Нитроалканы имеют общую формулу Cn H 2 n +1 NO 2 или R - NO 2 . Они также изомерны алкилнитритам (эфирам азотистой кислоты) с общей формулой R - ONO .
Изомерия нитроалканов связана с изомерией углеродного скелета. Различают первичные RCH 2 NO 2 , вторичные R 2 CHNO 2 и третичные R 3 CNO 2 нитроалканы. Нитроалканы называют по углеводороду с приставкой нитро -. По систематической номенклатуре положение нитрогруппы обозначается цифрой.
Способы получения нитроалканов
1. Нитрование алканов (Коновалов, Хэсс) .
Алканы окисляются концентрированной азотной кислотой или смесью азотной и серной кислот. Нитрование протекает только под действием разбавленной азотной кислоты пр нагревании (М.И. Коновалов, 1888 г.):
R-H + HO-NO2 ® R-NO2 + H2 O
Скорость реакции невелика и выходы низкие. Лучшие результаты получаются с алканами, содержащими третичные углеродные атомы. Реакция сопровождается образованием полинитросоединений и окислительными процессами.
практическое значение получили следующие методы нитрования алканов: 1) в газовой фазе при 350-400 о С с помощью 40-70%- ной HNO 3 (нитрование по Хэссу, 1936 г.); 2) в жидкой фазе при 100-200о С с 50-70%- ной HNO 3 ; 3)в жидкой или газовой фазе тетраоксидом или диоксидом азота. В промышленности получило применение нитрование парами азотной кислоты при 250-500о С - парофазное нитрование . Выбор температуры процесса зависит от дины углеродной цепи и строения углеводорода: изобутан реагирует уже при 150о С, тогда как метан - при 370. Реакция сопровождается крекингом углеводорода, в результате чего образуются мононитроалканы с углеродной цепью различной длины (деструктивное нитрование ).
На реакцию нитрования расходуется около 40% азотной кислоты, остальная ее часть действует как окислитель. Поэтому наряду с нитросоединениями образуются также спирты, кетоны и кислоты. Кроме того, образуются и непредельные углеводороды.
Реакция нитрования - радикальный процесс.
Звеноцепи:
RH + NO2 ® · R
· R+ NO2 ® R NO2
RH + · Cl ® · R
· R+ NO ® R NO
2. Реакция Мейера .
CH3 Br + AgNO2 ® CH3 NO2 + AgBr реакция Мейера
CH3 CH2 Br + NaNO2 ® CH3 CH2 NO2 + NaBr реакция Корнблюма
Реакция протекает по механизму SN 2 . В качестве побочных продуктов образуются эфиры азотистой кислоты (механизм SN 1 ).
3. Окисление аминов .
Ниросоединения также могут быть получены окислением аминов:
Нитросоединениям может быть придана следующая октетная формула:
или
Химические свойства
1. Образование солей .
Первичные и вторичные нитросоединения растворимы в щелочах с образованием солей. Это объясняется тем, что водородные атомы пр углероде, связанном непосредственно с нитрогруппой, под влиянием последней активируются, и в щелочной среде нитросоединения перегруппировываются в аци-нитро-форму (кислотную ):
Таким образом, нитроалканы являются таутомерными веществами, существующими в нитро - и аци-нитро-формах .
Если щелочные растворы нитросоединений обработать минеральной кислотой, то происходит медленный обратный сдвиг равновесия:
Поэтому нитросоединения относят к псевдокислотам . Для псевдокислот характерно, что сами они нейтральны, не обладают электропроводностью, но образуют нейтральные соли щелочных металлов. «Нейтрализация» нитросоединений основаниями (образование нейтральных солей) происходит медленно, а истинных кислот - мгновенно.
2. Образование аминов (восстановление ) - см. Лекцию №32.
3. Реакции с азотистой кислотой .
Активность водородных атомов у углерода, непосредственно связанного с нитрогруппой, проявляется и в ряде других реакций, например, в реакциях с азотистой кислотой. Первичные и вторичные нитросоединения реагируют с азотистой кислотой, а третичные не реагируют:
Щелочные соли нитроловых кислот в растворе имеют красный цвет. Псевдонитролы в растворах и расплавах окрашены в синий или зеленовато-синий цвет.
4. Конденсация с альдегидами .
Первичные и вторичные нитросоединения конденсируются с альдегидами, образуя нитроспирты:
Нитрометан с формальдегидом дает триметилолнитрометан NO
Одними из наиболее популярных услуг на рынке IT-технологий являются создание и продвижение лендингов. Они способны положительно влиять на деятельность любого бизнес-проекта в интернете. Судя по многочисленным отзывам, заказавшие создание лендингов люди ни разу не пожалели о потраченных деньгах. Они вложили в будущее, которое неразрывно связано с интернетом. Всё больше и больше предпринимателей обращаются к услугам разных агентств, веб-студий, чтобы заказать создание лендинга у профессионалов.