Nitroalkaanit

Nitroalkaanit ovat alifaattisia orgaanisia yhdisteitä, joissa hiilivetyketjun yksi tai useampi vetyatomi on korvautunut nitroryhmällä. Nitroalkaanit ovat isomeerisia alifaattisten nitriittiestereiden kanssa. Nitroalkaaneja voidaan käyttää muun muassa liuottimena ja orgaanisten yhdisteiden synteeseissä. Tärkeimmät ryhmän yhdisteistä ovat nitrometaani, nitroetaani, 1-nitropropaani ja 2-nitropropaani.

Ominaisuudet

Nitroalkaanit ovat huoneenlämpötilassa nestemäisiä tai kiinteitä aineita. Polaarinen nitroryhmä nostaa yhdisteiden kiehumispistettä verrattuna vastaaviin alkaaneihin. Nitroalkaanit voidaan luokitella kolmeen ryhmään niiden rakenteen perusteella. Primäärisissä nitroalkaaneissa nitroryhmään sitoutunut hiiliatomi on sitoutuneena yhteen hiilivetyryhmään ja kahteen protoniin, sekundäärisissä kahteen hiilivetyryhmään ja yhteen protoniin ja tertiäärisissä kolmeen hiilivetyryhmään. Primääriset ja sekundääriset nitroalkaanit ovat poikkeuksellisen happamia, koska ne ovat tautomerisessa tasapainossa niin kutsuttujen nitronihappojen ja nitronaatti-ionien kanssa. Tämän vuoksi ne liukenevat emäsliuoksiin, vaikka eivät muuten liukene veteen.

Nitroalkaanit ovat hyvin reaktiivisia ja ne voidaan muun muassa pelkistää alkaaneiksi, amiineiksi, hydroksyyliamiineiksi ja oksiimeiksi.

Typpihapokkeen kanssa primääriset nitroalkaanit reagoivat muodostaen nitroliinihappoja ja sekundääriset nitroalkaanit muodostavat pseudonitroleja. Nitroalkaanien enolaattien kaltainen tautomerinen nitronaattimuoto reagoi useilla kondensaatioreaktioilla esimerkiksi niin kutsutussa Henry-reaktiossa eli nitroaldolireaktiossa muodostuu nitroalkoholeja nitroalkaanien reagoidessa aldehydien tai ketonien kanssa ja α,β-tyydyttymättömien karbonyyliyhdisteiden kanssa ne reagoivat Michael-additiolla.

Emäksisissä olosuhteissa primäärisistä ja sekundäärisistä nitroalkaaneista muodostuu aldehydejä tai ketoneja ja tätä kutsutaan Nef-reaktioksi.

Valmistus
Laboratoriomittakaavassa primäärisiä ja sekundäärisiä nitroalkaaneja voidaan valmistaa alkyylihalidien ja natrium- tai hopeanitraatin välisellä reaktiolla ja tertiäärisiä nitroalkaaneja hapettamalla tertiäärisiä amiineja kaliumpermanganaatin avulla. Teollisuudessa käytetään kaasufaasissa tapahtuvaa alkaanien tai alkeenien nitrausta. Nämä reaktiot tapahtuvat radikaalimekanismilla ja usein syntyy tuoteseos, josta eri nitroalkaanit voidaan erottaa tislaamalla.

Lähteet

Orgaaniset yhdisteet