Nitrozlúčeniny

Vypracovala: Mgr. Zuzana Szocsová

Nitrozlúčeniny patria do skupiny dusíkatých derivátov uhľovodíkov. V molekule nitrozlúčeniny sa nachádza jednoväzbová skupinu NO₂, ktorá je naviazaná na atóm uhlíka.

Nitroskupina NO₂

Zdroj: http://www.3dchem.com/inorganics/no2_-.jpg

Vlastnosti nitrozlúčenín

prevažne sú to kvapalné látky – nitrometán, nitrobenzén alebo látky s pevným skupenstvom napríklad TNT – trinitrotoluén

nitrozlúčeniny sa nerozpúšťajú vo vode

časť z nitrozlúčenín je jedovatá

majú typickú arómu

Charakteristika väzby

Väzby medzi dusíkom N a kyslíkom O sú rovnocenné, majú rovnakú dĺžku. Prítomnosť nitroskupiny dáva nitrozlúčeninám polárny charakter.

Indukčný efekt, I (pre σ - väzby)

účinok polárnej väzby na polarizáciu vo vedľajších väzbách

smer polarizácie je rovnaký ako polarita pôvodnej väzby

znižovanie účinku so zväčšovaním vzdialenosti

NO₂ skupina má záporný indukčný efekt –I. To znamená , že nitroskupina priťahuje elektróny z uhlíkových atómov v reťazci.

(Indukčný efekt I – posun elektrónov na σ - väzbách v molekule, vyvolaný prítomnosťou polárnej kovalentnej väzby. Záporný – I efekt spôsobuje atóm, ktorý je elektronegatívnejší ako atóm uhlíka, teda silnejšie priťahuje k sebe väzbové elektróny, v opačnom prípade ide o kladný indukčný efekt + I.)

Mezomérny efekt

Mezomérny efekt M – posun elektrónov po π - väzbách v konjugovaných systémoch alebo v aromatických zlúčeninách.

Ak atóm alebo skupina atómov v organickej zlúčenine spôsobuje zvyšovanie elektrónovej hustoty medzi uhlíkmi a násobnou väzbou, hovoríme o kladnom + M efekte. V opačnom prípade, pri znižovaní elektrónovej hustoty medzi uhlíkmi aromatického systému, ide o záporný – M efekt.

NO₂ skupina vyvoláva –M efekt na aromatickom jadre.

Reakcie

Redukcia nitroskupiny – Redukcia aromatických nitrozlúčenín má omnoho väčší význam ako redukcia nitroalkánov. Uskutočňuje sa rôznymi spôsobmi a pri rôznych redukčných podmienkach:

1. Redukcia v kyslom prostredí: uskutočňuje sa kovmi Fe, Zn, Sn – dochádza k vzniku amínov. Prebieha veľmi rýchlo, preto zachytávame len konečný produkt.

Nitroskupina sa redukuje až na aminoskupinu, za pôsobenia kovu a kyseliny, poprípade za pôsobenia vodíka s katalyzátorom.

Schéma:

ph < 7

2. Redukcia v neutrálnom prostredí (NH₄Cl) - redukciou vzniká fenylhydroxylamín.

Schéma:

3. Redukcia v alkalickom prostredí (KOH) – môžeme zachytiť jednotlivé medziprodukty chemickej reakcie (schéma):

Elektrofilné substitúcie S_E

Nitrácia

Najrýchlejšie prebiehajú v polohe para, pretože v tejto polohe sa najmenej uplatňuje –M efekt. V nitračnej zmesi HNO₃ + H₂SO₄ je elektrofilným činidlom nitróniový katión NO₂⁺