22.1.2. Номенклатура
Найширше вживаними для нітросполук є назви за систематичною номенклатурою, де сполука розглядається як відповідний вуглеводень, а нітрогрупа — як замісник у вуглецевому ланцюгу. Крім того, для окремих сполук вживаються тривіальні назви, наприклад тринітротолуен називають тол, або тротил.
22.1.3. Ізомерія
Ізомерія нітросполук пов'язана з ізомерією: а) карбонового ланцюга; б) положення нітрогрупи у ланцюгу; в) для полінітросполук — зі взаємним розміщенням нітрогруп.
22.1.4. Методи добування
Методи добування нітросполук здебільшого вже були розглянуті під час розгляду хімічних властивостей відповідних класів вуглеводнів:
1. Нітрування алканів за Коноваловим;
2. Нітрування алканів у газовій фазі;.
3. Нітрування аренів у кільце (нітруюючою сумішшю) та в бічний ланцюг (розведеною нітратною кислотою).
4. Дія солей нітритної кислоти на галогеналкани – як метод синтезу первинних і вторинних нітросполук:
.
5. Окиснення амінів зазвичай використовується для добування третинних нітросполук із амінів під дією надсульфатної кислоти:
.
22.1.5. Фізичні властивості
За агрегатним станом аліфатичні нітросполуки здебільшого є рідинами, а ароматичні – рідинами або твердими речовинами. Аліфатичні нітросполуки мають приємний запах, а ароматичні — запах гіркого мигдалю. Густину більшу за одиницю мають усі нітросполуки ароматичного ряду, з аліфатичних — лише чотири перші гомологи, густина наступних (після нітробутану) гомологів менша за одиницю. Всі нітросполуки мають великі значення електричного моменту диполя, високі температури кипіння і плавлення (порівняно з ізомерними їм етерами нітритної кислоти), що пояснюється наявністю в їхніх молекулах координаційного зв'язку.
22.1.6. Хімічні властивості нітросполук
Хімічна поведінка нітросполук зумовлюється будовою не тільки нітрогрупи, а й вуглеводневого залишку, а також їх взаємним впливом.
1. Нітрогрупа за рахунок свого сильного –І-ефекту спричинює рухливість атомів Гідрогену біля α-карбонового атома, внаслідок чого первинні та вторинні нітросполуки можуть існувати у двох таутомерних формах:
.
Завдяки цьому первинні і вторинні нітросполуки здатні розчинюватись у лугах з утворенням солей. Треба мати на увазі, що це солі не власне нітросполук, а ізомерних їм ізонітросполук, так званих аци-нітроформ. Аци-нітроформи мають сильно виражені кислотні властивості:
Аналогічно для вторинних нітросполук:
Утворена при підкисленні розчину її солі аци-нітроформа швидко ізомеризується в нітроформу. Отже, аліфатичні нітросполуки є псевдокислотами, оскільки вони самі нейтральні, не мають електропровідності, однак утворюють солі лужних металів.
2. Дія нітритної кислоти є характерною (якісною) реакцією, що дає змогу розрізнити первинні, вторинні, третинні нітросполуки. Вона також зумовлена рухливістю атомів Гідрогену в α-положенні до нітрогрупи.
Первинні нітросполуки з нітритною кислотою утворюють нітролові кислоти, лужні солі яких забарвлені в червоний колір:
Вторинні нітросполуки при взаємодії з нітритною кислотою також виділяють воду:
Псевдонітроли у кристалічному стані безбарвні, а в розчинах (в етері, хлороформі тощо) забарвлені в інтенсивний синьо-зелений колір.
Третинні нітросполуки з нітритною кислотою не реагують.
3. Конденсація з альдегідами, як і дві попередні реакції, можлива за наявності рухливих атомів Гідрогену в α-положенні і відбувається за альдольно-кротоновим типом:
4. Відновлення нітросполук зумовлює утворення первинних амінів. Особливе значення має відновлення ароматичних нітросполук, при якому синтезуються у промисловому масштабі важливі нітрогеновмісні ароматичні сполуки. Залежно від типу відновника і відповідних умов реакції можна добути різні продукти відновлення. У нейтральному або кислому середовищі реакція відбувається за схемою:
У лужному середовищі утворюється значно більше проміжних продуктів:
5. Заміщення в бензеновому кільці ароматичних нітросполук. У реакціях електрофільного заміщення в бензеновому кільці (SE) нітрогрупа є орієнтантом другого роду (-М) і в реакціях галогенування, сульфування, алкілювання, ацилювання, нітрування орієнтує відповідні замісники в мета-положення, у той самий час ускладнюючи їх перебіг (тому ці реакції здійснюються за жорсткіших умов, ніж для відповідних ароматичних вуглеводнів):
Електрофільне заміщення в кільці ароматичних динітросполук відбувається за значно жорсткіших умов, ніж монопохідних.
У той самий час наявність кількох (двох або трьох) нітрогруп полегшує перебіг реакцій нуклеофільного заміщення (SN), при цьому нуклеофіл входить в орто- або пара-положення, наприклад:
