Будова нітрогрупи
|
Атом Нітрогену має п’ять валентних електронів: один електрон витрачається на утворення ковалентного зв’язку з будь-яким радикалом; два електрони витрачається на утворення ковалентного полярного зв'язку з одним із атомів Оксигену і два електрони витрачає на утворення донорно-акцепторного (семіполярного) зв’язку з іншим атомом Оксигену. |
Нітрогрупа є одним із найбільш сильних акцепторів електронів, так як на атомі Нітрогену локалізований цілий позитивний заряд, що з одного боку призводить до різкого збільшення рухливості протону на α-атомі Карбону (більш сильному ніж цей ефект у альдегідах і кетонах), а з іншого боку до дезактивації ароматичного кільця до реакцій електрофільного заміщення і полегшення реакцій нуклеофільного заміщення.
Хімічні властивості
І. Реакції за нітрогрупою
Реакції відновлення з утворенням амінів
Для аліфатичних нітросполук
Для ароматичних нітросполук
В якості відновників використовують: залізо в оцтовій кислоті; залізо, цинк у хлоридній кислоті, молекулярний гідроген у присутності нікеля, платини тощо.
Відновлення ароматичних нітросполук проходить у нейтральному, слабо кислому та лужному середовищах.
Механізм відновлення у нейтральному та слабокислому середовищах:
Механізм відновлення у лужному середовищі.
2. Ацинітротаутомерія
Первинні і вторинні нітросполуки, які містять рухливий атом гідрогену в α-положенні по відношенню до нітрогрупи розчиняються у лугах з утворенням солей – це явище ацинітротаутомерії.
Ацинітроформа
є більш сильною кислотою ніж нітроформа.
Ці форми відрізняються місцем розташування
протону – таутомери.
Таутомерія – існування у рухливій рівновазі двох різних форм.
Для нітросполук, які містять нітрогрупу у боковому ланцюзі також характерне явище ацинітротаутомерії, так як в цьому випадку є рухливий атом гідрогену.
3. Взаємодія з нітритною кислотою – реакція нітрозування
Реакція дозволяє розрізнити первинні, вторинні і третинні нітросполуки.
Первинні нітросполуки:
Вторинні нітросполуки:
Третинні нітросполуки. Ці сполуки не мають рухливого атома Гідрогену, тому в реакцію нітрозування не вступають.
4. Взаємодія нітросполук з альдегідами – реакція конденсації.
ІІ. Реакції за ароматичним ядром
1. Реакції електрофільного заміщення. Нітрогрупа як акцептор електронів зменшує електронну густину в бензеновому ядрі і реакції електрофільного заміщення утруднює, в результаті утворюються м-ізомери.
2. Реакції нуклеофільного заміщення. За тими ж причинами нітргрупа реакції нуклеофільного заміщення полегшує, в результаті утворюються о- і п-ізомери.
3. Акцепторні властивості нітрогрупи. У випадку о- і п-нітрохлорбензенів під впливом нітрогрупи галоген має високу рухливість і легко заміщується на інші нуклеофіли.
6.2. АМІНИ
Аміни – похідні амоніаку, в молекулі якого один або декілька атомів Гідрогену заміщені на карборадикал (як аліфатичний, так і ароматичний).