Alifatik nitrobirikmalar. Olinishi, xossalari va ishlatilishi. Mundarija kirish

I.4 Alifatik nitrobirikmalarning olinish usullari.

Alifatik nitrobirikmalar birinchi marta 1872-yilda nemis olimi V.Meyer tomonidan sintez qilingan:

С₂Н₅J+NaNO₂  C₂H₅-NO₂ + NaJ.

Nitrobirikmalar asosan ikkita usul bilan olinadi:

1.Konovalov usuli: to‘yingan uglevodorodlarga yuqori haroratda (150⁰) suyultirilgan (10%) nitrat kislota ta’sir ettirish usuli;

Bu reaksiyada uchlamchi uglerod atomidagi vodorodlar eng oson, birlamchi uglerod atomidagi vodorodlar esa eng qiyin almashinadi. Reaksiya radikal mexanizmida boradi.

Bu reaksiya asosan konsentrlangan nitrat kislota bilan sulfat kislotadan (birinchisi nitrollovchi agent, ikkinchisi suvni tortib oluvchi vosita) iborat nitrollovchi aralashma vositasida amalga oshiriladi.

Konovalov reaksiyasining mexanizmini A.V. Topchiyev va A.N. Titovlar o‘rganib quyidagi sxemani taklif qilganlar:

Qo‘shimcha mahsulot sifatida karbon kislotalari hosil bo‘ladi.

Alkanlar nitrat kislotasi yoki azot oksidlari yordamida 420-480⁰S da nitrolanganda nitrobirikmalar aralashmasi hosil bo‘ladi (X. Gess, 1930 y). Reaksiya juda qisqa muddatda olib boriladi. Uning sxemasi va mexanizmini quyidagicha ko‘rsatish mumkin:

2.Galoidalkillarga nitrit kislota tuzlarining ta’siri:

RBr + NaNO₂ RNO₂ + NaBr

Bu reaksiyada alkilnitritlar ham hosil bo‘ladi:

R-O-N=O

Ular ko‘proq uchlamchi galoidalkillar reaksiyasida hosil bo‘ladi.

Bu reaksiyaning mexanizmi nukleofil almashinishdir.

Bu reaksiyada nukleofil Kornblyum qoidasiga muvofiq elektron zichligi yuqori bo‘lgan kislorod atomi bilan reaksiyaga kirishadi.

Birlamchi galoid birikmalar S_N² mexanizmi bo‘yicha reaksiyaga kirishib, nitroalkanlar hosil qiladi. Bunda nukleofil qutblanuvchanligi katta bo‘lgan azot atomi bilan reaksiyaga kirishadi:

(S_N²)

Bundan tashqari yuqoridagi ikki usul orqali quyidagi nitbirikmalar olinadi:

1. 
   To’yingan uglevodorodlarni nitrollash yoki nitrat kislota ta'siri.
   

Oddiy sharoitda konsentrlangan nitrat kislota to'yingan uglevodorodlar bilan reaksiyaga kirishmaydi. Yuqori lemperaturada uglevodorodlarni oksidlab uglerod (II) oksidga, hatto spirt, aldegid, keton va kislotalarga aylantiradi.

Suyultirilgan nitrat kislota bilan to'yingan uglevodorodlar birga qizdirilganda uglevodoroddagi vodorod atomi nitrat kislota qoldig'i (NO₂) bilan almashinadi va natijada nitrobirikma hosil bo'ladi. Bu reaksiya nitrolash reaksiyasi deyiladi:

R-H + HNO₃ R-NO₂+ H₂O

C₆H₁₄ + HO-N0₂  C₆H₁₃N0₂ + H₂0

geksan nitrogeksan

Nitrolash reaksiyasi bilan bir qatorda, oksidlanish reaksiyasi ham sodir bo'ladi.Masalan, uglevodorodlarni nitrat kislotabilan nitrolashda kislotaning taxminan 40% nitrolash uchun, qolgani esa oksidlanish uchun sarf bo'ladi.

Metan nitrolanganda uning deyarli hammasi nitrometanga aylanadi.

CH₄+ HNO₃ CH₃NO₂+ H₂O

nitrometan

Metanga suyultirilgan nitrat kislota ta’sir ettirilganda deyarli faqat nitrometan hosil bo‘ladi:

Ammo, etan, propan, butan va boshqalar nitrolansa nitrobirikmalarning aralashmasi hosil bo‘ladi:

СH₃СH₂СH₃+ HNO₃ CH₃NO₂ (9 %) + CH₃CH₂NO₂ (26 %) +

+ CH₃CH₂ CH₂NO₂ (32 %) + CH₃CHNO₂CH₃ (32 %)

Nitrolanish reaktsiyalarida kontsentrlangan kislotalar oddiy sharoitda ta‘sir etmaydi.Qizdirilganda esa parchalanadi.