Ароматические нитросоединения

Нитросоединения ароматического ряда представлют собой производные ароматических углеводородов, в которых один или несколько водородных атомов бензольного ядра замещены остатками азотной кислоты – нитрогруппами (—NO₂). Практическое значение нитросоедиений очень велико. Они являются промежуточными продуктами при получении различных соединений из углеводородов каменноугольной смолы, особенно ароматических аминов, необходимых для синтеза красящих веществ. Нитросоединения, содержащие несколько нитрогрупп (полинитросоединения), - взрывчатые вещества.

Мононитросоединения – бесцветные или желтоватые высококипящие жидкости. Некоторые –кристаллические вещества. Для всех характерен запах горького миндаля. Полинитросоединения – кристаллические вещества желтого цвета. Все нитросоединения не растворимы в воде.

Нитросоединения ароматического ряда с нитрогруппами в бензольном ядре- нейтральные вещества, не обладающие ни основными, ни кислотными свойствами; поэтому они не растворяются в кислотах и в щелочах.

Нитробензол C₆H₅—NO₂. Почти бесцветная, не растворимая в воде, маслянистая жидкость, с запахом горького миндаля. Т_кип.210,9 ^оС, Т_пл.5,7 ^оС, d²⁰₄=1.2033. Технический продукт окрашен в желтый цвет. Нитробензол, особенно при вдыхании паров, очень ядовит. Производится в огромных количествах нитрованием бензола; применяется главным образом для получения анилина.

2,4,6-тринитротолуол (тротил; ТНТ; тол) СН₃С₆Н₂(NO₂)₃. Желтоватые кристаллы с Т_пл. 80,1 ^оС. Сильное взрывчатое вещество. Получается нитрованием толуола.

Среди превращений нитросоединений наибольшее значение имеет реакция восстановления, при которой нитрогруппы (—NO₂) восстанавливаются в аминогруппы (—NH₂) и нитросоединения переходят в амины.

Впервые такую реакцию осуществил в 1842 г. Н.Н. Зинин, получивший путем восстановления нитробензола аминобензол (анилин). Поэтому реакцию восстановления ароматических нитросоединений в ароматические амины называют реакцией Зинина.

В качестве восстановителей применяют различные вещества; обычно на нитросоединения действуют водородом в момент выделения или используя газообразный водород и платиновй или никелевый катализаторы. Восстановление нитробензола в анилин можно представить уравнением:

^+Н₂

—NO₂ ¾® —NH₂ + 2H₂O

^{Pt; Ni}

нитробензол анилин

Следует отметить, что это уравнение лишь суммарно выражает начальную и конечную стадии процесса.

Простейший ароматический амин, являющийся производным бензола, называется анилином. Для ароматических аминов наиболее употребительны тривиальные названия.

Анилин С₆Н₅—NH₂. Бесцветная маслянистая жидкость с характерным запахом. Т_кип. 184,4 ^оС, Т_пл. —6,1 ^оС, d²⁰₄=1,0217. На воздухе легко окисляется и поэтому быстро желтеет, затем приобретает бурую окраску. Довольно трудно растворяется в воде. Пары анилина вредны для организма.

 

Влияние нитрогруппы на подвижность галогена в бензольном ядре.

Как уже было указано, атомы галогена в бензольном ядре замещаются другими атомами или группами с большим трудом. Интересно отметить, что под влиянием нитрогруппы, если она расположена в орто- или пара- положениях по отношению к галогену, подвижность последнего резко возрастает; особенно это проявляется при наличии двух или трех нитрогрупп.

NO_{2 t} NO₂

O₂N— —Cl + HOH ® O₂N— —OH + HCl

NO₂ NO₂

2.4.6-тринитрохлорбензол 2,4,6- тринитрофенол

(пикриновая кислота)

ЛИТЕРАТУРА

1. Артеменко А.И. Органическая химия. М., Высшая школа, 2000. 536 с.

2. Ким А.М. Органическая химия. Новосибирск, Сибирское университетское издательство, 2002. 972 с.