Composto nitro

Os compostos nitro (ou nitrocompostos ou nitroderivados) son compostos orgánicos que conteñen un ou máis grupos funcionais nitro, é dicir, -NO2. Xeralmente son moi explosivos, especialmente cando o composto contén máis dun grupo nitro e é impuro. O grupo nitro é un dos explosóforos máis comúns (grupo funcional que fai que un composto sexa explosivo) usados no mundo. Esta propiedade que teñen tanto os grupos nitro coma os nitratos débese a que a súa descomposición térmica rende gas nitróxeno molecular (N2) e unha considerable enerxía, debido á elevada forza de enlace do nitróxeno molecular.
Os compostos nitro aromáticos son sintetizados normalmente pola acción dunha mestura de ácido nítrico e sulfúrico sobre unha molécula orgánica. O que se produce a máis grande escala é con diferenza o nitrobenceno. Moitos explosivos prodúcense por nitración, como por exemplo o trinitrofenol (ácido pícrico), trinitrotolueno (TNT), e trinitroresorcinol (ácido estífnico). Distribución na natureza
Os exemplos de compostos nitro son raros na natureza. O cloranfenicol é un raro exemplo de composto nitro natural. Algúns grupos nitro orixínanse de forma natural pola oxidación de grupos amino. O 2-O nitrofenol é unha agregación de feromonas das carrachas (Ixodida). O ácido 3-nitropropiónico que se encontra en fungos e plantas (Indigofera) é outro exemplo. O nitropentadeceno é un composto defensivo das térmites. O nitrofeniletano encóntrase na planta Aniba canelilla. O nitrofeniletano tamén se encontra en plantas das familias Annonaceae, Lauraceae e Papaveraceae.
Moitos encimas dependentes de flavinas poden oxidar compostos nitro alifáticos dando aldehidos e cetonas menos tóxicos. A nitroalcano oxidase e a 3-nitropropionato oxidase oxida compostos nitro alifáticos exclusivamente, mentres que outros encimas como a glicosa oxidase teñen outros substratos fisiolóxicos. Preparación
En síntese orgánica hai varios métodos para preparar compostos nitro.
Compostos nitro alifáticos
Os compostos nitro alifáticos poden sintetizarse utilizando varios métodos. Exemplos salientables son: Nitración de radical libre de alcanos. A reacción produce fragmentos de alcanos parentais, creando unha mestura diversa de produtos; por exemplo, prodúcense nitrometano, nitroetano, 1-nitropropano, e 2-nitropropano ao tratar o propano con ácido nítrico en fase de gas (por exemplo, a 350-450 °C entre 8-12 atm).
Reaccións de substitución nucleofílica entre halocarbonos ou organosulfatos con nitrito de prata ou sales de nitrito de álcalis.
O nitrometano pode producirse no laboratorio tratando o cloroacetato de sodio con nitrito de sodio.
A oxidación de oximas ou aminas primarias.
Compostos nitro aromáticos
Nunha reacción clásica de substitución electrofílica, o ácido nítrico e o ácido sulfúrico producen o ión nitronio, que reacciona con compostos aromáticos na nitración aromática. Outro método, que se inicia a partir de fenois haloxenados, é a nitración de Zinke. Reaccións
Os compostos nitro participan en varias reaccións orgánicas, a máis importante das cales é a súa redución ás aminas correspondentes: RNO2 + 3 H2 → RNH2 + 2 H2O
Virtualmente todas as aminas aromáticas (anilinas) derivan de compostos nitroaromáticos.
Compostos nitro alifáticos
Os compostos nitro alifáticos son reducidos a aminas con ácido clorhídrico e ferro como catalizador
Os nitronatos son formas tautoméricas de compostos nitro alifáticos.
A hidrólise dos sales de compostos nitro rende aldehidos ou cetonas na reacción de Nef
O nitrometano adiciónase a aldehidos como unha adición 1, 2 na reacción de nitroaldol
O nitrometano adiciónase a compostos carbonilo insaturados alfa-beta como unha adición 1, 4 na reacción de Michael como un doante de Michael
Os nitroalquenos son aceptores de Michael na reacción de Michael con compostos enolato
En substitucións alifáticas nucleofílicas, o nitrito de sodio (NaNO2) substitúe un haluro de alquilo. Na denominada reacción de ter Meer (1876), chamada así por Edmund ter Meer, o reactivo é un 1, 1-halonitroalcano: Nun estudo, proponse un mecanismo de reacción no cal no primeiro paso lento extráese un protón dun nitroalcano (1) a un carbanión (2) seguido da protonación a un nitronato (3) e finalmente un desprazamento nucleofílico de cloro baseado nun efecto isotópico cinético de hidróxeno de 3. 3 observado experimentalmente. Cando o mesmo reactivo reacciona con hidróxido de potasio o produto da reacción é o dímero 1, 2-dinitro.
Compostos nitro aromáticos
A redución de compostos nitro aromáticos con gas hidróxeno sobre un catalizador platino dá lugar a anilinas. Unha variación é a formación dun dimetilaminoareno con paladio sobre carbono e formaldehido: As sínteses de indol de Leimgruber-Batcho, Bartoli e Baeyer-Emmerling empezan con compostos nitro aromáticos.
A tintura índigo pode sintetizarse nunha reacción de condensación a partir de orto-nitrobenzaldehido e acetona en condicións fortemente básicas nunha reacción chamada síntese de índigo de Baeyer-Drewson
A presenza de compostos nitro retarda a substitución aromática electrofílica pero facilita a substitución aromática nucleofílica porque teñen unha forte tendencia a retirar electróns.