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.):
Возможно вы искали - Контрольная работа: Алифатические предельные углеводороды и их строение
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.
Похожий материал - Лабораторная работа: Алкалоиды маклейи
Звеноцепи:
RH + NO2 ® · R
· R+ NO2 ® R NO2
RH + · Cl ® · R
· R+ NO ® R NO
Очень интересно - Курсовая работа: Алкилирование фенола олефинами
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 .
Вам будет интересно - Реферат: Алхимия как культурный феномен арабского и европейского средневековья
Ниросоединения также могут быть получены окислением аминов:
Нитросоединениям может быть придана следующая октетная формула:
или
Похожий материал - Реферат: Альдегиды и кетоны
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 ):
