Νιτροενώσεις

Commons logo

Τα Wikimedia Commons έχουν πολυμέσα σχετικά με το θέμα    Νιτροενώσεις

Δομή της νιτροομάδας

«Νιιτροενώσεις» ονομάζονται οι οργανικές ενώσεις που περιέχουν μια ή περισσότερες «νιτροομάδες»^[1] (-NO₂). Είναι συχνά πολύ εκρηκτικές, ιδιαιέτερα αν περιέχουν περισσότερες από μια νιτροομάδες ή και περιέχουν κάποιο άλλον παράγοντα που ενισχύει την εκρηκτική τους ικανότητα. Σ' αυτές ανήκουν^[2] τα πιο συνηθισμένα εκρηκτικά, παγκοσμίως, συμπεριλαμβανομένου και του 2,4,6-τρινιτροτολουόλιο, γνωστό ως TNT, που αποτελεί και το παγκόσμιο μέτρο σύγκρισης εκρηκτικής ισχύος.

Παρουσία στη Φύση

Το 1-νιτρο-1-δεκαπεντένιο είναι μια αμυντική ένωση των τερμιτών. Αρκετά ένζυμα είναι ικανά να οξειδώνουν αλειφατικές^[3] νιτροενώσεις προς λιγότερο τοξικές αλδεΰδες και κετόνες. Για παράδειγμα η οξειδάση των νιτροαλκανίων που οξειδώνουν ειδικά νιτροενώσεις^[4]. Υπάρχουν όμως και ένζυμα, όπως για παράδειγμα η οξειδάση της γλυκόζης, που οξειδώνει και άλλες χημικές ουσίες ^[5].

Παραγωγή

• Η παραγωγή των νιτροενώσεων διαφοροποιείται από το αν πρόκειται για αλειφατικές ή αρωματικές νιτροενώσεις. Πολλές φορές, αλλά όχι πάντα, χρησιμοποιούνται γενικά για την προσθήκη νιτροομάδας και σε οργανικές ενώσεις που περιέχουν κι άλλες χαρακτηριστικές ομάδες και επομένως δεν χαρακτηρίζονται (πάντα) ως νιτροενώσεις.

Αλειφατικές νιτροενώσεις

Με νίτρωση υδρογονανθράκων

Τα αλκάνια και τα κυκλοαλκάνια υφίστανται νίτρωση με επίδραση νιτρικού οξέος στην αέρια φάση^[6]:

${\displaystyle \mathrm {RH+HNO_{3}{\xrightarrow {\triangle }}RNO_{2}+H_{2}O} }$

Με επίδραση νιτρώδους αργύρου σε οργανοαλογονίδια

Τα αλκυλαλογονίδια (RX) (και ομοίως και τα υπόλοιπα αλογονοπαράγωγα των αλειφατικών υδρογοναθράκων) υποκαθιστούν το αλογόνο τους (ή τα αλογόνα τους) με νιτροομάδα (ή με νιτροομάδες, αντίστοιχα) με τη χρήση νιτρώδους αργύρου (AgNO₂)^[7][8]:

${\displaystyle \mathrm {RX+AgNO_{2}{\xrightarrow {}}RNO_{2}+AgX\downarrow } }$

Με οξείδωση πρωτοταγών αμινών

Οι πρωτοταγείς (μόνο) αμίνες οξειδώνονται από το υπεροξείδιο του υδρογόνου (H₂O₂) ή τα καρβονικά υπεροξέα (RCO₃H) προς νιτροενώσεις^[9]:

${\displaystyle \mathrm {RNH_{2}+3H_{2}O_{2}{\xrightarrow {}}RNO_{2}+4H_{2}O} }$
ή
${\displaystyle \mathrm {RNH_{2}+3RCO_{3}H{\xrightarrow {}}RNO_{2}+3RCOOH+H_{2}O} }$

Αρωματικές νιτροενώσεις

Νίτρωση αρωματικών υδραγονανθράκων

Οι αρωματικοί υδρογονάνθρακες (A_rH) νιτρώνονται με το συνδυασμό νιτρώδους οξέος (HNO₃) και θειικού οξέος (H₂SO₄)^[10]:

${\displaystyle \mathrm {A_{r}H+HNO_{3}{\xrightarrow {H_{2}SO_{4}}}A_{r}NO_{2}+4H_{2}O} }$

Επίδραση νιτρικού νατρίου σε διαζωνιακά άλατα

Τα διαζωνιακά άλατα (A_rN₂⁺X^-) μετατρέπονται στις αντίστοιχες νιτροενώσεις με επίδραση νιτρικού νατρίου (NaNO₃)^[10]:

${\displaystyle \mathrm {A_{r}N_{2}^{+}X^{-}+NaNO_{3}{\xrightarrow {}}A_{r}NO_{2}+NaX+N_{2}\uparrow } }$

Αναφορές και παρατηρήσεις

1. Η νιτροομάδα θεωρείται ιεραρχικά το «κατώτερο» χαρακτηριστικής ομάδας. Αυτό σημαίνει πως αν μια οργανική ένωση περιέχει μια οποιαδήποτε άλλη χαρακτηριστική ομάδα (ή ακόμη και αλογόνο) δεν χαρακτηρίζεται ως νιτροένωση ακόμη και αν περιέχει μία ή περισσότερες νιτροομάδες.
2. Αυτό ισχύει ακόμη περισσότερο αν συμπεριληφθούν όλες γενικά οι οργανικές ενώσεις που περιέχουν νιτροομάδα.
3. Όχι αρωματικές
4. Όχι μόνο νιτροαλκάνια.
5. Nagpal, Akanksha; Michael P. Valley, Paul F. Fitzpatrick, Allen M. Orville (1/5/2006). «Crystal Structures of Nitroalkane Oxidase: Insights into the Reaction Mechanism from a Covalent Complex of the Flavoenzyme Trapped during Turnover». Biochemistry. 
6. «Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας» Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 244, §10.3.2.
7. Η χρήση νιτρώδους καλίου (ΚΝΟ₂) δίνει τους ισομερείς νιτρώδεις εστέρες (RONO).
8. «Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας» Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 244, §10.3.1. και Αναστάσιου Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», Παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991, σελ. 111, §8.1.
9. «Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας» Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 246, §10.5.7α.
10. «Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας» Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 395, §18.2Α.

Πηγές πληροφόρησης

1. SCHAUM'S OUTLINE SERIES, «ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ», Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999
2. «Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας» Ν. Α. Πετάση 1982
3. Αναστάσιου Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», Παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991
4. Καραγκιοζίδη Σ. Πολυχρόνη, «Ονοματολογία Οργανικών Ενώσεων στα Ελληνικά & Αγγλικά» Β΄ ΈκδοσηΘεσσαλονίκη 1991
5. Νικολάου Ε. Αλεξάνδρου, «Γενική Οργανική Χημεία», Εκδόσεις Ζήτη, Θεσσαλονίκη 1985
6. Δημητρίου Ν. Νικολαΐδη, «Ειδικά Μαθήματα Οργανικής Χημείας», ΑΠΘ, θεσσαλονίκη 1983
7. Νικολάου Ε. Αλεξάνδρου, Αναστάσιου Βάρβογλη, Φαίδωνα Χατζημηχαλάκη, «Εργαστηριακός Οδηγός», Εκδόσεις Ζήτη, Θεσσαλονίκη 1986
8. Διαδικτυακοί τόποι που αναφέρονται στις «Αναφορές και παρατηρήσεις».