Свойства нитроалканов

По просьбе нашего читателя постараемся описанную тему от 12:30 | 05.01.2016 раскрыть ещё глубже, сегодня рассмотрим Свойства нитроалканов. Не будем разливать воду, а преступим рассмотрению этого вопроса.

Основное положение

Нитроалканы - бесцветные жидкости, которые имеют приятный запах и перегоняются без разложения, мало растворимы в воде, токсичны, не вызывают коррозии металлов, их водные растворы имеют нейтральную реакцию, температуры кипения у них выше, чем у спиртов или карбонильных соединений. Высокомолекулярные нитроалканы - высококипящие жидкости или твердые низкоплавкие вещества, бесцветные или светло-желтого цвета, тяжелее воды и в ней не растворяются, имеют запах горького миндаля. Нитроалканы, содержащие подвижные атомы водорода у атома углерода, является таутомерными соединениями (нитро-ацинитротаутометрия):

Рисунок 3.

В щелочной среде они образуют соли нитроновое кислот:

Рисунок 4.

Из солей первичных нитроалканов в водных растворах на холоде при действии минеральных кислот могут образовываться альдегиды, а из солей вторичных нитроалканов - кетоны. Натриевые соли нитроновох кислот, в отличие от самих нитроалканов, легко взаимодействуют с галогенами ($Cl_2$, $Br_2$, $I_2$), образуя галогенопроизводные с атомом галогена и нитрогруппой у одного атома углерода.

Рисунок 5.

Из солей вторичных нитроалканов образуются моногалогенопроизводные, из натриевых солей первичных нитроалканов (с избытком галогена) - дигалогенопроизводные. Реакция используется как качественная. Характерная реакционная способность нитроалканов обусловлена как склонностью нитрогруппы к различным преобразованиям, так и ее влиянием на другие реакционные центры в молекуле. Нитрогруппу в нитроалканах можно восстановить до нитрозо-, гидроксиламинокислоты или аминогруппы; нитрогруппа может отщеплятся в виде нитрит-иона. Первичные нитроалканы в слабощелочной среде вступают в реакцию конденсации с альдегидами и кетонами, образуя нитроалканолы. Реакция происходит по типу альдольной конденсации и завершается образованием ненасыщенных нитросоединений:

Рисунок 6.

В аналитической практике используется разное отношение первичных, вторичных и третичных нитроалканов к азотистой кислоте:

1. Первичные нитроалканы образуют бесцветные нитроловые кислоты, при растворении которых в щелочах образуются окрашенные в ярко-красный цвет соли.

   
   
   Рисунок 7. Нитроловые кислоты. Автор24 - интернет-биржа студенческих работ

2. Вторичные нитроалканы образуют псевдонитролы - нейтральные соединения, окрашенные в синий цвет:

   
   
   Рисунок 8. Псевдонитролы. Автор24 - интерне-биржа студенческих работ

3. Третичные нитроалканы с $HNO_2$ не взаимодействуют. Первичные и вторичные нитроалканы при нагревании с 85% $H_2SO_4$ подвергаются гидролизу с образованием карбоновых кислот и солей гидроксиламина (промышленный способ получения гидроксиламина и некоторых карбоновых кислот):

   $R-CH_2-NO_2 + H_2SO_4 + H_2O \to RCOOH + [NH_3OH]^+ {HSO_4}^-$

   Нитроалканы легко восстанавливаются водородом в момент выделения или при воздействии $LiAlH_4$ и $NaBH_4$ в кислой среде с образованием аминов:

   
   
   Рисунок 9.

   Восстановление нитроалканов может происходить в кислой и щелочной среде или электрохимическим путем. В качестве катализаторов используют железные опилки, $Sn$ и $Zn$, при каталитическом гидрировании - при наличии $Ni$-Ренея, $Pd / C$ или $Pd / PbCO3$. В нитроалканах акцепторное влияние $NO_2$-группы резко повышает реакционную способность по отношению к нуклеофильным реагентам и усложняет реакции с электрофилами.

Заключение

Конечно можно много говорить по теме Свойства нитроалканов, но основную суть мы изложили по этому вопросу. Если вам нужно дополнительная консультация, пожалуйста пишите ваши сообщения нам на почту. Все поступившие вопросы рассматриваются и не остаются без ответа.