2-тема. Азотсодержащие органические соединения. Нитросоединения. 2-тема. Азотсодержащие органические соединения. Нитросоединения. - План:
- Классификация, строение, изомерия, номенклатура.
- Физические свойства.
- Источники, методы получения в лаборатории и промышленности. Метод Коновалова, прямое нитрование, нитрующие реагенты.
- Химические свойства: восстановление нитросоединений, действие кислот, реакции электрофильного замещения.
- Материалы на основе важных нитросоединений.
Классификация - Алифатические
- нитросоединение
- Ароматические
- нитросоединение
Классификация - По расположению нитро-группы в углеродной цепи нитроалканы и нитроарены с нитрогруппой в боковой цепи подразделяют на первичные, вторичные и третичные:
Номенклатура - По заместительной номенклатуре названия нитроалканов и нитросоединений с нитрогруппой в бензольном кольце образуют добавлением префикса нитро- к названию родоначального углеводорода с указанием положения нитрогруппы в углеродной цепи:
Номенклатура - Нитросоединения с нитрогруппой в боковой цепи рассматривают как производные нитроалканов, содержащие в качестве заместителя ароматический радикал:
ИЗОМЕРИЯ ИЗОМЕРИЯ Способы получение Способы получение - 2. Взаимодействие галогеналканов с солями азотистой кислоты (АgNО2, NаNО2, КNО2). Получают первичные и вторичные нитроалканы, реакция идёт в среде апротонном растворителе: диметилформамид HCON(CH3)2 или диметилсульфоксид (СН3)2SO:
- 3. Окисление трет-алкиламинов (в присутствии органических пероксикислот). Получают только третичные нитросоединения:
Получение нитроаренов - 4. Нитрование аренов (конц. азотной и серной кислотой).
- В промышленности нитробензол получают действием нитрующей смеси (68% и 32%) на бензол при 60 °С.
Динитро- и тринитробензолы - Введение второй нитрогруппы требует повышения температуры (1000С).
- Получение 1,3,5-тринитробензола осуществляется при длительном кипячении (1200С–1400С) с использованием вместо серной кислоты – олеума:
Нитрование алкиларенов - Толуол с мягкими нитрующими агентами (HNO3+CH3COOH, CH3COONO2, HNO3) при пониженной температуре образует смесь о- и п-нитротолуол.
- Реакция с нитрующим смесью (HNO3+H2SO4) образует 2,4,6-тринитротолуола.
- Нитроалканы представляют собой бесцветные жидкости с высокими для их молекулярных масс температурами кипения. Температура кипения нитрометана 101,2 оС; нитроэтана 114 оС. Они обладают приятным запахом, перегоняются без разложения, мало растворимы в воде, ядовиты.
- Нитроалкены и нитроарены – жидкие или твердые вещества желтого цвета. Они тяжелее воды и не растворимы в ней. Эти нитросоединения имеют острый запах и высокотоксичны, особенно нитробензол.
Химические свойства - 1. Разложение. Нитросоединение термодинамический неустойчивые вещества, при нагревании разложается:
- СН3NO2→ 1/2 N2 + CO2 + 3/2 H2
- 2. Реакция с азотистой кислотой. Взаимодействие нитроалканов с азотистой кислотой происходит с участием подвижных атомов водорода при α-углеродном атоме.
Химические свойства - 3. Вторичные нитроалканы реагируют с азотистой кислотой с образованием псевдонитролов:
- Третичные нитросоединения с азотистой кислотой не реагируют.
Химические свойства - 4. Реакция с альдегидами и кетонами. Первичные и вторичные нитроалканы в слабощелочной среде вступают в реакцию конденсации с альдегидами и кетонами, образуя нитроалканолы. Эта реакция протекает по типу альдольной конденсации.
Химические свойства - 5. Восстановление нитросоединений. Нитроалканы восстанавливают до алкиламинов оловом или железом в кислой среде, водородом в условиях гетерогенного катализа.
- Реакция восстановления нитроаренов протекает гладко при действии олова или железа в соляной кислоте, а также водорода Н2 (Ni), гидросульфидов металлов, цинка в щелочной среде.
-
Химические свойства - В нейтральной и кислой среде в качестве промежуточных соединений образуются ароматические нитрозосоединения и арилгидроксиламины:
- При щелочной среде:
Химические свойства - Реакции нитрования, галогенирования, сульфирования идет с образованием соответствующих мета-замещенных продуктов:
Материалы - Ряд синтетических лекарственных препаратов содержат в своей структуре нитрогруппу:
Do'stlaringiz bilan baham: |
