Nitrovegyületek

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
A nitrocsoport szerkezete

A nitrovegyületek olyan szerves vegyületek, amelyek egy vagy több nitrocsoportot (–NO2) tartalmaznak. A nitrovegyületek gyakran robbanásra hajlamosak, különösen a több nitrocsoportot tartalmazó származékok és a szennyezett anyagok. A nitrovegyületek világszerte a robbanószerek egyik legelterjedtebb csoportját alkotják.

Az aromás nitrovegyületek szintézisét – a megfelelő szerves molekulából kiindulva – jellemzően salétromsav és kénsav keverékének (nitrálósav) felhasználásával végzik. A nitrovegyületek közé tartozik például a trinitrofenol (pikrinsav), a trinitrotoluol (TNT) és a trinitrorezorcin (sztifninsav).

Természetes előfordulás[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A klóramfenikol a természetben ritkán előforduló nitrovegyületek egyik példája. A 2-nitrofenol a kullancsok aggregációs feromonja. Csak két természetes alifás nitrovegyület ismert, ezek a gombákban és növényekben (pl. indigofera) megtalálható 3-nitropropionsav, valamint a nitropentadekán, mely a termeszekben fordul elő. Számos flavin-dependens enzim képes arra, hogy az alifás nitrovegyületekből oxidáció révén kevésbé toxikus aldehideket és ketonokat hozzon létre. A nitroalkán oxidáz és 3-nitropropionát oxidáz kizárólag alifás nitrovegyületeket oxidál, más enzimeknek azonban, például a glükóz oxidáznak, más fiziológiás szubsztrátumai vannak.[1]

Előállításuk[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Nitrovegyületek előállítására számos szerves kémiai szintézis ismert.

Alifás nitrovegyületek[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  • Nitrometánt, nitroetánt és nitropropánt iparilag propán salétromsavval végzett gázfázisú reakciójával állítanak elő.
  • Laboratóriumban leggyakrabban alkil-jodidok és nátrium-nitrit reakciójával állítják elő. A reakció során melléktermékként alkil-nitrit is képződhet, ennek mennyisége a reakciókörülményektől függ.[2]
\mathrm{R\!-\!I + NaNO_2 \rightarrow R\!-\!NO_2 + NaI}

Nitrometán laboratóriumban nátrium-klóracetát és nátrium-nitrit reakciójával állítható elő, melléktermékként nátrium-hidrogénkarbonát és nátrium-klorid keletkezik:

\mathrm{ClCH_2\!-\!COONa + NaNO_2 \ \xrightarrow[\ -NaCl\ ] \ O_2NCH_2\!-\!COONa \ \xrightarrow[-CO_2]{\Delta} \ \left [ O_2N\!-\!CH_2 \right ]^{\circleddash} Na^{\oplus} \ \xrightarrow[\ -NaOH\ ]{H_2O} \ CH_3NO_2}[2]

Aromás nitrovegyületek[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Reakcióik[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A nitrovegyületek több szerves reakcióban részt vesznek.

Alifás nitrovegyületek[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  • Alifás nitrovegyületek vassal és sósavval végzett reakcióval aminokká redukálhatók (Béchamp-redukció)
  • A nitronsavak az alifás nitrovegyületek tautomerje.
  • Nitrovegyületek sóinak hidrolízise aldehideket vagy ketonokat eredményez (Nef-reakció)
  • A nitrometán 1,2-addícióval aldehidekre addícionálódik (nitroaldol-reakció)
  • A nitrometán, mint Michael-donor, alfa-béta telítetlen karbonilvegyületekkel 1,4-addíciós reakcióba lép (Michael-reakció)
  • A nitroetilén az enolátokkal végbemenő Michael-reakciókban Michael-akceptorként vesz részt
  • A nátrium-nitrit (NaNO2) nukleofil alifás szubsztitúciós reakciókban helyettesíti az alkil-halogenideket. Az Edmund ter Meerről (1876) elnevezett ter Meer reakcióban[4] a reaktáns egy 1,1-halogén-nitroalkán:
ter Meer-reakció
Egy tanulmányban az alábbi reakciómechanizmust javasoltak: az első lassú lépésében az 1 nitroalkán egy proton ad le a 2 karbanion képződése közben, melyből protonálódással a 3 nitronát keletkezik, végül a klór nukleofil kicserélődése megy végbe, melynek kísérletileg megfigyelt hidrogén kinetikai izotópeffektusa 3,3.[5]. Ha ugyanezt a reaktánst kálium-hidroxiddal regáltatjuk, a reakció terméke az 1,2-dinitro dimer lesz.[6]

Aromás nitrovegyületek[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  • Aromás nitrovegyületek platina katalizátor felett végzett hidrogénes redukciója során anilinek keletkeznek. Ennek a rekaciónak egy variációja, amikor dimetilaminoarén keletkezik palladium-csontszén katalizátor és formaldehid felhasználásával:[7]
Nitrovegyület hidrogénezése
  • A Leimgruber–Batcho-, Bartoli- és Baeyer–Emmerling-féle indol szintézis aromás nitrovegyületekből indul ki.
  • orto-nitrobenzaldehid és aceton erősen bázisos körülmények között végzett kondenzációs reakciójával indigó szintetizálható (Baeyer–Drewson indigó szintézis)[8]

Jegyzetek[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  1. Nagpal, Akanksha, Michael P. Valley, Paul F. Fitzpatrick, Allen M. Orville (2006. január 5.). „Crystal Structures of Nitroalkane Oxidase: Insights into the Reaction Mechanism from a Covalent Complex of the Flavoenzyme Trapped during Turnover”. Biochemistry.  
  2. ^ a b Antus Sándor. Szerves kémia II.. Budapest: Nemzeti Tankönyvkiadó. ISBN 963-19-5716-0 (2005) 
  3. Antus Sándor. Szerves kémia II.. Budapest: Nemzeti Tankönyvkiadó. ISBN 963-19-5716-0 (2005) 
  4. Edmund ter Meer (1876.). „Ueber Dinitroverbindungen der Fettreihe”. Justus Liebigs Annalen der Chemie 181 (1), 1–22. o. DOI:10.1002/jlac.18761810102.  
  5. aci-Nitroalkanes. I. The Mechanism of the ter Meer Reaction M. Frederick Hawthorne J. Am. Chem. Soc.; 1956; 78(19) pp 4980 - 4984; doi:10.1021/ja01600a048
  6. 3-Hexene, 3,4-dinitro- D. E. Bisgrove, J. F. Brown, Jr., and L. B. Clapp. Organic Syntheses, Coll. Vol. 4, p.372 (1963); Vol. 37, p.23 (1957). (Article)
  7. Organic Syntheses, Coll. Vol. 5, p.552 (1973); Vol. 47, p.69 (1967). http://orgsynth.org/orgsyn/pdfs/CV5P0552.pdf
  8. http://en.wikipedia.org/wiki/Baeyer-Drewson_indigo_synthesis;Baeyer Drewson Indigo Synthesis

Fordítás[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Ez a szócikk részben vagy egészben a Nitro compound című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel.

Kapcsolódó szócikkek[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Commons
A Wikimédia Commons tartalmaz Nitrovegyületek témájú médiaállományokat.