НИТРОСОЕДИНЕ́НИЯ

НИТРОСОЕДИНЕ́НИЯ, ор­га­нич. со­еди­нения, со­дер­жа­щие нит­ро­груп­пу NO₂, не­по­сред­ст­вен­но свя­зан­ную с ато­мом угле­ро­да. Изо­мер­ны эфи­рам азо­ти­стой ки­сло­ты (ор­га­ни­че­ским нит­ри­там). Со­еди­не­ния с нит­ро­груп­пой при ато­ме азо­та и ки­сло­ро­да вы­де­ля­ют в отд. клас­сы (со­от­вет­ст­вен­но нит­ра­ми­ны и ор­га­ни­че­ские нит­ра­ты).

По чис­лу нит­ро­групп раз­ли­ча­ют мо­но-, ди- и по­ли­нит­ро­со­еди­не­ния; по по­ло­жению – али­фа­ти­че­ские (нит­ро­ал­ка­ны и нит­ро­ал­ке­ны), аро­ма­ти­че­ские (напр., нит­ро­бен­зол, нит­ро­то­луо­лы, нит­ро­наф­та­ли­ны), жир­ноа­ро­ма­ти­че­ские (напр., нит­ро­сти­рол C₆H₅CH═CHNO₂) и сме­шан­ные (напр., п-нит­ро­фе­нил­нит­ро­ме­тан O₂NC₆H₄CH₂NO₂) Н. Аро­ма­тич. Н. от­но­сят­ся к тре­тич­ным, ос­таль­ные Н. мо­гут быть пер­вич­ны­ми, вто­рич­ны­ми и тре­тич­ны­ми. Н., имею­щие в α-по­ло­же­нии атом во­до­ро­да, мо­гут су­ще­ст­во­вать в двух тау­то­мер­ных фор­мах:

Ки­слот­ная O-фор­ма Н. на­зы­ва­ет­ся аци-фор­мой или нит­ро­но­вой ки­сло­той. Мн. пре­вра­ще­ния али­фа­тич. Н. про­хо­дят с пред­ва­рит. изо­ме­ри­за­ци­ей в нит­ро­но­вые ки­сло­ты или с об­ра­зо­ва­ни­ем ме­зо­мер­но­го анио­на. В рас­тво­рах рав­но­ве­сие обыч­но прак­ти­че­ски пол­но­стью сдви­ну­то в сто­ро­ну С-фор­мы. Нит­ро­но­вые ки­сло­ты в сво­бод­ном ви­де не­ус­той­чи­вы, из­вест­ны их про­из­вод­ные (со­ли, эфи­ры и т. д.).

Про­стей­шие али­фа­тич. Н. – бес­цвет­ные жид­ко­сти; аро­ма­тич. Н. – бес­цвет­ные или свет­ло-жёл­тые вы­со­ко­ки­пя­щие жид­ко­сти или низ­ко­плав­кие твёр­дые ве­ще­ст­ва, об­ла­даю­щие ха­рак­тер­ным за­пахом (напр., за­пах горь­ко­го мин­да­ля у нит­ро­бен­зо­ла). Н. пло­хо рас­тво­ря­ют­ся в во­де, хо­ро­шо – во мно­гих ор­га­нич. рас­тво­ри­те­лях. Али­фа­тич. Н. хо­ро­шо рас­тво­ря­ют разл. ор­га­нич. со­еди­не­ния. При на­гре­ва­нии боль­шин­ст­во Н. раз­ла­га­ет­ся (час­то со взры­вом).

Ре­ак­ци­он­ная спо­соб­ность Н. обу­слов­ли­ва­ет­ся как склон­но­стью нит­ро­груп­пы к разл. пре­вра­ще­ни­ям, так и влия­ни­ем её на др. ре­ак­ци­он­ные цен­тры в мо­ле­ку­ле. Вве­де­ние груп­пы NO₂ – силь­ней­ше­го элек­тро­но­ак­цеп­тор­но­го за­мес­ти­те­ля, спо­соб­но­го эф­фек­тив­но де­ло­ка­ли­зо­вать от­ри­ца­тель­ный за­ряд, рез­ко уве­ли­чи­ва­ет ре­ак­ци­он­ную спо­соб­ность ор­га­нич. со­еди­не­ний по от­но­ше­нию к нук­лео­филь­ным реа­ген­там и за­труд­ня­ет ре­ак­ции с элек­тро­филь­ны­ми реа­ген­та­ми.

Али­фа­тич. Н. вос­ста­нав­ли­ва­ют­ся до гид­ро­кси­ла­ми­нов и ами­нов, об­ра­зу­ют со­ли при дей­ст­вии ос­но­ва­ний. Для них ха­рак­тер­ны ре­ак­ции по под­виж­но­му ато­му во­до­ро­да, в т. ч.: при­сое­ди­не­ние в при­сут­ст­вии ос­но­ва­ний к аль­де­ги­дам и ке­то­нам с об­ра­зо­ва­ни­ем нит­ро­спир­тов (ре­ак­ции Ан­ри); при­сое­ди­не­ние к со­еди­не­ни­ям, со­дер­жа­щим ак­ти­ви­ро­ван­ную двой­ную связь (ре­ак­ция Ми­ха­эля); взаи­мо­дей­ст­вие с али­фа­тич. ами­на­ми и СН₂О с об­ра­зо­ва­ни­ем β-ами­нопро­извод­ных (ре­ак­ция Ман­ни­ха); га­ло­ге­ни­ро­ва­ние, ал­ки­ли­ро­ва­ние, аци­ли­ро­ва­ние. Анио­ны али­фа­тич. Н. реа­ги­ру­ют с элек­тро­фи­ла­ми по двум на­прав­ле­ниям: [RR′CNO₂]^–M⁺+E^δ+─Nu^δ–→ RR′C(NO₂)E+ RR′C N(O)OE+ M⁺Nu^– (M⁺ – ка­ти­он ме­тал­ла, NH₄; E – ал­кил, ацил, R₃Si, RS и др.; Nu – га­ло­ген, SO₃R и др.). Под дей­ст­ви­ем силь­ных ки­слот про­ис­хо­дит пе­ре­груп­пи­ров­ка али­фа­тич. Н. до гид­ро­кса­мо­вых ки­слот, ко­то­рые за­тем лег­ко гид­ро­ли­зу­ют­ся; ме­тод ис­поль­зу­ют в пром-cти для син­те­за СН₃СООН и гид­ро­кси­ла­ми­на из нит­ро­эта­на.

Аро­ма­тич. Н. вос­ста­нав­ли­ва­ют­ся до ами­нов (важ­ное свой­ст­во аро­ма­тич. Н. – их спо­соб­ность да­вать ряд про­дук­тов вос­ста­нов­ле­ния; напр., нит­ро­бен­зол по­сле­до­ва­тель­но вос­ста­нав­ли­ва­ет­ся до нит­ро­зо­бен­зо­ла, N-фе­нил­гид­рок­си­ла­ми­на, азок­си­бен­зо­ла, азо­бен­зо­ла, гид­ра­зо­бен­зо­ла, ами­но­бен­зо­ла – ани­ли­на); об­ра­зу­ют ад­дук­ты с аро­ма­тич. уг­ле­во­до­ро­да­ми, ами­на­ми, ще­ло­ча­ми и др.; нит­ро­груп­па и ато­мы во­до­ро­да цик­ла спо­соб­ны за­мещать­ся на др. функ­цио­наль­ные груп­пы. Ре­ак­ции нук­лео­филь­но­го за­ме­ще­ния про­ис­хо­дят лег­ко, элек­тро­филь­но­го – за­труд­нён­но; нук­лео­фил на­прав­ля­ет­ся в ор­то- и па­ра-по­ло­же­ния, элек­тро­фил – в ме­та-по­ло­же­ния к груп­пе NO₂. Ак­ти­ви­рую­щее влия­ние груп­пы NO₂ на нук­лео­филь­ное за­ме­ще­ние ши­ро­ко ис­поль­зу­ют в ор­га­нич. син­те­зе.

В пром-сти аро­ма­тич. Н. по­лу­ча­ют нит­ро­ва­ни­ем аро­ма­тич. со­еди­не­ний сме­сью сер­ной и азот­ной ки­слот, а так­же окис­ле­ни­ем нит­ро­зо-, диа­зо- и ами­ноа­ре­нов; али­фа­тич. Н. – гл. обр. жид­ко­фаз­ным нит­ро­ва­ни­ем ал­ка­нов (ре­ак­ция Ко­но­ва­ло­ва) азот­ной ки­сло­той или ок­си­да­ми азо­та. Для по­лу­че­ния низ­ших нит­ро­ал­ка­нов ис­поль­зу­ют так­же па­ро­фаз­ное нит­ро­ва­ние сме­си эта­на, про­па­на и бу­та­на, вы­де­ляе­мых из при­род­но­го га­за или по­лу­чен­ных пе­ре­ра­бот­кой неф­ти.

По­ли-Н., осо­бен­но аро­ма­ти­че­ские, при­ме­ня­ют в ка­че­ст­ве взрыв­ча­тых ве­ществ (напр., три­нит­ро­фе­нол, три­нит­ро­то­лу­ол). Али­фа­тич. Н. ис­поль­зу­ют как рас­тво­ри­те­ли в ла­ко­кра­соч­ной и по­ли­мер­ной пром-сти; для очи­ст­ки ми­нер. ма­сел; де­па­ра­фи­ни­за­ции неф­ти и др. Вос­ста­нов­ле­ни­ем аро­ма­тич. Н. по­лу­ча­ют аро­ма­тич. ами­ны – по­лу­про­дук­ты в про­из-ве разл. кра­си­те­лей. Ряд Н. на­хо­дят при­ме­не­ние в ка­че­ст­ве ин­сек­ти­ци­дов, фун­ги­ци­дов, гер­би­ци­дов и ан­ти­био­ти­ков. Не­ко­то­рые аро­ма­тич. Н. – ду­ши­стые ве­ще­ст­ва. Н. – реа­ген­ты в ор­га­нич. син­тезе, по­лу­про­дук­ты в про­из-ве по­ли­ме­ров, пла­сти­фи­ка­то­ров и мо­ди­фи­ка­то­ров по­ли­ме­ров, ин­ги­би­то­ров кор­ро­зии, сма­чи­ваю­щих, эмуль­ги­рую­щих и дис­пер­ги­рую­щих аген­тов.

Н. ток­сич­ны, мо­гут ока­зы­вать нар­ко­тич. дей­ст­вие, вы­зы­вать по­ра­же­ние пе­че­ни, по­чек, ино­гда глаз (ка­та­рак­та), на­ру­шать функ­ции нерв­ной си­сте­мы, вы­зы­вать раз­дра­же­ние ды­хат. пу­тей, ко­жи и сли­зи­стых обо­ло­чек; аро­ма­тич. Н. – мет­ге­мо­гло­би­не­мию.