Nitrovegyületek: szerkezet, nómenklatúra, főbb szintézismódszerek, fizikai és kémiai tulajdonságok. Klór-aromás vegyületek és toxikus hatásaik. Nitrovegyületek fizikai és kémiai tulajdonságai Nitrovegyületek alkalmazása

A nitrovegyületek szénhidrogének származékai, amelyekben egy vagy több hidrogénatomot -NO 2 nitrocsoport helyettesít. Attól függően, hogy melyik szénhidrogéncsoporthoz kapcsolódik a nitrocsoport, a nitrovegyületeket aromás és alifás csoportokra osztják. Az alifás vegyületeket primer 1o-ként, szekunder 2o-ként és tercier 3o-ként különböztetjük meg attól függően, hogy az 1o, 2o vagy 3o szénatomhoz nitrocsoport kapcsolódik.

A -NO2 nitrocsoportot nem szabad összetéveszteni az -ONO nitritcsoporttal. A nitrocsoport szerkezete a következő:

A teljes pozitív töltés jelenléte a nitrogénatomon meghatározza az erős -I-hatás jelenlétét. Az erős -I-hatás mellett a nitrocsoportnak erős -M-hatása is van.

Volt. 1. Tekintsük a nitrocsoport szerkezetét és hatását az elektrofil szubsztitúciós reakció irányára és sebességére az aromás magban!

Módszerek nitrovegyületek előállítására

A nitrovegyületek előállításának szinte minden módszerével már foglalkoztunk az előző fejezetekben. Az aromás nitrovegyületeket rendszerint arének és aromás heterociklusos vegyületek közvetlen nitrálásával állítják elő. A nitrociklohexánt ipari körülmények között ciklohexán nitrálásával állítják elő:

Ugyanígy nyerik a nitrometánt is, azonban laboratóriumi körülmények között a (2-5) reakciók eredményeként klórecetsavból nyerik. Ezek közül a legfontosabb lépés a (3) reakció, amely az SN2 mechanizmuson keresztül megy végbe.

Klór-ecetsav Nátrium-klór-acetát

Nitro-ecetsav

Nitrometán

Nitrovegyületek reakciói

Alifás nitrovegyületek tautomerizmusa

A nitrocsoport erős elektronvonó tulajdonságai miatt a -hidrogénatomok fokozott mobilitást mutatnak, ezért a primer és szekunder nitrovegyületek CH-savak. Tehát a nitrometán meglehetősen erős sav (pKa 10,2), és lúgos közegben könnyen rezonanciastabilizált anionná alakul:

Nitrometán pKa 10.2 Rezonancia stabilizált anion

2. gyakorlat. Írd fel (a) nitro-metán és (b) nitrociklohexán reakcióit NaOH vizes oldatával!

Alifás nitrovegyületek kondenzációja aldehidekkel és ketonokkal

A nitrocsoport a nitro-alkán-anion és egy aldehid vagy keton közötti aldol-reakcióval vihető be alifás vegyületekbe. A nitroalkánokban a -hidrogénatomok még mozgékonyabbak, mint az aldehidekben és a ketonokban, ezért addíciós és kondenzációs reakciókba léphetnek az aldehidekkel és ketonokkal, biztosítva -hidrogénatomjaikat. Az alifás aldehideknél általában addíciós reakciók mennek végbe, az aromásoknál pedig csak kondenzáció.

Tehát nitro-metánt adnak a ciklohexanonhoz,

1-nitro-metil-ciklohexanol

de benzaldehiddel kondenzálódik,

A nitro-metán mindhárom hidrogénatomja részt vesz a formaldehiddel történő addíciós reakcióban, és 2-hidroxi-metil-2-nitro-1,3-dinitro-propán vagy trimetil-olnitrometán keletkezik.

Nitro-metán hexametilén-tetraminnal való kondenzálásával 7-nitro-1,3,5-triazaadamantánt kaptunk:

Volt. 3. Írja fel a formaldehid (a) reakcióját nitrometánnal és (b) nitrociklohexánnal lúgos közegben!

Nitrovegyületek visszanyerése

A nitrocsoportot különböző redukálószerekkel aminocsoporttá redukálják (11.3.3). Az anilint nitrobenzol nyomás alatti hidrogénezésével állítják elő Raney-nikkel jelenlétében, ipari körülmények között.

Laboratóriumi körülmények között hidrogén helyett hidrazin használható, amely Raney-nikkel jelenlétében hidrogén felszabadulásával bomlik le.

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

A nitrovegyületeket savas közegben fémekkel redukálják, majd lúgosítják

A közeg pH-értékétől és az alkalmazott redukálószertől függően különféle termékek állíthatók elő. Semleges és lúgos környezetben a hagyományos redukálószerek aktivitása a nitrovegyületekkel szemben kisebb, mint savas környezetben. Tipikus példa a nitrobenzol redukciója cinkkel. Feleslegben lévő sósavban a cink a nitrobenzolt anilinné redukálja, míg ammónium-klorid pufferoldatban fenil-hidroxil-aminná redukálja:

Savas környezetben az aril-hidroxil-aminok átrendeződésen mennek keresztül:

A p-aminofenolt előhívóként használják a fotózásban. A fenil-hidroxil-amin tovább oxidálható nitrozobenzollá:

Nitrozobenzol

A nitrobenzol ón(II)-kloriddal történő redukálása azobenzolt, cinkkel pedig lúgos közegben hidrazobenzolt eredményez.

A nitrobenzolt metanolos lúgoldattal kezelve azoxibenzolt kapunk, míg a metanolt hangyasavvá oxidálják.

A tökéletlen visszanyerés és a nitroalkánok ismert módszerei. A capron előállításának egyik ipari módszere ezen alapul. A ciklohexán nitrálásával nitrociklohexánt kapunk, amely redukcióval ciklohexanon-oximmá, majd Beckmann-átrendeződéssel kaprolaktámmá és poliamiddá - a rostok előállításának kiindulási anyagává - kapronná alakul:

Az aldol addíciós termékek (7) nitrocsoportjának redukálása kényelmes módja az α-amino-alkoholok előállításának.

1-Nitro-metil-ciklohexanol 1-amino-metil-ciklohexanol

A hidrogén-szulfid redukálószerként történő alkalmazása lehetővé teszi a dinitroarének egyik nitrocsoportjának redukálását:

m-Dinitrobenzol m-Nitroanilin

2,4-Dinitro-anilin 4-nitro-1,2-diamino-benzol

4. gyakorlat. Írja fel (a) m-dinitrobenzol ónnal sósavban, (b) m-dinitrobenzol hidrogén-szulfiddal, (c) p-nitrotoluol cinkkel pufferolt ammónium-klorid-oldatban történő redukcióját!

5. gyakorlat. Teljes reakciók:

Nitrovegyületek.
Nitrovegyületek olyan anyagok, amelyekben egy alkil- vagy aromás gyök nitrocsoporthoz kapcsolódik - NEM 2 .

A nitrocsoportban lévő nitrogén két oxigénatomhoz kötődik, és az egyik kötést a donor-akceptor mechanizmus hozza létre. A nitrocsoport erős elektronvonó hatású - a szomszédos atomokból vonja ki az elektronsűrűséget: CH 3 δ+ -CH 2 - NEM 2 δ-

A nitrovegyületeket alifás (zsíros) és aromás vegyületekre osztják. Az alifás nitrovegyületek legegyszerűbb képviselője a nitro-metán CH 3 -NO 2:

A legegyszerűbb aromás nitrovegyület a nitrobenzol C 6 H 5 -NO 2:

Nitrovegyületek előállítása:

Alkánok és aromás szénhidrogének nitrálása:

NEM 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

(a Konovalov reakció szelektíven megy végbe:

tercier C atom > szekunder > primer

Ha a toluolt nitráljuk, háromszor szubsztituált molekulát kaphatunk:

2. Halogén helyettesítése nitrocsoporttal: AgNO 2 kölcsönhatása alkil-halogenidekkel. R-Br + AgNO 2  AgBr + R - NO 2

A nitrovegyületek tulajdonságai.

A redukciós reakciók során a nitrovegyületek aminokká alakulnak.

1. Hidrogénezés hidrogénnel: R - NO 2 + H 2 -t R- NH 2 + H 2 O

2. Visszanyerés oldatban:

a) lúgos és semleges közegben aminokat kapunk:

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

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

b) savas környezetben (vasat, ónt vagy cinket sósavban) kapnak amin sók: R-NO 2 + 3Fe + 7HCl  Cl - + 2H 2 O + 3FeCl 2

AMINOK
Aminok- az ammónia NH 3 szerves származékai, amelyek molekulájában egy, két vagy három hidrogénatomot szénhidrogén gyökök helyettesítenek:

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

A legegyszerűbb képviselő

Szerkezet

A nitrogénatom sp 3 hibridizációs állapotban van, így a molekula tetraéder alakú.

Ezenkívül a nitrogénatomnak két párosítatlan elektronja van, amelyek meghatározzák az aminok, mint szerves bázisok tulajdonságait.
AZ AMINOK OSZTÁLYOZÁSA.

A gyökök száma és típusa szerint a nitrogénatomhoz kapcsolódik:

AMINOK	Elsődleges aminok	Másodlagos	Tercier aminok
Alifás	CH 3 -NH 2 metil-amin	(CH 3 ) 2 NH	(CH 3 ) 3 N Trimetil-amin
aromás		(C 6 H 5 ) 2 NH Difenil-amin

AZ AMINOK NÓMENKLATÚRÁJA.

1. A legtöbb esetben az aminok nevei a szénhidrogén gyökök nevéből és az utótagból keletkeznek amin . A különböző gyökök ábécé sorrendben vannak felsorolva. Azonos gyökök jelenlétében előtagokat használnak di És három .

CH 3 -NH 2 metil-amin CH 3 CH 2 -NH 2 etil-amin

CH 3 -CH 2 -NH-CH 3 Metil-etil-amin (CH 3 ) 2 NH

2. Az elsődleges aminokat gyakran szénhidrogén-származékoknak nevezik, amelyek molekuláiban egy vagy több hidrogénatomot aminocsoportok helyettesítenek. -NH 2 .

Ebben az esetben az aminocsoportot a névben az előtag jelzi amino :

CH 3 -CH 2 -CH 2 -NH 2 1-amino-propán H 2 N-CH 2 -CH 2 -CH(NH 2 )-CH 3 1,3-diamino-bután
Az alkil- és aromás gyököket tartalmazó vegyes aminok esetében az elnevezés általában az aromás aminok első képviselőjének nevén alapul.

SzimbólumN- Az alkilcsoport neve elé kerül, jelezve, hogy ez a gyök a nitrogénatomhoz kapcsolódik, és nem szubsztituens a benzolgyűrűn.
Az aminok izomerizmusa

1) szénváz, C 4 H 9 NH 2-ből kiindulva:

CH3-CH2-CH2-CH2-NH2 n-butil-amin (1-amino-bután)

CH3-CH-CH2-NH2-izobutil-amin (1-amin-2-metilpropán)

2) az aminocsoport pozíciói, C 3 H 7 NH 2-ből kiindulva:

CH3-CH2-CH2-CH2-NH2-1-amino-bután (n-butil-amin)

CH3-CH-CH2-CH32-amino-bután (szek-butil-amin)

3) izoméria az amin típusok között – elsődleges, másodlagos, harmadlagos:

AZ AMINOK FIZIKAI TULAJDONSÁGAI.

Primer és szekunder aminok képződnek gyenge intermolekuláris hidrogénkötések:

Ez magyarázza az aminok viszonylag magasabb forráspontját, mint a hasonló molekulatömegű alkánok. Például:

A tercier aminok nem képeznek asszociáló hidrogénkötéseket (nincs N-H csoport). Ezért forráspontjuk alacsonyabb, mint az izomer primer és szekunder aminoké:

Az alkoholokhoz képest az alifás aminoknak alacsonyabb a forráspontjuk, mert Az alkoholokban a hidrogénkötések erősebbek:

Normál hőmérsékleten csak az alacsonyabb szénatomszámú alifás aminok a CH 3 NH2, (CH3)2NH és (CH3)3 N - gázok (ammónia szagú), átlagos homológok -folyadékok (éles halszagú), magasabb - szagtalan szilárd anyagok.

Aromás aminok- színtelen, magas forráspontú folyadékok vagy szilárd anyagok.

Az aminok képesek képződnihidrogénkötések vízzel :

Ezért az alacsony szénatomszámú aminok jól oldódnak vízben.

A szénhidrogén gyökök számának és méretének növekedésével az aminok vízben való oldhatósága csökken, mert megnövekednek a hidrogénkötések kialakulásának térbeli akadályai. Az aromás aminok gyakorlatilag nem oldódnak vízben.
Anilin: VAL VEL 6 H 5 -NH 2 - az aromás aminok közül a legfontosabbak:

Széles körben használják köztes termékként színezékek, robbanóanyagok és gyógyszerek (szulfanilamid készítmények) gyártásában.

Az anilin színtelen olajos folyadék, jellegzetes szaggal. Levegőn oxidálódik és vörösesbarna színt kap. Mérgező.
AMINOK BESZERZÉSE.

1. Primer aminok nyerhetők nitrovegyületek redukciója.

a) Hidrogénezés hidrogénnel: R-NO 2 + H 2 -t R- NH 2 + H2O

b) Visszanyerés: lúgos és semleges környezetben aminokat nyernek:

R-NO 2 + 3(NH 4) 2 S  R-NH 2 + 3S + 6NH 3 + 2H 2 O (zinin reakció)

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

Az anilint nitrobenzol redukciójával állítják elő.

c) savas környezetben (vas, ón vagy cink sósavban) aminsók képződnek: R-NO 2 + 3Fe + 7HCl  Cl - + 2H 2 O + 3FeCl 2

Az aminokat lúggal izoláljuk az oldatból:

Cl - + KOH \u003d H 2 O + KCl + R- NH 2

2. Ammónia és aminok alkilezése. Amikor az ammónia kölcsönhatásba lép alkil-halogenidekkel, a primer amin sója képződik, amelyből lúg hatására maga a primer amin izolálható. Ez az amin képes kölcsönhatásba lépni a halogén-alkán új részével, és szekunder amint képez:

СH 3 Br + NH 3  Br -(+KOH) CH 3 - NH 2 + KBr + H 2 O primer amin

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

C 2 H 5 C 2 H 5

További alkilezés tercier aminná lehetséges.

3. Nitrilek redukciója primer aminok képződésével:

R–CN + 4[H] R–CH 2 NH 2

Ily módon az iparban , amelyet poliamid szál gyártásánál használnak nejlon .

4. Az ammónia kölcsönhatása alkoholokkal: R-OH + NH 3 -(t,p) R –NH 2 + H 2 O

Az aminok kémiai tulajdonságai.

Az aminok szerkezete hasonló az ammóniához, és hasonló tulajdonságokat mutatnak.

Mind az ammóniában, mind az aminokban a nitrogénatomnak van egy magányos elektronpárja:

Ezért az aminoknak és az ammóniának vannak tulajdonságai okokból.

1. Alaptulajdonságok. Mivel az ammónia származékai, minden amin alapvető tulajdonságokkal rendelkezik.

Az alifás aminok erősebb bázisok, mint az ammónia, míg az aromás aminok gyengébbek.

Ezt azzal magyarázzák CH gyökök 3 -, VAL VEL 2 H 5 - és mások mutatjákpozitív induktív (+I) hatást és növeli az elektronsűrűséget a nitrogénatomon:

CH 3 → NH 2

Ez az alapvető tulajdonságok növekedéséhez vezet.

Fenil gyök C 6 H 5 - mutatja negatív mezomer (-M) hatása és csökkenti az elektronsűrűséget a nitrogénatomon:

vizes oldatban az aminok reverzibilisen reagálnak a vízzel, míg a közeg gyengén lúgossá válik: R-NH 2 + H 2 O ⇄ + + OH -

2. Az aminok savakkal reagálva sókat képeznek: CH 3 -NH 2 + H 2 SO 4  HSO 4

C 6 H 5 NH 2 + HCl  Cl

C oli aminok - szagtalan szilárd anyag, vízben jól oldódik, de szerves oldószerekben (az aminokkal ellentétben) nem oldódik.
Az aminsókra lúgok hatására szabad aminok szabadulnak fel:

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

Az aminsók oldatban cserereakciókba lépnek:

Cl + AgNO 3 -t NO 3 + AgCl ↓

3. Az aminok kicsapódhatnaknehézfém-hidroxidok vizes oldatokból: 2R-NH 2 + FeCl 2 + 2H 2 O  Fe(OH) 2 ↓+ 2Cl

4. Égés. Az aminok oxigénben égve nitrogént, szén-dioxidot és vizet képeznek:

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

5. Reakciók salétromsavval.

A) Elsődleges alifás aminok salétromsav hatására alkoholokká alakítják át R-NH 2 + NaNO 2 + HCl  R-OH + N 2 + NaCl + H 2 O minőségi reakció, amihez gáz-nitrogén felszabadulás társul!

b) Másodlagos aminok(alifás és aromás) nitrozovegyületeket adnak - jellegzetes szagú anyagok: R 2 NH + NaNO 2 + HCl  R 2 N-N \u003d O + NaCl + H 2 O

Az anilin tulajdonságainak jellemzői.

Az anilint reakciók jellemzik mind az aminocsoporton, mind a benzolgyűrűn.
E reakciók jellemzői annak köszönhetőek kölcsönös befolyásolás atomok.
- a benzolgyűrű gyengíti az aminocsoport alapvető tulajdonságait az alifás aminokhoz, sőt az ammóniához képest.
- a benzolgyűrű aktívabbá válik a szubsztitúciós reakciókban, mint a benzol.

Aminocsoport - az 1. típusú szubsztituens (aktiváló orto pár-orientáns az aromás atommag elektrofil szubsztitúciós reakcióiban).

Minőségi reakció anilinre: brómos vízzel reagálva képződik2,4,6-tribróm-anilin (fehér csapadék ↓ ).

AMINOSAVAK

Aminosavak- szerves bifunkciós vegyületek, amelyek karboxilcsoportokat tartalmaznak – COOHés aminocsoportok -NH 2 .
A legegyszerűbb képviselő az amino-ecetsav H 2 N-CH 2 -COOH ( glicin)

Minden természetes aminosav a következő fő csoportokba sorolható:

1) alifás limitáló aminosavak (glicin, alanin)	NH2-CH(CH3)-COOH alanin
2) kéntartalmú aminosavak (cisztein)	NH2-CH(CH2SH)-COOH cisztein
3) alifás hidroxilcsoportot tartalmazó aminosavak (szerin)	NH2-CH(CH2OH)-COOH
4) aromás aminosavak (fenilalanin, tirozin)	NH2-CH (CH2C6H5)-COOH fenilalanin
5) két karboxilcsoportot tartalmazó aminosavak (glutaminsav, aszparaginsav)	NH2-CH (CH2CH2COOH)-COOH glutaminsav
6) két aminocsoportot tartalmazó aminosavak (lizin)	NH2(CH2)4-CH(NH2)-COOH

Néhány esszenciális α-aminosav

Név	-R
glicin	-H
Alanin	-CH3
cisztein	-CH2-SH
Derűs	-CH2-OH
Fenilalanin	-CH2-C6H5
Tirozin
Glutaminsav	-CH2-CH2-COOH
Lizin	-(CH2)4-NH2

Aminosav nómenklatúra

A szisztematikus nómenklatúra szerint az aminosavak nevei a megfelelő savak nevéből alakulnak ki az előtag hozzáadásával. aminoés jelzi az aminocsoport helyét a karboxilcsoporthoz viszonyítva:

Gyakran használnak egy másik aminosav-nevek létrehozásának módszerét is, amely szerint az előtagot hozzáadják a karbonsav triviális nevéhez amino az aminocsoport helyzetét a görög ábécé betűivel jelölve. Példa:

Az állatok és növények életfolyamataiban rendkívül fontos szerepet játszó R-CH(NH 2)COOH α-aminosavaknál triviális elnevezéseket használnak.

Ha egy aminosavmolekula két aminocsoportot tartalmaz, akkor a neve az előtagot használja diamino, három NH 2 csoport - triamino- stb.

Két vagy három karboxilcsoport jelenlétét az utótag tükrözi a névben - diovaya vagy -triinsav:

AMINOSAVAK BESZERZÉSE.

1. Egy aminocsoport halogén helyettesítése a megfelelő halogénezett savakban:

2. Ammónia kötődése α,β-telítetlen savakhoz β-aminosavak képződésével ( Markovnyikov uralma ellen):

CH 2 \u003d CH–COOH + NH 3  H 2 N–CH 2 –CH 2 –COOH

3. Nitroszubsztituált karbonsavak kinyerése (általában aromás aminosavak előállítására használják): O 2 N–C 6 H 4 –COOH + 3H 2  H 2 N–C 6 H 4 –COOH + 2H 2 O
AZ AMINOSAVAK TULAJDONSÁGAI .

Fizikai tulajdonságok

Az aminosavak magas olvadáspontú kristályos szilárd anyagok. Vízben jól oldódik, a vizes oldatok elektromosan vezetőképesek. Amikor az aminosavakat vízben oldjuk, a karboxilcsoport egy hidrogéniont hasít le, amely csatlakozhat az aminocsoporthoz. Ez létrehozza belső só, amelynek molekulája az bipoláris ion:

H 2 N-CH 2 -COOH⇄ + H 3 N-CH 2 -TURBÉKOL -
AZ AMINOSAVAK KÉMIAI TULAJDONSÁGAI.

1. Sav-bázis tulajdonságok:

Az aminosavak azokamfoter kapcsolatokat. Két ellentétes jellegű funkciós csoportot tartalmaznak a molekulában: egy bázikus tulajdonságú aminocsoportot és egy savas tulajdonságú karboxilcsoportot.

Az aminosavak savakkal és bázisokkal egyaránt reagálnak:

H 2 N-CH 2 -COOH + HCl  Cl

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

Az aminosavak sav-bázis átalakulása különböző környezetekben a következő sémával ábrázolható:

Az aminosavak vizes oldatai a funkciós csoportok számától függően semleges, lúgos vagy savas környezettel rendelkeznek.

Így, glutaminsav savas oldatot képez (két csoport -COOH, egy -NH 2), lizin- lúgos (egy csoport -COOH, kettő -NH 2).

2. A savakhoz hasonlóan az aminosavak is reagálhatnak fémekkel, fém-oxidokkal, illékony savak sóival:

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. Az aminosavak reagálhatnak alkoholokkal gáz-halmazállapotú hidrogén-klorid jelenlétében észterré alakul:

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. α-aminosavak intermolekuláris kölcsönhatása kialakulásához vezet peptidek.

Amikor két α-aminosav kölcsönhatásba lép, akkor képződik.

A peptidláncot alkotó aminosavmolekulák töredékeit ún aminosav-maradékokés a CO–NH kötés - peptid kötés.

Három α-aminosav molekulából (glicin + alanin + glicin) nyerhető tripeptid:

H2N-CH2CO-NH-CH (CH3)-CO-NH-CH2COOH

glicilalanil-glicin

6. Melegítéskor lebomlik (dekarboxilezés):

NH2-CH2- TURBÉKOL H - (t) NH 2 -CH 3 + CO 2

7. Dekarboxilezés lúggal:

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

8. C salétromsav:

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

FEHÉRJÉK

Fehérjék (polipeptidek) - α-aminosav-maradékokból összekötött biopolimerekpeptid(amid) kötések. Formálisan a fehérje makromolekula képződése α-aminosavak polikondenzációs reakciójaként ábrázolható:

A különféle fehérjék (polipeptidek) molekulatömege 10 000 és több millió között mozog. A fehérje makromolekulák sztereoreguláris szerkezettel rendelkeznek, ami rendkívül fontos bizonyos biológiai tulajdonságok megnyilvánulásához.

A fehérjék nagy száma ellenére legfeljebb 22 α-aminosav-maradékot tartalmaznak.

A FEHÉRJE SZERKEZETE.

Elsődleges szerkezet- α-aminosavak specifikus szekvenciája a polipeptidláncban.
	másodlagos szerkezet- a polipeptid lánc konformációja, amelyet sok hidrogénkötés rögzít az N-H és C=O csoportok között. Az egyik másodlagos szerkezeti modell az α-hélix.
Harmadlagos szerkezet- térben csavart spirál formája, amely főként diszulfidhidak -S-S-, hidrogénkötések, hidrofób és ionos kölcsönhatások következtében jön létre.
	Negyedidős szerkezet- több fehérje makromolekula (fehérjekomplex) aggregátumai, amelyek a különböző polipeptid láncok kölcsönhatása következtében keletkeznek

Fizikai tulajdonságok A fehérjék nagyon változatosak, és szerkezetük határozza meg őket. Fizikai tulajdonságaik szerint a fehérjék két csoportra oszthatók:

- globuláris fehérjék vízben oldódik vagy kolloid oldatot képez,

- fibrilláris fehérjék vízben oldhatatlan.
Kémiai tulajdonságok.

1 . fehérje denaturáció. Ez a másodlagos és harmadlagos fehérjeszerkezet megsemmisülése, miközben az elsődleges szerkezet megmarad. Melegítéskor fordul elő, megváltoztatva a közeg savasságát, a sugárzás hatását. A denaturációra példa a tojásfehérje alvadása a tojás főzésekor.

A denaturáció reverzibilis vagy irreverzibilis. Visszafordíthatatlan denaturációt okozhat oldhatatlan anyagok képződése, amikor nehézfémsók - ólom vagy higany - hatnak a fehérjékre.

2. A fehérjék hidrolízise az elsődleges szerkezet visszafordíthatatlan megsemmisülése savas vagy lúgos oldatban aminosavak képződésével . A hidrolízis termékeit elemezve megállapítható a fehérjék mennyiségi összetétele.

3. Kvalitatív reakciók fehérjékre:

1)Biuret reakció - lila festés frissen kicsapott hatása alatt réz-hidroxid ( II ) .

2) xantoprotein reakció - sárga foltosodás amikor fehérjékre hat tömény salétromsav .
A fehérjék biológiai jelentősége:

1. A fehérjék nagyon erős és szelektív katalizátorok. Milliószor gyorsítják fel a reakciókat, és minden reakciónak megvan a maga egyetlen enzimje.

2. A fehérjék teljesítenek szállítási funkciók és molekulákat vagy ionokat szállít a szintézis vagy akkumulációs helyekre. Például fehérje a vérben hemoglobin oxigént szállít a szövetekbe és fehérjét mioglobin oxigént tárol az izmokban.

3. A fehérjék azok sejtépítő anyag . Ezekből támasztó-, izom-, integumentáris szövetek épülnek fel.

4. A fehérjék fontos szerepet játszanak a szervezet immunrendszerében. Vannak speciális fehérjék (antitestek), akik képesek felismerni és társítani az idegen tárgyakat - vírusok, baktériumok, idegen sejtek.

5. Receptor fehérjék érzékeli és továbbítja a szomszédos sejtekből vagy a környezetből érkező jeleket. Például az alacsony molekulatömegű anyagok, például az acetilkolin által aktivált receptorok idegimpulzusokat továbbítanak az idegsejtek találkozási pontjain.

6. A fehérjék létfontosságúak minden szervezet számára, és azok is az élelmiszer legfontosabb összetevője. Az emésztés során a fehérjék aminosavakká hidrolizálódnak, amelyek nyersanyagként szolgálnak a szervezet számára szükséges fehérjék szintéziséhez. Vannak aminosavak, amelyeket a szervezet nem képes önmagában szintetizálni, és csak táplálékkal szerzi be. Ezeket az aminosavakat ún pótolhatatlan.

40. előadás

NITRO VEGYÜLETEK

A nitrovegyületek olyan szénhidrogén-származékok, amelyekben egy vagy több hidrogénatomot nitrocsoport - NO 2 - helyettesít.

A nitroalkánok alkánok származékai, amelyekben egy vagy több hidrogénatomot nitrocsoport helyettesít.

A mononitroalkánok általános képlete C n H 2n+1 NO 2.

A nitroalkánok nevének kialakításakor a leghosszabb szénhidrogén láncot választjuk, melynek számozása a végétől kezdődik, amelyhez közelebb van a nitrocsoport. Ez utóbbit a "nitro" előtag jelzi. Például:

Szintézis módszerek

1. Alkánok nitrálása

A nitro-metánt metánból nyerik; a metánhomológok nitrálásakor nitroalkánok keveréke képződik:

2. Nitritek alkilezése

R-Br + AgNO 2 ® R-NO 2 + AgBr

R-Br + NaNO 2 ® R-NO 2 + NaBr

Mivel a nitrit-anionok környezeti természetűek, aprotikus, nem poláris oldószereket és mérsékelt hőmérsékletet használnak a nitroalkán nagy hozamának eléréséhez.

Fizikai tulajdonságok és szerkezet

A nitroalkánok színtelen vagy sárgás folyadékok vagy enyhe szagú kristályos szilárd anyagok.

A mononitroalkánokat nagy dipólusmomentum jellemzi. A nitroalkánok jelentős polaritásának oka a hétpoláris kötést tartalmazó nitrocsoport elektronszerkezetében rejlik

Az N-O kötések egymáshoz illeszkedését röntgendiffrakciós analízis igazolja: a nitrocsoportban lévő N-O kötés rövidebb, mint a hidroxil-amin N-O kötése, de hosszabb, mint a nitrozocsoportban lévő kötés –N=O.

Az N és O atomok nagy elektronegativitása, az N=O kötés sokfélesége, szemipoláris jellege meghatározza a nitrocsoport jelentős elektronelszívó tulajdonságait (-I és –M hatások).

A nitroalkánokat gyenge abszorpció jellemzi a 270-280 nm-es UV-tartományban. Ennek oka a LUMO-n lévő oxigénatom magányos elektronpárjának n ® p* típusú elektronátmenetei.

Az IR spektrumokban az N=O kötések szimmetrikus és antiszimmetrikus rezgéseivel összefüggésben az abszorpciós maximumok az 1370 cm -1 és 1550 cm -1 tartományokban figyelhetők meg.

A nitroalkánok kémiai tulajdonságai

A nitroalkánok savassága és tautomer átalakulásai

A primer és szekunder nitroalkánok CH savak .

A savasság a keletkező karbanion stabilizálódásának köszönhető, a nitrocsoport elektronszívó tulajdonságai miatt.

A mononitro-alkánok savassága vizes oldatokban a fenolokéhoz hasonlítható. Ha egy szénatom két vagy három nitrocsoportot tartalmaz, a savasság meredeken növekszik.

A nitro-alakán anion ambident, mint az enolát anion. Például amikor protonálódik, a nitroalkánon kívül egy másik tautomer forma is képződhet.

A nitroalkán tautomer formáját aciformnak vagy nitronsavnak nevezem, amelyet nem kaptak meg tiszta formájában. A nitronsav közepes erősségű (pKa=3,2) OH-sav.

Így a nitrovegyületeket tautomereknek kell tekinteni, amelyek nitro és aci formában reagálnak.

Normál körülmények között az aci-forma koncentrációja elhanyagolható (10-5-10-7%). Az egyensúly lúgos környezetben a sók képződése miatt jobbra tolódik el.

Az alkáli- és alkáliföldfémek kristályos sói stabilak és vízben jól oldódnak. Néha nitronsav sóinak is nevezik. Az oldatok savanyítása során először maga a nitronsav (savforma) képződik, amely azután nitroalkánná izomerizálódik.

A nitrovegyületek pszeudosavak, amelyekre jellemző, hogy maguk semlegesek, nincs elektromos vezetőképességük, de ennek ellenére alkáli- és alkáliföldfémek semleges sóit képezik.

A nitrovegyületek bázisokkal történő „semlegesítése” lassan megy végbe, míg a valódi savaké azonnali.

A nitroalkánok egyéb reakciói közül a következőket jegyezzük meg.

Hidrolízis savas közegben C-N kötés hasításával.

Ezt a reakciót a hidroxil-amin és szulfátja szintézisének tervezésében használják.

H-atomok helyettesítése ata- C-ból halogének, salétromsav-maradékok, aldehidek, ketonok stb.

A HNO 2-vel végzett reakció kvalitatív a nitroalkánok esetében. A tercier nitroalkánok nem reagálnak, a szekunder R 2 CH-NO 2 nitrozonitro-alkánokat képez

A nitrooximok (nitrolsavak) elsődleges formája HNO 2 -vel

Ezek a színtelen vegyületek nitrolsavak vérvörös sóit képezik lúgokkal.

aromás nitrovegyületek

1. Megszerzési módszerek

Az arének nitrálása

Ez a fő módszer a nitroarének előállítására; az elektrofil aromás szubsztitúció tanulmányozása során részletesen figyelembe vették (lásd 18. sz. lecke).

Arilaminok oxidációja

Az eljárás primer aromás aminok peroxivegyületekkel történő oxidációjából áll. A leghatékonyabb oxidációs reagens a trifluor-peroxi-ecetsav metilén-kloridban. A trifluor-peroxi-ecetsavat közvetlenül a reakcióelegyben nyerik ki trifluor-ecetsavanhidrid és 90%-os hidrogén-peroxid reagáltatásával. Ez a módszer a nitrovegyületeket tartalmazó szintézis szempontjából fontos orto- És pár-pozíciók a nitrocsoporthoz, más elektronszívó csoportokhoz, például:

2. Fizikai tulajdonságok és szerkezet

A nitroarének különleges szagú sárga anyagok. A nitrobenzol keserű mandula illatú folyadék. A di- és polinitroarének kristályos anyagok.

A nitrocsoport erős elektronakceptor, ezért a nitroaréneknek nagy dipólusmomentumai vannak a nitrocsoport felé.

A polinitroarének molekulái erős elektronakceptorok. Például az 1,3-dinitrobenzol elektronaffinitása 1,35 eV, az 1,3,5-trinitrobenzolé pedig 1,75 eV.

3. Kémiai tulajdonságok

A nitrocsoport visszanyerése

A nitroarének nitrocsoportjának teljes redukciójának terméke az aminocsoport. Jelenleg katalitikus hidrogénezést alkalmaznak a nitroarének arilaminokká történő redukálására ipari körülmények között. A rezet szilikagélen katalizátorként használják hordozóként. Az anilin hozama ehhez a katalizátorhoz képest 98%.

Laboratóriumi körülmények között savas vagy lúgos közegben fémeket használnak a nitrocsoport redukálására. A helyreállítás több szakaszban történik, amelyek sorrendje savas és lúgos környezetben nagyon eltérő.

Amikor felépül savas környezetben A folyamat lépésenként megy végbe, és a következő szakaszokat tartalmazza.

Savas környezetben minden intermedier gyorsan anilin végtermékké redukálódik, és külön-külön nem izolálható. Redukálószerként vasat, ónt vagy cinket és sósavat használnak. A nitrocsoport hatékony redukálószere az ón(II)-klorid sósavban. A savredukció végterméke egy amin, például:

C 6 H 5 NO 2 + 3Zn + 7HCl® C 6 H 5 NH 2HCl + 3ZnCl 2 + 2H 2 O

semleges oldatban, például, amikor a nitroaréneket cinkkel redukálják ammónium-klorid vizes oldatában, a redukciós folyamat lelassul, és az aril-hidroxil-amin képződésének szakaszában leáll.

Amikor felépül lúgos környezetben a redukálószer feleslegében a nitroarén redukciójának végterméke hidrazoarén (diarilhidrazin)

A folyamat a következő transzformációs sorozatként ábrázolható.

azoxiarén

azoarén g

hidrazoarén

Lúgos környezetben a nitrozoarén és a hidroxil-amin redukciós folyamatai annyira lelassulnak, hogy az azoxiarén képződésével való kondenzációjuk folyamata lesz a fő folyamat. Ez a reakció lényegében hasonló ahhoz, amikor nitrogéntartalmú bázisokat adnak az aldehidek és ketonok karbonilcsoportjához.

Lúg alkoholos oldatában lévő cink hatására az azoxibenzol először azobenzollá, majd a cink feleslegének hatására tovább hidrazobenzollá redukálódik.

Magát az azoxibenzolt úgy állíthatjuk elő, hogy a nitrobenzolt nátrium-metoxiddal redukáljuk metanolban.

Az alkálifém- és ammónium-szulfidokat redukálószerként is használják a nitroarénekhez.

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

A sztöchiometrikus egyenletből következően a szulfidos redukció során a közeg lúgossága megnő, ami melléktermékként azoxi- és azovegyületek képződéséhez vezet. Ennek elkerülése érdekében redukálószerként hidroszulfidokat és poliszulfidokat kell használni, mivel ebben az esetben nem képződik lúg.

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

A nitrocsoport szulfidokkal történő redukciójának sebessége erősen függ az aromás gyűrűben lévő szubsztituensek elektronhatásától. Így az m-dinitrobenzolt nátrium-diszulfid 1000-szer gyorsabban redukálja, mint az m-nitro-anilint. Ezt használják részleges gyógyulás nitrocsoportok polinitrovegyületekben.

A nitrocsoport nem teljes redukciójának termékei

Nitrosoarének

A nitrozoarének könnyen redukálhatók, így a nitroarének redukciójával nehéz előállítani őket. A nitrozoarének előállításának legjobb módja az arilhidrazinok oxidációja.

Lehetőség van a nitrozocsoport közvetlen bejuttatására az aromás gyűrűbe salétromsav fenolokra és tercier aril-aminokra gyakorolt hatására (lásd a 29. és 42. számú előadást)

Kristályos állapotban az aromás nitrozovegyületek színtelen dimerek formájában léteznek. Folyékony és gáz halmazállapotban egyensúly van a dimer és a monomer között. A monomerek zöld színűek.

A nitrozovegyületek a karbonilvegyületekhez hasonlóan reagálnak a nukleofilekkel. Például, ha aril-hidroxil-aminokkal kondenzáljuk, azoxi-vegyületek képződnek (lásd fent), az aril-aminoknál pedig azovegyületek.

Aril-hidroxil-aminok

A nitroarének semleges közegben történő redukciójával végzett, fentebb leírt eljáráson kívül az aril-hidroxilaminokat nukleofil szubsztitúcióval szintetizálják az aktivált arénekben.

A nitroarének redukciójának közbenső termékeiként az aril-hidroxil-aminok nitrozovegyületekké oxidálhatók (lásd fent), és katalitikus hidrogénezéssel vagy fém savas közegben történő hatására aminokká redukálhatók.

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

Savas környezetben az aril-hidroxil-aminok átrendezik az aminofenolokat, amelyeket ez utóbbiak előállítására használnak fel, például:

Azoxiarének

A fent leírt módszereken túlmenően - nitrozo-vegyületek kondenzációja aril-hidroxil-aminokkal és nitroarének redukciója nátrium-metiláttal - az azoxiarének előállíthatók azoarének peroxivegyületekkel történő oxidációjával.

Lúgos környezetben az azoxiarének azo-, majd hidrazoarénekké redukálódnak (lásd fent).

Azoarének

A nitroarének, arilhidrazinok és azoxiarének lúgos közegben történő redukciója során keletkeznek, pl.

Az aszimmetrikus azovegyületeket nitrozovegyületek aminokkal való kondenzálásával állítják elő (lásd fent). Az azovegyületek szintézisének egyik fontos módszere - az azokapcsolási reakció az alábbiakban lesz részletesen tárgyalva (ld. 43. számú előadás)

Az azoarének ilyen formában léteznek cis- És transz- izomerek. Besugárzáskor stabilabb transz-izomer átalakul cis-izomer. A fordított átalakulás melegítéskor megy végbe.

Az azovegyületek színesek, sokukat színezékként használják.

Hidrazoarének

Ezek a nitroarének lúgos közegben történő redukciójának végtermékei. A hidrazoarének színtelen kristályos anyagok, amelyek a levegőben színes azovegyületekké oxidálódnak. Preparatív célokra az oxidációt brómos víz hatására hajtják végre.

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

Kíméletlen körülmények között redukálva a hidrazoarének aril-aminokat adnak.

A hidrazovegyületek fontos tulajdonsága a 4,4/-diamino-bifenilekké való átrendeződés. Ezt az átalakulást ún benzidin átrendeződés. Jelenleg ez a kifejezés a kapcsolódó átrendeződések egész csoportját egyesíti, amelyek keverék kialakulásához vezetnek orto- És pár- a diamino-bifenil izomer származékai.

Maga a hidrazobenzol átrendeződése olyan diamin keveréket eredményez, amely 70% benzidint és 30% 2,4/-diamino-bifenilt tartalmaz.

Ha pár- a hidrazobenzol egyik benzolmagjában a pozíciót valamilyen szubsztituens foglalja el, az átrendeződés terméke a difenil-amin származéka (ún. szemidin átrendeződés).

A benzidin és a kapcsolódó átrendeződések mechanizmusának tanulmányozása során kiderült, hogy intramolekulárisan fordulnak elő. Ha két különböző hidrazobenzolt együttes átrendeződésnek vetünk alá, akkor nincsenek kereszt-átrendeződési termékek. Magának a hidrazobenzolnak az átrendeződésénél a reakciósebesség arányos a hidrazobenzol koncentrációjával és a protonkoncentráció négyzetével. Ez azt jelenti, hogy a hidrazobenzol diprotonált formája átrendeződésen megy keresztül. Azt is kimutatták, hogy a hidrazobenzol monoprotonált formája csak ismételt savval történő kezelés hatására alakul át teljesen benzidinné. Ezek az adatok összhangban vannak a következő benzidin átrendeződési mechanizmussal.

Feltételezzük, hogy az átmeneti állapot a hidrazobenzol olyan konformációjából jön létre, amelyben mindkét benzolgyűrű két megfelelő szénatomja nagyon közel van egymáshoz. Az új szén-szén kötés kialakulása és két nitrogénatom régi kötésének felszakadása szigorúan szinkronban történik. A modern terminológia szerint a benzidin átrendeződés a szigmatropikus átrendeződések egyike.

1. Nitrovegyületek

1.2. Nitrovegyületek reakciói

1. NITRO VEGYÜLETEK

A -NO2 nitrocsoportot nem szabad összetéveszteni az -ONO nitritcsoporttal. A nitrocsoport szerkezete a következő:

A teljes pozitív töltés jelenléte a nitrogénatomon meghatározza az erős -I-hatás jelenlétét. Az erős -I-hatás mellett a nitrocsoportnak erős -M-hatása is van.

Volt. 1. Tekintsük a nitrocsoport szerkezetét és hatását az elektrofil szubsztitúciós reakció irányára és sebességére az aromás magban!

1.1. Módszerek nitrovegyületek előállítására

(1)

Klór-ecetsav Nátrium-klór-acetát

Nitro-ecetsav

Nitrometán

1.2. Nitrovegyületek reakciói

1.2.1. Alifás nitrovegyületek tautomerizmusa

A nitrocsoport erős elektronvonó tulajdonságai miatt az a-hidrogénatomok fokozott mobilitást mutatnak, ezért a primer és szekunder nitrovegyületek CH-savak. Tehát a nitrometán meglehetősen erős sav (pKa 10,2), és lúgos közegben könnyen rezonanciastabilizált anionná alakul:

Nitrometán pKa 10.2 Rezonancia stabilizált anion

2. gyakorlat. Írd fel (a) nitro-metán és (b) nitrociklohexán reakcióit NaOH vizes oldatával!

1.2.2. Alifás nitrovegyületek kondenzációja aldehidekkel és ketonokkal

A nitrocsoport a nitro-alkán-anion és egy aldehid vagy keton közötti aldol-reakcióval vihető be alifás vegyületekbe. A nitroalkánokban az a-hidrogénatomok még mozgékonyabbak, mint az aldehidekben és a ketonokban, ezért addíciós és kondenzációs reakciókba léphetnek az aldehidekkel és ketonokkal, így biztosítva a-hidrogénatomjukat. Az alifás aldehideknél általában addíciós reakciók mennek végbe, az aromásoknál pedig csak kondenzáció.

Tehát nitro-metánt adnak a ciklohexanonhoz,

(7)

1-nitro-metil-ciklohexanol

de benzaldehiddel kondenzálódik,

A nitro-metán mindhárom hidrogénatomja részt vesz a formaldehiddel történő addíciós reakcióban, és 2-hidroxi-metil-2-nitro-1,3-dinitro-propán vagy trimetil-olnitrometán keletkezik.

Nitro-metán hexametilén-tetraminnal való kondenzálásával 7-nitro-1,3,5-triazaadamantánt kaptunk:

(10)

Volt. 3. Írja fel a formaldehid (a) reakcióját nitrometánnal és (b) nitrociklohexánnal lúgos közegben!

1.2.3. Nitrovegyületek visszanyerése

(11) (11 32)

Laboratóriumi körülmények között hidrogén helyett hidrazin használható, amely Raney-nikkel jelenlétében hidrogén felszabadulásával bomlik le.

(12)

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

A nitrovegyületeket savas közegben fémekkel redukálják, majd lúgosítják

(13) (11 33)

(14)

Savas környezetben az aril-hidroxil-aminok átrendeződésen mennek keresztül:

(15)

A p-aminofenolt előhívóként használják a fotózásban. A fenil-hidroxil-amin tovább oxidálható nitrozobenzollá:

(16)

Nitrozobenzol

A nitrobenzol ón(II)-kloriddal történő redukciója azobenzolt eredményez, cinkkel lúgos közegben pedig hidrazobenzolt kapunk.

(17)

(18)

A nitrobenzolt metanolos lúgoldattal kezelve azoxibenzolt kapunk, míg a metanolt hangyasavvá oxidálják.

(19)

Az aldol addíciós termékek (7) nitrocsoportjának redukálása kényelmes módja a b-amino-alkoholok előállításának.

(20)

1-Nitro-metil-ciklohexanol 1-amino-metil-ciklohexanol

A hidrogén-szulfid redukálószerként történő alkalmazása lehetővé teszi a dinitroarének egyik nitrocsoportjának redukálását:

(11 34)

m-Dinitrobenzol m-Nitroanilin

(21)

2,4-Dinitro-anilin 4-nitro-1,2-diamino-benzol

4. gyakorlat. Írja fel (a) m-dinitrobenzol ónnal sósavban, (b) m-dinitrobenzol hidrogén-szulfiddal, (c) p-nitrotoluol cinkkel pufferolt ammónium-klorid-oldatban történő redukcióját!

5. gyakorlat. Teljes reakciók:

(A) (b)

A szisztematikus nómenklatúra szerint az aminok elnevezése az amin előtag hozzáadásával történik a szénhidrogén nevéhez. A racionális nómenklatúra szerint ezeket alkil- vagy aril-aminoknak tekintik.

Metánamin Etánamin N-Metil-etánamin N-Etil-etán-amin

(metil-amin) (etil-amin) (metil-etil-amin) (dietil-amin)

N,N-dietil-etán-amin 2-amino-etanol 3-amino-propán

trietil-amin) (etanol-amin) sav

Ciklohexánamin benzolamin N-metilbenzolamin 2-metilbenzolamin

(ciklohexil-amin) (anilin) (N-metil-anilin) (o-toluidin)

A heterociklusos aminokat a megfelelő szénhidrogénről nevezték el, az aza-, diaza- vagy triaza- előtag beillesztésével jelzi a nitrogénatomok számát.

1-azaciklopeta-1,2-diazaciklopeta-1,3-diazaciklopeta-

2,4 dién 2,4 dién 2,4 dién

A nitrocsoport elektronszerkezetét hét poláris (szemipoláris) kötés jelenléte jellemzi:

A zsíros nitrovegyületek olyan folyadékok, amelyek vízben nem oldódnak, de alkoholban és éterben jól oldódnak. Az aromás nitrovegyületek speciális szagú folyadékok vagy szilárd anyagok. A nitrovegyületek nagyon fontos tulajdonsága, hogy redukálva primer aminokká alakulnak.

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

Minden nitrovegyület mérgező. Számos aromás nitrovegyület robbanásveszélyes.

Kémiai tulajdonságok. A nitrovegyületek kémiai viselkedését a molekulában lévő nitrocsoport jelenléte és jellemzői, valamint a szénhidrogéngyök szerkezete és ezek kölcsönös hatása határozza meg.

1. Nitrovegyületek visszanyerése . A nitrovegyületek redukciója során primer aminok keletkeznek. Különösen nagy ipari jelentőségű az aromás nitrovegyületek redukciója:

A redukció körülményeitől (savas, lúgos vagy semleges közegben) és a redukálószer jellegétől függően a reakció során különféle köztes termékek képződnek, amelyek közül sokat széles körben alkalmaznak a technológiában.

2. Lúgok hatása nitrovegyületekre . Ha egy szénhidrogénmolekulába nitrocsoportot viszünk be, az elektronszívó tulajdonságai miatt az α-helyzetben lévő hidrogénatomok mobilitása élesen megnő. A primer és szekunder nitrovegyületek sók képződésével lúgokban oldódnak. Amikor egy sav reagál egy sóval, nitrovegyület képződik acinitro formában:

ami aztán nitro formába megy át:

A nitrovegyületek két formájának kölcsönös átalakulása a dinamikus izoméria (tautomerizmus) tipikus példája.

3. Aromás nitrovegyületek benzolgyűrűjének reakciói , A nitrocsoport elektrofil szubsztitúció esetén előnyösen g-helyzetben, nukleofil szubsztitúció esetén o- és n-helyzetben orientálja a második szubsztituens belépését. Az aromás szénhidrogének nitrovegyületeinek származékaira példa a 2, 4, 6-trinitro-fenol (pikrinsav):

A pikrinsavat és sóit robbanóanyagként és az analitikai kémiában használják.

Alkalmazás. A nitroparaffinokat az iparban oldószerként, dízel üzemanyagok gyulladási hőmérsékletét csökkentő adalékanyagaként használják, robbanóanyagok, műanyagok gyártásában, sugárhajtású technológiában; mint intermedier aminok, aldehidek és ketonok, zsírsavak szintézisében. Az aromás nitrovegyületeket széles körben használják színezékek, műanyagok, illatanyagok és robbanóanyagok előállítására.

egyéni képviselők.

Nitrometán C H3-NO 2. Folyadék, t kip -101,2 °C. Oldószerként, rakéta-üzemanyagként használják. A nitrometán klórozásával triklór-nitrometán (kloropikrin) CCl 3 NO 2 -t nyernek, amelyet a gabonaraktárak és -raktárak rágcsálóinak irtására, valamint különféle szintézisekre használnak.

Nitroetán CH3CH2-NO2. Folyadék, t bála = 113 °С *Foil=PZ °С. Hidroxil-amin előállítására használják:

nitrociklohexán C 6 CH 2 NO 2. Folyadék, t kip =205 °С. Ciklohexán nitrálásával nyertük. A kaprolaktám szintézisében intermedierként használják.

Nitrobenzol C 6 H 6 NO 2 . Sárgás folyadék, keserű mandula illattal, fp = 211 °C. Vízben rosszul oldunk, és sok szerves oldószerben jól fogunk oldódni. Az anilingyártás kezdeti termékét széles körben használják a színes anilin-, illatszer- és gyógyszeriparban.

trinitrotoluol ( tol, trotil)

Szilárd anyag, t pl = 80°C. Széles körben használják robbanóanyagként.