Compuesto nitro, Presencia en la naturaleza, Preparación, Reacciones

Los compuestos nitro orgánicos son compuestos que contienen uno o más grupos funcionales nitro. A menudo son altamente explosiva, especialmente cuando el compuesto contiene más de un grupo nitro y es impuro. El grupo nitro es uno de los explosophores más comunes que se utilizan a nivel mundial. Esta propiedad de tanto nitro y grupos nitrato es porque su descomposición térmica produce gas de nitrógeno molecular N2 más considerable de energía, debido a la alta resistencia de la unión en nitrógeno molecular.

Compuestos nitro aromáticos se sintetizan típicamente mediante la acción de una mezcla de ácidos nítrico y sulfúrico sobre una molécula orgánica. El que se produce en la escala más grande, con diferencia, es el nitrobenceno. Muchos explosivos se producen por nitración incluyendo trinitrofenol, trinitrotolueno, y trinitrorresorcinol.

Presencia en la naturaleza

El cloranfenicol es un raro ejemplo de un compuesto nitro natural. Por lo menos algunos grupos nitro presentes en la naturaleza surgen por la oxidación de los grupos amino. 2-nitrofenol es una feromona de agregación de las garrapatas.

Sólo dos ejemplos de compuestos nitro alifáticos se conocen en la naturaleza. 3-Nitropropionic ácido encontrado en hongos y plantas. Nitropentadecene defensa es un compuesto que se encuentra en las termitas.

Muchas enzimas dependientes de flavina son capaces de oxidar compuestos nitro alifáticos a aldehídos menos tóxicos y cetonas. Oxidasa nitroalcano y 3-oxidasa nitropropionate oxidar compuestos nitro alifáticos exclusivamente, mientras que otras enzimas tales como glucosa oxidasa tienen otros sustratos fisiológicos.

Preparación

En la síntesis de diversos métodos orgánicos existe para preparar compuestos nitro.

Compuestos nitro alifáticos

Nitrometano, nitroetano, y nitropropanes se producen industrialmente por el tratamiento de propano con ácido nítrico en la fase de gas. El nitrometano se puede producir en el laboratorio mediante el tratamiento de cloroacetato sódico con nitrito de sodio, la formación de bicarbonato de sodio y cloruro de sodio como subproductos.

Compuestos nitro aromáticos

En una reacción clásica de sustitución electrófila, ácido nítrico y ácido sulfúrico producen el ion nitronio, que reacciona con compuestos aromáticos en la nitración aromática. Otro método, a partir de fenoles halogenados, es la nitración Zinke.

Reacciones

Los compuestos nitro participan en varias reacciones orgánicas, la más importante es la reducción de las aminas correspondientes:

 RNO2 3 H2? RNH2 2 H2O

Prácticamente todas las aminas aromáticas se derivan de compuestos nitroaromáticos.

Compuestos nitro alifáticos

  • Compuestos nitro alifáticos se reducen a aminas con ácido clorhídrico y un catalizador de hierro
  • Nitronates son una forma tautómera de compuestos nitro alifáticos.
  • La hidrólisis de las sales de nitro compuestos aldehídos o cetonas rendimiento en la reacción de Nef
  • El nitrometano se suma a aldehídos en la adición 1,2 en la reacción nitroaldolica
  • El nitrometano se suma a compuestos carbonílicos alfa-beta insaturados como una adición 1,4 en la reacción de Michael como un donante de Michael
  • Nitroetileno es un aceptor de Michael en una reacción de Michael con compuestos enolato
  • En sustitución nucleófila alifática nitrito de sodio reemplaza a un haluro de alquilo. En la denominada reacción ter Meer nombre de Edmund ter Meer. El reactivo es un 1,1-halonitroalkane:

 En un estudio, se propone un mecanismo de reacción en la que en el primer paso lento un protón se abstrae de nitroalcano 1 a un carbanión 2 seguido de la protonación de un desplazamiento nitronato 3 y, finalmente, nucleofílica de cloro sobre la base de un hidrógeno efecto isotópico cinético observado experimentalmente de 3.3. Cuando el mismo reactivo se hace reaccionar con hidróxido de potasio del producto de reacción es el 1,2-dinitro dímero

Compuestos nitro aromáticos

  • La reducción de compuestos nitro aromáticos con gas hidrógeno sobre un catalizador de platino da anilinas. Una variación es la formación de un dimethylaminoarene con paladio sobre carbono y formaldehído:
  • El Leimgruber-Batcho, Bartoli y de Baeyer-Emmerling síntesis de indol comienzan con compuestos nitro aromáticos.
  • Indigo puede ser sintetizado en una reacción de condensación de orto-nitro-benzaldehído y acetona en condiciones fuertemente básicas en una reacción conocida como la síntesis de índigo de Baeyer-Drewson