- •Ароматические нитросоединения
- •Классификация
- •Способы получения ароматических нитросоединений
- •Реакция нитрования аренов
- •Окисление ариламинов
- •Физические свойства ароматических нитросоединений
- •Строение нитробензола
- •Восстановление нитрогруппы
- •Реакции электрофильного замещения
- •Реакции нуклеофильного замещения
- •Влияние нитрогруппы на реакционную способность
Ароматические нитросоединения
Ароматическими нитросоединениями называют производные аренов, в которых один или несколько атомов водорода замещены на нитрогруппу.
Классификация
Среди нитропроизводных бензольного ряда можно выделить две отличающиеся своими свойствами группы соединений:
содержащие нитрогруппу в бензольном кольце
с нитрогруппой в боковой цепи
Ароматические нитросоединения, содержащие нитрогруппу в бензольном кольце
нитробензол 2-нитротолуол 3-нитротолуол 4-нитротолуол
орто-нитротолуол мета-нитротолуол пара-нитротолуол
1,2-динитробензол 1,3-динитробензол 1,4-динитробензол
орто-динитробензол мета-динитробензол пара-динитробензол
1,3,5-тринитробензол 2,4,6-тринитротолуол
Способы получения ароматических нитросоединений
Реакция нитрования аренов
Ароматические нитросоединения с нитрогруппой в ядре получают нитрованием аренов нитрующей смесью – концентрированных азотной и серной кислот (или олеума).
Реакция протекает по механизму SE2.
В качестве активной электрофильной частицы выступает катион нитрония NO2+
Дальнейшее нитрование происходит с трудом, так как нитрогруппа является ориентантом П рода и дезактивирует реакции электрофильного замещения.
Введение второй нитрогруппы требует повышения температуры (1000С).
Получение 1,3,5-тринитробензола осуществляется при длительном кипячении (1200С – 1400С) с использованием вместо серной кислоты – олеума:
1,3-динитробензол 1,3,5-тринитробензол
Нитрование гомологов бензола осуществляется легко и при обычных условиях удается ввести три нитрогруппы.
Так, например, толуол нитруется в 24 раза быстрее, чем бензол:
2,4,6-тринитротолуол (тротил – известен как взрывчатое вещество)
При нитровании гомологов бензола, содержащих два заместителя, сказываются стерические эффекты.
Если, например, эти заместители находятся в пара-положении, то нитрогруппа встает рядом с меньшим заместителем:
Окисление ариламинов
Окисление аминогруппы до нитрогруппы имеет значение для синтеза нитросоединений, которые прямым нитрованием аренов получить нельзя.
В качестве окислителей применяют пероксисоединения (например, пероксисерную кислоту - H2SO5, трифторпероксиуксусную кислоту -CF3COOОHиH2O2), которые не затрагивают бензольное кольцо.
4-нитроанилин 1,4-динитробензол
пара-нитроанилин пара-динитробензол
2-нитроанилин 1,2-динитробензол
орто-нитроанилин орто-динитробензол
2,4-динитроанилин 1,2,4-тринитробензол
Физические свойства ароматических нитросоединений
Ароматические нитросоединения – бесцветные или светложелтые высококипящие жидкости или твердые вещества с низкими температурами плавления.
Высокие температуры кипения связаны с полярностью нитрогруппы, что обусловливает значительное притяжение между молекулами.
Благодаря высокой полярности нитроарены являются хорошими растворителями.
Эти вещества обладают характерным запахом горького миндаля, плохо растворимы в воде, ядовиты.