Nitrowanie

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania

Nitrowanie to reakcja chemiczna polegająca na zamianie (substytucji) atomu wodoru (lub rzadziej innego jednowartościowego podstawnika) grupą nitrową (-NO2). W wyniku nitrowania tworzą się związki nitrowe.

Nitrowanie związków aromatycznych[edytuj | edytuj kod]

Nitrowanie związków aromatycznych zachodzi według mechanizmu substytucji elektrofilowej. W mieszaninie nitrującej, która jest używana do nitrowania powstaje elektrofilowy kation nitroniowy (NO2+). Atakuje on pierścień aromatyczny nitrowanego związku. Np. przy działaniu mieszaniną nitrującą na benzen zachodzą następujące reakcje:

reakcja kwasu siarkowego z kwasem azotowym – tworzenie kationu nitroniowego


2 H2SO4 + HNO3 → 2 HSO4- + NO2+ + H3O+
Nitrowanie benzenu


C6H6 + NO2+ → C6H5NO2 + H+

Kwas siarkowy regeneruje się w ostatnim etapie reakcji:

H+ + H3O+ + 2 HSO4- → H2O + 2H2SO4

Kwas siarkowy jest katalizatorem w reakcji nitrowania. Jego rola polega na tworzeniu jonu nitroniowego oraz absorpcji wody, obecnej w środowisku reakcji.

W zależności od warunków reakcji i proporcji mieszaniny nitrującej z powstałego nitrobenzenu mogą się następnie, w analogiczny sposób, tworzyć pewne ilości dinitrobenzenu i trinitrobenzenu. Nie da się przyłączyć więcej niż trzech grup nitrowych do pojedynczego pierścienia aromatycznego w drodze bezpośredniego nitrowania. Pochodne tetranitrowe można otrzymać np. poprzez nitrowanie 9-fluorenonu (ketonowa pochodna fluorenu). Nitrowanie fluorenonu może dawać trinitrozwiązki[1] lub tetranitrozwiązki[2], zależnie od zastosowanych warunków nitrowania. Niektóre podstawniki (np. grupa aminowa lub hydroksylowa) znacznie ułatwiają podstawienie elektrofilowe, dlatego np. w wyniku działania mieszaniną nitrującą na fenol można łatwo otrzymać stosunkowo czysty trinitrofenol (kwas pikrynowy).

Nitrowanie związków alifatycznych[edytuj | edytuj kod]

Nitrowanie alkanów przeprowadza się zwykle działając parami kwasu azotowego na nitrowany związek w temp. 300–500 °C.

Nitrowaniem nazywa się też (niepoprawnie z chemicznego punktu widzenia) estryfikację mieszaniną nitrującą np. gliceryny lub celulozy, w wyniku której powstają odpowiednie azotany, noszące zwyczajowe nazwy, odpowiednio nitrogliceryna i nitroceluloza.

Przypisy

  1. 2,4,7-Trinitrofluorenone E. O. Woolfolk and Milton Orchin Organic Syntheses, Coll. Vol. 3, p.837; Vol. 28, p.91 Article
  2. 2,4,5,7-tetranitrofluorenone Melvin S. Newman and H. Boden Organic Syntheses, Coll. Vol. 5, p.1029; Vol. 42, p.95 Article

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]