硝基化合物
硝基化合物可看作是烃分子中的一个或多个氢原子被硝基(—NO2)取代后生成的衍生物,按烃基的不同可以分为脂肪族硝基化合物(R—NO2)和芳香族硝基化合物(Ar—NO2);与脂肪族硝基化合物相比,芳香族硝基化合物应用比较广泛。
定义
液体的硝基化合物是很好的 有机溶剂,且具有一定的化学稳定性,因此常被用作一些有机反应的溶剂;但硝基化合物有毒,其蒸气能透过皮肤被机体吸收使人中毒,故生产上应尽可能不用它作溶剂。
硝基化合物是含有一或多个硝基(NO )的 有机化合物为一类 通式为RNO2的 化合物(式中R为脂烃基或 芳烃基)。
结构式:—NO
分类
根据 硝基的数目又分为一元、二元和多元硝基化合物。根据式中R为脂烃基或 芳烃基,分别称为脂肪族硝基化合物或芳香族硝基化合物。
命名和结构
键长测定结果表明,硝基化合物中两个氧原子和氮原子之间的距离相等(处于N—O和N=O键之间)。从价键理论的观点来看,氮原子采取 sp2杂化,在p轨道上为参与的一对弧电子与两个氧原子的p轨道重叠形成共轭体系。
在硝基化合物中碳原子和氮原子相连接,常用R—NO2或Ar—NO2表示,在亚硝酸酯中碳原子和氧原子相连接。
亚硝酸酯和硝基化合物互为同分异构体两者的化学性质不同。例如,硝基化合物通常不易水解(某些仍可以水解,如硝基甲烷 、六硝基苯 ),而亚硝酸酯能被水解成醇(或酚)和 亚硝酸;硝基化合物可被还原成胺,亚硝酸酯则被还原成醇。
性质
物理性质
硝基化合物有毒。多硝基化合物有爆炸性。脂肪族硝基化合物为无色或略带黄色的液体,脂肪族硝基化合物是近于无色的高沸点液体。芳香族硝基化合物一般是 结晶固体,大多数是黄色。
由于硝基是很强的吸电子基,硝基化合物的 偶极矩大、 极性大、分子间吸引力大,其沸点比相应的 卤代烃高。芳香族硝基化合物中,除一硝基化合物为高沸点的液体外,一般为无色或黄色的固体。
化学性质
硝基化合物可以依次还原为亚硝基化合物、N-烃基取代羟胺和胺。在碱性溶液中N- 羟基取代羟胺和芳胺能分别与亚硝基 化合物 缩合,生成氧化 偶氮化合物和偶氮化合物,偶氮化合物又可以还原为1,2-二烃基肼,硝基化合物用 还原剂还原时得 伯胺。工业上将 烷烃 高温 硝化制取,但产物为各种硝基化合物的混合物。用作 溶剂。
芳香族硝基化合物因还原剂与 介质不同,还原时得不同产物,将它们继续还原时最终产物为芳香伯胺。一般由芳烃直接硝化制取。
芳香硝基化合物一般由 硝酸和 硫酸与相应的 有机物分子反应而成。一些著名的硝基化合物有 三硝基苯酚( 苦味酸)、 三硝基甲苯( TNT)和三硝基间苯二酚( 收敛酸)等。
硝基化合物用作 医药、 染料、 香料、 炸药等工业的 化工原料及有机合成试剂。多硝基化合物性质不稳定,有强氧化力。有些可用作 火炸药。例如三硝基甲苯(TNT)和苦味酸等。通常由烃类经 硝化作用而制得。