroz preuređenje. Također je pokazano da se monoprotonirani oblik hidrazobenzena u potpunosti pretvara u benzidin samo pri ponovljenom tretmanu kiselinom. Ovi podaci su u skladu sa sljedećim mehanizmom rearanžiranja benzidina.

Pretpostavlja se da je prijelazno stanje formirano iz konformacije hidrazobenzena u kojoj su dva odgovarajuća atoma ugljika oba benzenska prstena vrlo blizu jedan drugom. Stvaranje nove veze ugljik-ugljik i prekid stare veze dvaju atoma dušika odvija se striktno sinhrono. Prema modernoj terminologiji, benzidinsko preuređenje je jedno od sigmatropnih preuređivanja.

1. Nitro jedinjenja

1.2. Reakcije nitro jedinjenja

1. NITRO JEDINJENJA

Nitro grupu –NO2 ne treba mešati sa nitritnom grupom –ONO. Nitro grupa ima sljedeću strukturu:

Prisustvo ukupnog pozitivnog naboja na atomu dušika uzrokuje da ima jak -I efekat. Zajedno sa jakim -I efektom, nitro grupa ima i jak -M efekat.

Pr. 1. Razmotrite strukturu nitro grupe i njen uticaj na smjer i brzinu reakcije elektrofilne supstitucije u aromatičnom prstenu.

1.1. Metode za dobijanje nitro jedinjenja

(1)

Hloroctena kiselina Natrijum hloroacetat

Nitroacetatna kiselina

Nitrometan

1.2. Reakcije nitro jedinjenja

1.2.1. Tautomerizam alifatskih nitro jedinjenja

Zbog jakih svojstava povlačenja elektrona nitro grupe, a-atomi vodonika imaju povećanu pokretljivost i stoga su primarna i sekundarna nitro jedinjenja CH-kiseline. Dakle, nitrometan je prilično jaka kiselina (pKa 10,2) i u alkalnom okruženju lako se pretvara u rezonancijski stabilizirani anion:

Nitrometan pKa 10.2 Rezonansno stabilizovani anion

Vježba 2. Napišite reakcije (a) nitrometana i (b) nitrocikloheksana sa vodenim rastvorom NaOH.

1.2.2. Kondenzacija alifatskih nitro spojeva sa aldehidima i ketonima

Nitro grupa se može uvesti u alifatske spojeve aldolnom reakcijom između nitroalkan anjona i aldehida ili ketona. U nitroalkanima su atomi a-vodika čak pokretljiviji nego u aldehidima i ketonima, pa stoga mogu ući u reakcije adicije i kondenzacije sa aldehidima i ketonima, dajući svoje a-vodikove atome. Kod alifatskih aldehida obično se javljaju reakcije adicije, a kod aromatičnih aldehida samo kondenzacijske reakcije.

Dakle, nitrometan dodaje cikloheksanonu,

(7)

1-nitrometilcikloheksanol

ali kondenzira s benzaldehidom,

Reakcija adicije sa formaldehidom uključuje sva tri atoma vodika nitrometana da bi se formirao 2-hidroksimetil-2-nitro-1,3-dinitropropan ili trimetilolnitrometan.

Kondenzacijom nitrometana sa heksametilentetraminom dobili smo 7-nitro-1,3,5-triazaadamantan:

(10)

Pr. 3. Napišite reakcije formaldehida (a) sa nitrometanom i (b) sa nitrocikloheksanom u alkalnoj sredini.

1.2.3. Redukcija nitro jedinjenja

Nitro grupa se redukuje u amino grupu raznim redukcionim agensima (11.3.3). Anilin se proizvodi hidrogenizacijom nitrobenzena pod pritiskom u prisustvu Raney nikla u industrijskim uslovima.

(11) (11 32)

U laboratorijskim uslovima, umjesto vodonika, može se koristiti hidrazin, koji se razlaže u prisustvu Raney nikla da bi se oslobodio vodonik.

(12)

7-nitro-1,3,5-triazaadamantan 7-amino-1,3,5-triazaadamantan

Nitro spojevi se redukuju metalima u kiseloj sredini nakon čega slijedi alkalizacija

(13) (11 33)

(14)

U kiseloj sredini, arilhidroksilamini se preuređuju:

(15)

p-Aminofenol se koristi kao razvijač u fotografiji. Fenilhidroksilamin se može dalje oksidirati u nitrozobenzen:

(16)

Nitrozobenzen

Redukovanjem nitrobenzena sa kalaj(II) hloridom dobija se azobenzol, a sa cinkom u alkalnom mediju dobija se hidrazobenzen.

(17)

(18)

Tretiranjem nitrobenzena rastvorom alkalija u metanolu, dobija se azoksibenzen, a metanol se oksiduje u mravlju kiselinu.

(19)

Redukcija nitro grupe proizvoda adicije aldola (7) je zgodan način za dobijanje b-amino alkohola.

(20)

1-Nitrometilcikloheksanol 1-Aminometilcikloheksanol

Upotreba sumporovodika kao redukcionog agensa omogućava redukciju jedne od nitro grupa u dinitroarenima:

(11 34)

m-dinitrobenzen m-nitroanilin

(21)

2,4-dinitroanilin 4-nitro-1,2-diaminobenzen

Vježba 5. Dovršite reakcije:

(A) (b)

U sistematskoj nomenklaturi, amini se imenuju dodavanjem prefiksa amin imenu ugljovodonika. Po racionalnoj nomenklaturi oni se smatraju alkilima ili arilaminima.

Metanamin Etanamin N-metiletanamin N-etiletanamin

(metilamin) (etilamin) (metiletilamin) (dietilamin)

N,N-Dietiletanamin 2-Aminoetanol 3-Aminopropan

trietilamin) (etanolamin) kiselina

Cikloheksanamin Benzolamin N-metilbenzenamin 2-metilbenzenamin

(cikloheksilamin) (anilin) (N-metilanilin) (o-toluidin)

Heterociklički amini se nazivaju prema odgovarajućem ugljovodoniku umetanjem prefiksa aza-, diaza- ili triaza- za označavanje broja atoma dušika.

1-Azacyclopeta- 1,2-Diazacyclopeta- 1,3-Diazacyclopeta-

2,4-dien 2,4-dien 2,4-dien

Elektronsku strukturu nitro grupe karakteriše prisustvo sedam polarnih (polupolarnih) veze:

Masna nitro jedinjenja su tečnosti koje su nerastvorljive u vodi, ali su veoma rastvorljive u alkoholu i eteru. Aromatična nitro jedinjenja su tečnosti ili čvrste materije sa specifičnim mirisom. Vrlo važno svojstvo nitro spojeva je da se pri redukciji pretvaraju u primarne amine.

C 6 H 5 - NO 2 + 6 [H] C 6 H 5 – NH 2 + 2 H 2 O

Sva nitro jedinjenja su otrovna. Mnoga aromatična nitro jedinjenja imaju eksplozivna svojstva.

Hemijska svojstva. Hemijsko ponašanje nitro spojeva određeno je prisustvom nitro grupe u molekuli i njenim karakteristikama, kao i strukturom ugljikovodičnih radikala i njihovim međusobnim utjecajem.

1. Redukcija nitro jedinjenja . Kada se nitro spojevi redukuju, nastaju primarni amini. Redukcija aromatičnih nitro jedinjenja je od posebno velike industrijske važnosti:

U zavisnosti od uslova redukcije (u kiselim, alkalnim ili neutralnim medijima) i prirode redukcionog agensa, tokom reakcije nastaju različiti međuprodukti, od kojih se mnogi široko koriste u tehnologiji.

2. Utjecaj alkalija na nitro spojeve . Kada se nitro grupa unese u molekul ugljikovodika, zbog svojih svojstava povlačenja elektrona, ona naglo povećava pokretljivost atoma vodika u α-položaju. Primarna i sekundarna nitro jedinjenja dobijaju sposobnost da se rastvore u alkalijama i formiraju soli. Kada kiselina djeluje na sol, formira se nitro spoj u acinitro obliku:

koji zatim prelazi u nitro oblik:

Međusobna konverzija dva oblika nitro spojeva je tipičan primjer dinamičke izomerije (tautomerizma).

3. Reakcije benzenskog prstena aromatskih nitro jedinjenja , Nitro grupa orijentiše ulazak drugog supstituenta tokom elektrofilne supstitucije poželjno na l-položaj, a tokom nukleofilne supstitucije - na o- i n-položaj. Primjer derivata nitro spojeva aromatičnih ugljovodonika je 2,4,6-trinitrofenol (pikrinska kiselina):

Pikrinska kiselina i njene soli koriste se kao eksploziv i u analitičkoj hemiji.

Aplikacija. Nitroparafini se koriste u industriji kao rastvarači, aditivi dizel gorivima koji smanjuju temperaturu njihovog paljenja, u proizvodnji eksploziva, plastike i u mlaznoj tehnici; kao intermedijeri u sintezi amina, aldehida i ketona, masnih kiselina. Aromatična nitro jedinjenja se široko koriste za proizvodnju boja, plastike, mirisa i eksploziva.

Pojedinačni predstavnici.

Nitrometan C H 3 -NO 2. Tečnost, tačka ključanja -101,2 °C. Koristi se kao rastvarač, poput raketnog goriva. Hloriranjem nitrometana dobija se trikloronitrometan (hloropikrin) CCl 3 NO 2 koji se koristi za suzbijanje glodara u pekarama i skladištima, kao i u raznim sintezama.

Nitroetan CH 3 CH 2 -NO 2. Tečnost, t ključanja = 113 °C * Kip = PZ°C. Koristi se za proizvodnju hidroksilamina:

Nitrocikloheksan C 6 CH 2 NO 2. Tečnost, tačka ključanja =205 °C. Pripremljen nitracijom cikloheksana. Koristi se kao intermedijer u sintezi kaprolaktama.

Nitrobenzen C 6 H 6 NO 2. Tečnost je žućkaste boje, sa mirisom gorkog badema, tačka ključanja = 211 °C. Slabo rastvorljiv u vodi i visoko rastvorljiv u mnogim organskim rastvaračima. Početni proizvod u proizvodnji anilina se široko koristi u anilinskim bojama, parfemima i farmaceutskoj industriji.

trinitrotoluen ( cestarina, TNT)

Čvrsta materija, t pl = 80°C. Široko se koristi kao eksploziv.