مركب النيترو

الموسوعة الحرة

بنية مركب النيترو العضوي

في الكيمياء العضوية ، مركبات النيترو هي مركبات عضوية تحتوي على مجموعة وظيفية نيترو واحدة أو أكثر ( −NO2 ). مجموعة النيترو هي واحدة من أكثر المتفجرات شيوعًا (المجموعة الوظيفية التي تجعل المركب متفجرًا) المستخدمة عالميًا. مجموعة النيترو هي أيضًا سحب قوي للإلكترونات . وبسبب هذه الخاصية، يمكن أن تكون روابط C−H ألفا (المجاورة) لمجموعة النيترو حمضية. ولأسباب مماثلة، فإن وجود مجموعات النيترو في المركبات العطرية يؤخر الاستبدال العطري المحب للإلكترون ولكنه يسهل الاستبدال العطري المحب للنواة . نادرًا ما توجد مجموعات النيترو في الطبيعة. يتم إنتاجها دائمًا تقريبًا عن طريق تفاعلات النترتة التي تبدأ بحمض النيتريك . [1]

توليف

تحضير مركبات النيترو العطرية

التفاصيل البنيوية للنيتروبنزين ، المسافات بالبيكومتر. [2]

يتم تصنيع المركبات النيتروجينية العطرية عادة عن طريق النترتة. يتم تحقيق النترتة باستخدام خليط من حمض النيتريك وحمض الكبريتيك ، والذي ينتج أيون النيترونيوم ( NO3)+2)، وهو المحب للإلكترون:

 البنزين+أيون النيترونيوم
 
 ح +
سهم رد الفعل المتجه إلى اليمين مع المنتج(المنتجات) الثانوي في أعلى اليمين
نيتروبنزين

المنتج النتراتي الذي يتم إنتاجه على نطاق واسع هو نيتروبنزين . يتم إنتاج العديد من المتفجرات عن طريق النترتة بما في ذلك ثلاثي نيتروفينول (حمض البكريك)، وثلاثي نيتروتولوين (تي إن تي)، وثلاثي نيتروتوريزورسينول (حمض الاستيفنيك). [3] هناك طريقة أخرى ولكنها أكثر تخصصًا لصنع مجموعة أريل-NO 2 تبدأ من الفينولات الهالوجينية، وهي نترات الزنك .

تحضير مركبات النيترو الأليفاتية

يمكن تصنيع مركبات النيترو الأليفاتية بطرق مختلفة؛ ومن الأمثلة البارزة ما يلي:

رد فعل تير مير

في الاستبدال الأليفاتي النوكليوفيلي ، يحل نترات الصوديوم (NaNO 2 ) محل هاليد الألكيل . في ما يسمى بتفاعل تير مير (1876) المسمى باسم إدموند تير مير ، [14] يكون المتفاعل عبارة عن 1،1-هالونيتروألكان:

رد فعل تير مير

تم اقتراح آلية التفاعل حيث يتم في الخطوة البطيئة الأولى تجريد بروتون من نيتروألكان 1 إلى كربانيون 2 يتبعه بروتون إلى أسيتيلين نيترو 3 وأخيرًا إزاحة نووية للكلور بناءً على تأثير نظير حركي للهيدروجين تم ملاحظته تجريبياً بقيمة 3.3. [15] عندما يتفاعل نفس المتفاعل مع هيدروكسيد البوتاسيوم فإن ناتج التفاعل هو ثنائي 1،2-دينيترو. [16]

الحدوث

في الطبيعة

يعد الكلورامفينيكول مثالاً نادرًا لمركب نيترو يحدث بشكل طبيعي . نشأت بعض مجموعات النيترو التي تحدث بشكل طبيعي على الأقل عن طريق أكسدة المجموعات الأمينية. [17] 2-نيتروفينول هو فيرومون تجميع القراد .

أمثلة على مركبات النيترو نادرة في الطبيعة. حمض 3-نيترو بروبيونيك الموجود في الفطريات والنباتات ( Indigofera ). نيتروبنتاديسين هو مركب دفاعي موجود في النمل الأبيض . توجد أحماض أريستولوشيك في عائلة النباتات المزهرة أريستولوشيا . يوجد نيتروفينيل إيثان في أنيبا كانيللا . [18] يوجد نيتروفينيل إيثان أيضًا في أعضاء الفصيلة Annonaceae و Lauraceae و Papaveraceae . [19]

في المستحضرات الصيدلانية

على الرغم من الاستخدام العرضي في المستحضرات الصيدلانية، فإن مجموعة النيترو مرتبطة بالطفرات والسمية الجينية ، وبالتالي غالبًا ما يُنظر إليها على أنها مسؤولية في عملية اكتشاف الدواء . [20]

ردود الفعل

تشارك مركبات النيترو في العديد من التفاعلات العضوية ، وأهمها اختزال مركبات النيترو إلى الأمينات المقابلة:

RNO 2 + 3 H 2 → RNH 2 + 2 H 2 O

يتم الحصول على جميع الأمينات العطرية تقريبًا (مثل الأنيلين ) من النيتروجين العطري من خلال الهدرجة الحفزية . أحد الاختلافات هو تكوين ثنائي ميثيل أمينوارين مع البلاديوم على الكربون والفورمالديهايد : [21]

هدرجة مركب النيترو
هدرجة مركب النيترو

إن الكربون ألفا في النيتروألكانات حمضي إلى حد ما. تبلغ قيم pKa للنيتروميثان و2 - نيتروبروبان على التوالي 17.2 و16.9 في محلول ثنائي ميثيل سلفوكسيد (DMSO)، مما يشير إلى أن pKa المائي حوالي 11. [22] بعبارة أخرى، يمكن نزع بروتونات هذه الأحماض الكربونية في المحلول المائي. تسمى القاعدة المترافقة نيترونات ، وتتصرف بشكل مشابه للإينولات . في تفاعل النيتروألدول ، تضاف مباشرة إلى الألدهيدات ، ويمكن أن تعمل مع الإينونات كمانح لمايكل . وعلى العكس من ذلك، يتفاعل النيتروألكين مع الإينولات كمستقبل لمايكل. [23] [24] يؤدي نتراتة النترونات إلى حمض النيتروليك . [25]

النترونات هي أيضًا وسطاء رئيسيون في تفاعل Nef : عند تعرضها للأحماض أو المؤكسدات، تتحلل النترونات إلى كربونيل وأزانون . [26]

تتحد كواشف غرينيارد مع مركبات النيترو لتكوين النيترون ؛ ولكن كاشف غرينيارد مع الهيدروجين ألفا سيضاف مرة أخرى إلى النيترون لتكوين ملح هيدروكسيل أمين . [27]

تركيبات الصبغة

تبدأ عمليات تخليق الإندول بواسطة Leimgruber–Batcho وBartoli وBaeyer–Emmerling بمركبات نيترو عطرية. يمكن تخليق النيلي في تفاعل تكثيف من أورثو- نيترو بنزالدهيد والأسيتون في ظروف قاعدية قوية في تفاعل يُعرف باسم تخليق النيلي بواسطة Baeyer – Drewson .

التفاعلات الكيميائية الحيوية

تتمتع العديد من الإنزيمات المعتمدة على الفلافين بالقدرة على أكسدة مركبات النيترو الأليفاتية إلى ألدهيدات وكيتونات أقل سمية. تعمل أوكسيديز النيتروألكان وأوكسيديز 3-نتروبروبيونات على أكسدة مركبات النيترو الأليفاتية حصريًا، في حين أن الإنزيمات الأخرى مثل أوكسيديز الجلوكوز لها ركائز فسيولوجية أخرى. [28]

انفجارات

التحلل الانفجاري لمركبات النيتروجين العضوية عبارة عن تفاعلات أكسدة-اختزال، حيث يرتبط كل من المؤكسد (مجموعة النيترو) والوقود (بديل الهيدروكربون) داخل نفس الجزيء. تولد عملية الانفجار الحرارة عن طريق تكوين منتجات مستقرة للغاية بما في ذلك النيتروجين الجزيئي (N 2 ) وثاني أكسيد الكربون والماء. يتم تعزيز القوة الانفجارية لتفاعل الأكسدة-الاختزال هذا لأن هذه المنتجات المستقرة عبارة عن غازات عند درجات حرارة معتدلة. تحتوي العديد من المتفجرات التلامسية على مجموعة النيترو.

انظر أيضا

مراجع

  1. ^ هنري فوير، محرر (1970). مجموعات النيترو والنيتروزو: الجزء 2، المجلد 2. كيمياء المجموعات الوظيفية في باتاي. المجلد 2. جون وايلي وأولاده المحدودة. doi :10.1002/9780470771174. ISBN 978-0-470-77117-4.Saul Patai, ed. (1982). Nitro and Nitroso Groups: Supplement F: Part 2, Volume 2. PATAI'S Chemistry of Functional Groups. John Wiley & Sons Ltd. doi :10.1002/9780470771679. ISBN 978-0-470-77167-9.Saul Patai, ed. (1982). Amino, Nitroso and Nitro Compounds and Their Derivatives: Supplement F: Part 1, Volume 1. PATAI'S Chemistry of Functional Groups. John Wiley & Sons Ltd. doi :10.1002/9780470771662. ISBN 978-0-470-77166-2.
  2. ^ أولغا ف. دوروفييفا؛ يوري ف. فيشنفسكي؛ ناتاليا فوجت؛ يورغن فوجت؛ ليودميلا ف. خريستينكو؛ سيرجي ف. كراسنوشكوف؛ إيغور ف. شيشكوف؛ إستفان هارغيتاي؛ ليف ف. فيلكوف (2007). "إعادة التحقيق في البنية الجزيئية وتكوين النيتروبنزين من خلال التحليل المشترك لحيود الإلكترون في الطور الغازي والثوابت الدورانية والحسابات النظرية". الكيمياء البنيوية . 18 (6): 739-753. doi :10.1007/s11224-007-9186-6. S2CID  98746905.
  3. ^ جيرالد، بوث. "مركبات النيترو، العطرية". موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية . وينهايم: وايلي-في سي إتش. doi :10.1002/14356007.a17_411. ISBN 978-3527306732.
  4. ^ ماركوفسكي، شيلدون؛ جريس، دبليو جي (2000). "مركبات النيترو، الأليفاتية". موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية . doi :10.1002/14356007.a17_401. ISBN 978-3-527-30673-2.
  5. ^ كورنبلوم ، ن. أونغنادي، سعادة (1963). "1- نيترو أوكتان". التوليفات العضوية . 4 : 724. دوى :10.15227/orgsyn.038.0075.
  6. ^ والدن ، ب. (1907). "Zur Darstellung aliphatischer Sulfocyanide، Cyanide und Nitrokörper". Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft . 40 (3): 3214-3217. دوى :10.1002/cber.19070400383.
  7. ^ Whitmore, FC; Whitmore, Marion G. (1923). "Nitromethane". Organic Syntheses . 1 : 401. doi :10.15227/orgsyn.003.0083.
  8. ^ أولاه، جورج أ.؛ رامايا، بيتشيكا؛ تشانج سو، لي؛ براكاش، سوريا (1992). "الأكسدة الملائمة للأوكسيمات إلى مركبات نيترو باستخدام بيربورات الصوديوم في حمض الأسيتيك الجليدي". سينليت . 1992 (4): 337-339. doi :10.1055/s-1992-22006.
  9. ^ إيهود، كينان؛ يهودا، مازور (1977). "الأوزون الجاف للأمينات. تحويل الأمينات الأولية إلى مركبات نيترو". مجلة الكيمياء العضوية . 42 (5): 844-847. doi :10.1021/jo00425a017.
  10. ^ شاندراسيخار، س.؛ شرينيدي، أ. (2014). "التمديدات المفيدة لتفاعل هنري: طرق سريعة للوصول إلى النيتروألكانات والنيتروألكينات في الوسائط المائية". اتصالات تركيبية . 44 (20): 3008-3018. doi :10.1080/00397911.2014.926373. S2CID  98439096.
  11. ^ Shrinidhi, A. (2015). "الاختزال الكيميائي الانتقائي بمساعدة الميكروويف للنيتروألكينات المترافقة إلى نيتروألكانات باستخدام هيدريد ثلاثي-ن-بوتيلتين المائي". Cogent Chemistry . 1 (1): 1061412. doi : 10.1080/23312009.2015.1061412 .
  12. ^ ويسليسينوس، فيلهلم؛ إندريس ، أنطون (1902). "Ueber Nitrirung mittels Aethylnitrat [النترجة عن طريق نترات الإيثيل]". Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft . 35 (2): 1755-1762. دوى :10.1002/cber.190203502106.
  13. ^ Weygand, Conrad (1972). Hilgetag, G.; Martini, A. (eds.). Weygand/Hilgetag Preparative Organic Chemistry (الطبعة الرابعة). New York: John Wiley & Sons, Inc. p. 1007. ISBN 978-0-471-93749-4.
  14. ^ ادموند تير مير (1876). "Ueber Dinitroverbindungen der Fettreihe". جوستوس ليبيجز أنالين دير كيمي . 181 (1): 1-22. دوى :10.1002/jlac.18761810102.
  15. ^ هوثورن، م. فريدريك (1956). "حمض النيتريك-ألكانات. 1. آلية تفاعل تير مير1". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 78 (19): 4980-4984. doi :10.1021/ja01600a048.
  16. ^ 3-Hexene, 3,4-dinitro- DE Bisgrove, JF Brown, Jr., and LB Clapp. Organic Syntheses , Coll. المجلد 4، ص 372 (1963)؛ المجلد 37، ص 23 (1957). (مقال)
  17. ^ زوتشر، جورج؛ وينكلر، روبرت؛ هيرتويك، كريستيان؛ شولتز، جورج إي (2007). "بنية وعمل إنزيم الأكسجيناز AurF من Streptomyces thioluteus". مجلة علم الأحياء الجزيئي . 373 (1): 65-74. doi :10.1016/j.jmb.2007.06.014. PMID  17765264.
  18. ^ مايا ، خوسيه جيلهيرم إس. أندرادي، إلويسا هيلينا أ. (2009). "قاعدة بيانات نباتات الأمازون العطرية وزيوتها الأساسية" (PDF) . كيميكا نوفا . 32 (3). فابونيفسب (SciELO): 595–622. دوى : 10.1590/s0100-40422009000300006 . ISSN  0100-4042.
  19. ^ Kramer, KU; Kubitzki, K.; Rohwer, JG; Bittrich, V. (1993). النباتات المزهرة، ثنائيات الفلقة: عائلات المغنوليدات، والهاماميليدات، والكاريوفيليات. عائلات وأجناس النباتات الوعائية. Springer-Verlag، برلين. ISBN 978-3-540-55509-4.
  20. ^ Nepali K, Lee HY, Liou JP (مارس 2019). "الأدوية المحتوية على مجموعة النيترو". J. Med. Chem . 62 (6): 2851–2893. doi :10.1021/acs.jmedchem.8b00147. PMID  30295477. S2CID  52931949.
  21. ^ "إيثيل ب- ثنائي ميثيل أمينوفينيل أسيتات" (PDF) . التخليق العضوي . 47 : 69. 1967. doi :10.15227/orgsyn.047.0069.
  22. ^ بوردويل، فريدريك جي؛ ساتيش، إيه في (1994). "هل الرنين مهم في تحديد حموضة الأحماض الضعيفة أو إنثالبيات تفكك الرابطة المتجانسة (BDEs) لروابطها الحمضية HA؟". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 116 (20): 8885. doi :10.1021/ja00099a004.
  23. ^ رانجاناثان، دارشان؛ راو، بوشان؛ رانجاناثان، سوبرامانيا؛ مهروترا، أشوك وأينجار، رادها (1980). "نيتروإيثيلين: عامل مستقر ونظيف وتفاعلي للتخليق العضوي". مجلة الكيمياء العضوية . 45 (7): 1185-1189. doi :10.1021/jo01295a003.
  24. ^ Jubert, Carole & Knochel, Paul (1992). "إعداد أوليفينات النيترو وألكانات النيترو متعددة الوظائف باستخدام كواشف النحاس والزنك RCu(CN)ZnI". مجلة الكيمياء العضوية . 57 (20): 5431-5438. doi :10.1021/jo00046a027.
  25. ^ ويليامز، دي إل إتش (1988). النترتة . كامبريدج، المملكة المتحدة: جامعة كامبريدج . ص. 44. رقم ISBN 0-521-26796-X.
  26. ^ سميث (2020)، الكيمياء العضوية لشهر مارس ، المجلد 16-3.
  27. ^ Bartoli, Giuseppe; Marcantoni, Enrico; Petrini, Marino (1992) [14 أبريل 1992]. "النيترونات الناتجة عن إضافة كواشف البنزيل والأليل غرينيارد إلى مركبات النيترو الألكيل: الانتقائية الكيميائية والإقليمية والفضائية للتفاعل". مجلة الكيمياء العضوية . 57 (22). الجمعية الكيميائية الأمريكية: 5834-5840. doi :10.1021/jo00048a012.
  28. ^ Nagpal, Akanksha; Valley, Michael P.; Fitzpatrick, Paul F.; Orville, Allen M. (2006). "الهياكل البلورية لأوكسيديز النيتروألكان: رؤى حول آلية التفاعل من مركب تساهمي من الفلافونزيم المحاصر أثناء الدوران". الكيمياء الحيوية . 45 (4): 1138-1150. doi :10.1021/bi051966w. PMC 1855086. PMID  16430210 . 
تحتوي ويكيميديا ​​كومنز على وسائط متعلقة بـ مركبات النيترو .
تم الاسترجاع من "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=مركب_النيترو&oldid=1243458843"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate