Nitrocomposti alifatici

I nitrocomposti alifatici sono composti organici contenenti uno o più gruppi funzionali –NO2 ed hanno formula generale R-NO2. Essi sono spesso esplosivi specie se il composto è impuro e contiene più di un gruppo funzionale come, ad esempio l’ 1,2,3-trinitrossipropano più noto come nitroglicerina.

Al di là degli usi dei nitrocomposti quali esplosivi essi vengono usati nell’ambito delle sintesi organiche a causa della versatilità del nitrogruppo che può essere trasformato in altri gruppi funzionali.

Sintesi

Il nitrometano, capostipite della serie omologa, può essere sintetizzato a partire dal sale sodico dell’acido cloroacetico e nitrito di sodio secondo la reazione:

ClCH2COONa + NaNO2 → CH3NO2 + NaCl + CO2

I nitrocomposti alifatici possono essere sintetizzati per nitrazione degli alcani in fase di vapore. L’idrocarburo viene riscaldato in presenza di acido nitrico ad una temperatura che varia, a seconda dell’alcano, tra i 150 e i 475°C.

Dalla nitrazione del propano si ottengono più prodotti quali 1-nitropropano, 2-nitropropano, nitroetano e nitrometano:

CH3CH2CH3 + HNO3 → CH3CH2CH2NO2 – CH3CH(NO2)CH3 – CH3CH2NO2– CH3NO2

I nitroalcani primari possono essere ottenuti facendo reagire un alogenuro alchilico con nitrito di argento:

R-X + AgNO2 → RNO2 + AgX

 

Questa è una reazione di sostituzione nucleofila in cui il doppietto elettronico dell’azoto presente nello ione nitrito attacca il carbonio legato all’alogeno con fuoriuscita dell’alogenuro e formazione del nitroalcano.

Gli alogenuri alchilici primari danno alte rese nei nitroalcani primari mentre gli alogenuri alchilici secondari e terziari danno basse rese.

I nitroalcani terziari possono essere ottenuti per ossidazione di ammine primarie in cui l’azoto è legato ad un carbonio terziario:

R3C-NH2 → R3CNO2

Come ossidante può essere usato permanganato di potassio.

Reazioni

  • Riduzione

La riduzione del nitrogruppo dipende dall’agente riducente e dal pH e avviene in più stadi come può essere rappresentato dalla sequenza di reazioni:

– NO2 → – N=O → -NH-OH → -NH2

a) riduzione catalitica

I nitrocomposti vengono ridotti ad ammine primarie per idrogenazione catalitica usando, quale catalizzatore Ni, Pt o Pd

CH3CH2NO2 → CH3CH2NH2

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Author: Chimicamo

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