【名詞解釋】硝基化合物

【名詞解釋】硝基化合物硝基化合物可看作是烴分子中的一個或多個氫原子被硝基（—NO2）取代后生成的衍生物，按羥基的不同可以分為脂肪族硝基化合物（R—NO2）和芳香族硝基化合物（Ar—NO2）。硝基化合物有毒，其蒸氣能透過皮膚被機(jī)體吸收使人中毒。多硝基化合物有爆炸性。硝基化合物可用作醫(yī)藥、染料、香料、炸藥等工業(yè)的化工原料及有機(jī)合成試劑。多硝基化合物性質(zhì)不穩(wěn)定，有強(qiáng)氧化力，可用作炸藥。例如三硝基甲苯（TNT）和苦味酸等。液體的硝基化合物具有一定的化學(xué)穩(wěn)定性，因此常被用作一些有機(jī)反應(yīng)的溶劑。結(jié)構(gòu)式：R—NO2式中R為脂烴基或芳烴基，分別稱為脂肪族硝基化合物或芳香族硝基化合物。根據(jù)硝基的數(shù)目，硝基化合物可分為一元、二元和多元硝基化合物。性質(zhì)物理性質(zhì)脂肪族硝基化合物為無色或略帶黃色的液體，沸點(diǎn)較高。芳香族硝基化合物大多為黃色是結(jié)晶固體，一硝基化合物為高沸點(diǎn)的液體除外。由于硝基是很強(qiáng)的吸電子基，硝基化合物的偶極矩大、極性大、分子間吸引力大，其沸點(diǎn)比相應(yīng)的鹵代烴高。[1]化學(xué)性質(zhì)硝基化合物可以發(fā)生還原反應(yīng)，可依次生成亞硝基化合物、N-烴基取代羥胺和胺。在堿性溶液中N-羥基取代羥胺和芳胺能分別與亞硝基化合物縮合，生成氧化偶氮化合物和偶氮化合物，偶氮化合物又可以還原為1，2-二烴基肼。硝基化合物用還原劑還原時可得到伯胺。工業(yè)上采用烷烴高溫硝化制取，產(chǎn)物為各種硝基化合物的混合物，可用作溶劑。芳香族硝基化合物因還原劑與介質(zhì)不同，還原時得不同產(chǎn)物，將它們繼續(xù)還原時最終產(chǎn)物為芳香伯胺。脂肪族硝基化合物的性質(zhì)：1、a—H的酸性由于硝基是強(qiáng)吸電子基，脂肪族硝基化合物a—H具有一定的酸性，可溶于堿，與氫氧化鈉作用生成鹽。[1]硝基化合物的酸式—硝基式之間的互變與羰基化合物的酮式—烯醇式互變異構(gòu)現(xiàn)象相似，兩者主要區(qū)別是酸式存在的時間較烯醇式要長。[1]3、與羰基化合物的反應(yīng)具有a—H的伯、仲硝基化合物在堿催化下能與某些羰基化合物發(fā)生縮合反應(yīng)。[1]4、和亞硝酸的反應(yīng)伯硝基烷與亞硝酸作用，得到藍(lán)色的亞硝基化合物，在堿作用下轉(zhuǎn)變成紅色的硝肟酸鹽溶液；仲硝基烷與亞硝酸作用得無色的亞硝基化合物，其堿性溶液呈藍(lán)色。[1]因為叔硝基烷R3CNO2沒有a—H，不與亞硝酸反應(yīng)。利用此反應(yīng)可以區(qū)別三種硝基烷。[1]5、芳香族硝基化合物的化學(xué)性質(zhì)芳香族硝基化合物由于沒有a—H，它的性質(zhì)與脂肪族硝基化合物的性質(zhì)有許多不同的地方。芳香族硝基化合物最重要的性質(zhì)是還原反應(yīng)。[1]（1）還原反應(yīng)硝基化合物易被還原，選用不同的還原劑，在不同的條件下，可將硝基苯還原成不同的產(chǎn)物。[1]（2）芳環(huán)上的親核取代反應(yīng)芳羥的特征反應(yīng)是親核取代反應(yīng)，當(dāng)芳環(huán)上的氫被硝基取代后，由于硝基是強(qiáng)吸電子基，使苯環(huán)上的電子云密度降低，不利于親電試劑的進(jìn)攻；同時硝基對苯環(huán)上的其他取代基也產(chǎn)生極大的影響，鄰位或?qū)ξ槐槐幌趸〈枷沱u代物，容易發(fā)生親核取代反應(yīng)。[1]有機(jī)反應(yīng)硝基化合物參加多種有機(jī)反應(yīng)。鹽酸可以在鐵作為催化劑的幫助下將脂肪族硝基化合物還原為胺類。脂肪族硝基化合物水解后形成醛或酮。氫可以在鉑作為催化劑的條件下把芳香硝基化合物還原為苯胺。制備芳香硝基化合物一般由硝酸和硫酸與相應(yīng)的有機(jī)物分子反應(yīng)而成。常用的硝基化合物有三硝基苯酚（苦味酸）、三硝基甲苯（TNT）和三硝基間苯二酚（收斂酸）等。在有機(jī)化工中有不同的制造硝基化合物的方法。脂肪族硝基化合物Nitroaldol反應(yīng)：硝基甲烷和醛反應(yīng)制備；Michael反應(yīng)：硝基甲烷加入未飽和的羰基化合物反應(yīng)制備；Michael反應(yīng)：亞硝基乙烯加入烯醇反應(yīng)制備；親核脂肪族取代：亞硝酸鈉（NaNO2）取代鹵代烷制備。芳香硝基化合物親電子取代：亞硝酸與芳香化合物反應(yīng)制備。用途硝基化合物可用作醫(yī)藥、染料、香料、炸藥等工業(yè)的化工原料及有機(jī)合成試劑。多硝基化合物性質(zhì)不穩(wěn)定，有強(qiáng)氧化力，可用作炸藥。例如三硝基甲苯（TNT）和苦味酸等。芳香族硝基化合物是制備芳香胺、重氮鹽等的原料。多硝基化合物具有爆炸性，如2、4、6-三甲基甲苯和三甲基苯酚都是爆炸力極強(qiáng)的化合物，可以用作炸藥；另有一些多硝基化合物具有極強(qiáng)的香味，可以制備人造麝香。硝基化合物是包含一個或多個硝基官能團(tuán)（-NO2）的有機(jī)化合物。硝基是全球最常用的爆炸基團(tuán)（使化合物爆炸的官能團(tuán)）之一。硝基也很強(qiáng)地吸電子。由于此特性，CH與α（相鄰）的硝基鍵可能是酸性的。出于類似的原因，芳族化合物中硝基的存在會延遲親電芳族取代，但會促進(jìn)親核芳族取代。硝基在自然界中很少見，幾乎總是由硝酸開始的xxx反應(yīng)產(chǎn)生的。脂肪族硝基化合物的制備脂肪族硝基化合物可以通過多種方法合成；著名的例子包括：自由基xxx的烷烴。該反應(yīng)從母體烷烴中產(chǎn)生碎片，從而形成多種產(chǎn)物混合物。例如，硝基甲烷、硝基乙烷、1-硝基丙烷和2-硝基丙烷是通過在氣相（例如350–450°C和8–12atm）中用硝酸處理丙烷而生產(chǎn)的。鹵化碳或有機(jī)硫酸鹽與銀或堿式亞硝酸鹽之間的親核取代反應(yīng)。在實(shí)驗室中，用亞硝酸鈉處理氯乙酸鈉可產(chǎn)生硝基甲烷。氧化的肟或伯胺。還原β-硝基醇或硝基烯烴。由腈和硝酸乙酯形成的α-硝基羧酸脫羧。硝基化合物的產(chǎn)生自然界氯霉素是天然存在的硝基化合物的罕見實(shí)例。通過氨基的氧化產(chǎn)生至少一些天然存在的硝基。-2-硝基苯酚為聚合信息素的蜱。硝基化合物的例子在自然界中是罕見的。在真菌和植物中發(fā)現(xiàn)的3-硝基丙酸（Indigofera）