REFERAT

UVT.FACULTATEA DE CHIMIE. SECTIA- CHIMIA MEDIULUI. ANUL II

REFERAT

NITRODERIVATI

BIRTOC MARIA

12/23/2012

COORONATOR - LECTOR DR. MODRA.D

CUPRINS

DEFINITITIE..pg 2CLASIFICARE..pg 2NOMENCLATURA..pg 2STRUCTURA.pg 3PROPRIETATI..pg 3

METODE DE OBTINERE...pg 9UTILIZARI.....pg 11 BIBLIOGRAFIE.....pg 11

NITRODERIVAI

Definiie: Nitro-derivaii sunt compui organici ce conin n molecul gruparea nitro (- NO2) legati de un atom de carbon.

Clasificare

Dupa natura atomului de carbon de care este legat gruparea nitro, nitro-derivaii se clasific n:

primariR-CH2-NO2 (gruparea NO2 este legat de un atom de carbon primar)

secundari(gruparea NO2 este legat de un atom de carbon secundar)

teriari

(gruparea NO2 este legat de un atom de carbon teriar)

NomenclaturPentru a denumi nitro-derivaii folosim prefixul nitro adugat numelui hidrocarburii.

CH4 CH3-NO2

metan

nitrometan

C6H6 C6H5-NO2

benzen

nitrobenzen

Structura

Grupa nitro prezint o structur de rezonan, n care cei doi atomi de oxigen se afl la distane egale fa de atomul de azot (1,22 ), iar unghiul dintre orbitali este de 127o-130o. Cei doi atomi de oxigen, mpreun cu atomul de azot i atomul de carbon de care este legat grupa NO2 se afl n acelai plan. De fapt, are loc o delocalizare a electronilor ntre cei trei atomi, care face ca legturile s fie egale i echivalente ntre ele.

Tabel nr. 1 Momentul electric al unor nitroderivaiSubstanaMoment electric, (D)

nitrobenzen4,03

nitrometan3,13

p-dinitrobenzen0

o-dinitrobenzen6,0

m-dinitrobenzen3,77

Proprieti fizice

Nitroalcanii sunt substane lichide, incolore cu puncte de fierbere ridicate (nitrometan p.f.= 101oC, nitrooctan p.f.= 114oC).

Nitroderivaii aromatici sunt substane lichide sau solide de culoare glbuie, cu puncte de fierbere ridicate (nitrobenzenul p.f.= 210oC, lichid; p-nitrotoluenul p.t.= 52oC, solid); au miros de migdale amare. Polinitroderivaii aromatici sunt solizi.

Nitroderivaii sunt insolubili n ap, dar solubili n alcool, eter, benzen.Proprieti spectrale

Spectrul IR: nitroderivaii prezint absorbii intense datorate vibraiilor de alungire simetrice (1320 cm-1) i antisimetrice (1515-1570 cm-1) ale legturii N-O.

Spectrul RMN: n cazul nitroderivaiilor apare o dezecranare a protonului nvecinat grupei NO2; la CH3-NO2 acest semnal apare la = 4,3 ppm.Proprieti chimice

I. NitroalcaniiAciditatea Tabel nr. 2 Valorile pKa pentru unii nitroderivaiNitroderivatpKa

CH3-NO210,2

CH2-CH2-NO28,5

7,8

Baza conjugat a nitroalcanilor (care sunt acizi) se stabilizeaz prin rezonan (ca n cazul cetonelor):

Aceti anioni derivai de la nitroalcani au caracter nucleofil, deci vor participa la reacii tipic nucleofile.

Nitroalcanii reacioneaz cu aldehidele i cetonele (reacii de condensare):

Exemplu: reacia Henry:

Tautomeria nitro aci-nitroNitroderivaii primari i secundari pot exista n dou forme tautomere izolabile: forma nitro (normal) i forma aci-nitro (acid nitronic):

Acest echilibru tautomer este deplasat spre forma normal (spre nitroderivat).Aci-nitro-derivaii sunt acizi relativ tari, se dizolv repede n NaOH, iar la tratare cu Na2CO3 se degaj CO2. La tratarea formei aci cu FeCl3se obine o coloraie roie intens, asemntoare cu culoarea pe care o dau enolii i fenolii n reacia de identificare.

O alt reacie important pe care o dau nitroalcanii este reducerea. Grupa NO2 se reduce la grupa aminic, -NH2, n prezen de Fe (Zn) i HCl:

II. Nitroarene

La fel ca i n cazul nitroalcanilor, una din proprietile principale este aciditatea acestora. Nitroderivaii aromatici au caracter acid; 2,4,6- trinitrotoluenul (TNT) are un caracter acid destul de pronunat (datorit celor trei grupri NO2), prin oxidarea lui se formeaz acidul 2,4,6 trinitrobenzoic (care are pKa = 0,7, deci este un acid tare):

Anionul acestui acid se descompune la nclzire eliminnd CO2 i anionul fenil este stabilizat datorit efectului inductiv atrgtor de electroni al celor trei grupri NO2.

Gruparea nitro este relativ stabil fa de diferii ageni. Principala reacie este reducerea, cnd se obin amine aromatice:

Reducerea nitrobenzenului are loc n trepte (n fiecare treapt se accept 2 electroni):

ntr-un mediu neutru de Zn/NH4Cl reducerea se oprete la stadiul de fenilhidroxilamina:

Reducerea nitrobenzenului n mediu bazic duce la compui binucleari.

Aceti compui pot suferi interconversii dup urmtoarele reacii:

Alte reacii pe care le dau nitroderivaii aromatici sunt reaciile de substituie:

a.) Substituia electrofil (SE), gruparea nitro dezactiveaz nucleul i orienteaz noul substituient n poziia meta:

Dac scriem structurile limit ale ionului nitrobenzenoniu (care este intermediarul reaciei de SE), observm c prin polaritatea grupei nitro se destabilizeaz n orto i para intermediarii substituiei. n cazul structurii limit a intermediarului substituiei din poziia meta nu sunt prezente sarcini pozitive nvecinate i substituia are loc preferenial n aceast poziie.

b.) Substituia nucleofil (SN). n cazul nitroderivaiilor aromatici, ce prezint substituieni n poziiile orto i para, ntlnim acest tip de substituie. n aceast situaie intervine conjugarea electronilor cu cei ai grupei NO2. La compuii aromatici s-a observat c atomul de carbon din aceste poziii are afinitate pentru reactanii nucleofili (HO-, RO-, NH3, R-NH2, etc.) dnd reacii de substituie nucleofil:

Metode de obinere

A. Nitrarea hidrocarburilor saturate:

Reacia cu HNO3 nu duce la produi unitari, ci la un amestec:

Un alt exemplu ar fi reacia metilciclohexanului cu HNO3:

Reactivitatea legturilor C-H crete n ordinea: primar < secundar < teriar. n reacia de mai sus se obine doar un nitroderivat teriar, dar n cantiti mai mici se obin i ali nitroderivai.B. Nitrarea hidrocarburilor aromatice, se realizeaz direct, folosind un amestec nitrant (sulfonitric).

a.) nitrarea benzenului:

b.) nitrarea toluenului:

c.) nitrarea naftalinei: se nitreaz direct numai n poziia . Cea de a doua grup nitro se fixeaz pe nucleul nesubstituit n poziia 5 i 8.

- nitronaftalina se obine indirect, prin intermediul srii de diazoniu a naftilaminei, cu nitrit:

C. Obinerea n laborator a nitroderivaiilor: Nitrarea hidrocarburilor aromatice (aceast metod este discutat mai sus)

Reacia derivailor halogenai cu nitrii:

Utilizri

Nitrobenzenul este utilizat la obinerea anilinei, aceasta fiind un intermediar important n industria coloranilor. Are un miros de migdale amare i datorit acestui miros persistent (esen de Mirban), este utilizat n obinerea parfumurilor.2,4,6 Trinitrotoluenul (TNT) sau trotilul este unul dintre explozivii cei mai utilizai, dar nu este att de instabil ca i trinitratul de glicerin. Se ntrebuneaz n proiectilele de artilerie sau bombele de avion, topit sau comprimat la presiune mare.

Moscul sintetic (trinitro - 1,3 dimetil 5 - terbutilbenzenul) este folosit n parfumerie.

Nitroderivaii nu se gsesc n natur, dect cu foarte puine excepii i sunt substane toxice, cancerigene. Bibliografie[1]. Avram, M., Chimie organic, Ed.Academiei R.S.R, Bucureti,1983

[2]. Neniescu, C.D.,Chimie organic, Ed Didactic i Pedagogic, Bucureti,1966

[3]. Zapan, M., Beral, E.,Chimie organic, Ed. Tehnic, Bucureti, 1973

PAGE 11