物理性质
硝基化合物有毒。多硝基化合物有爆炸性。脂肪族硝基化合物为无色或略带黄色的液体,脂肪族硝基化合物是近于无色的高沸点液体。芳香族硝基化合物一般是
结晶固体,大多数是黄色。
由于硝基是很强的吸电子基,硝基化合物的
偶极矩大、
极性大、分子间吸引力大,其沸点比相应的
卤代烃高。芳香族硝基化合物中,除一硝基化合物为高沸点的液体外,一般为无色或黄色的固体。
化学性质
硝基化合物可以依次还原为亚硝基化合物、N-烃基取代羟胺和胺。在碱性溶液中N-
羟基取代羟胺和芳胺能分别与亚硝基
硝基化合物的反应1
化合物
缩合,生成氧化
偶氮化合物和偶氮化合物,偶氮化合物又可以还原为1,2-二烃基肼,硝基化合物用
还原剂还原时得
伯胺。工业上将
烷烃高温硝化制取,但产物为各种硝基化合物的混合物。用作
溶剂。
芳香族硝基化合物因还原剂与
介质不同,还原时得不同产物,将它们继续还原时最终产物为芳香伯胺。一般由芳烃直接硝化制取。
芳香硝基化合物一般由
硝酸和
硫酸与相应的有机物分子反应而成。一些著名的硝基化合物有
三硝基苯酚(苦味酸)、
三硝基甲苯(TNT)和三硝基间苯二酚(
收敛酸)等。
硝基化合物的反应2
它们往往非常易爆。不适的操作和一些混杂物很容易造成
放热反应。
1、a—H的酸性
由于硝基是强吸电子基,脂肪族硝基化合物a—H具有一定的酸性,可溶于碱,与氢氧化钠作用生成盐。例如,硝基甲烷、硝基乙烷和2—硝基丙烷的pKa值分别为10.2、8.5、7.8。
硝基化合物的酸式—硝基式之间的互变与羰基化合物的酮式—烯醇式互变异构现象相似,两者主要区别是酸式存在的时间较烯醇式要长。
具有a—H的伯、仲硝基化合物在碱催化下能与某些羰基化合物发生缩合反应。三羟甲基甲胺在生物化学中被用作
缓冲剂。
4、和亚硝酸的反应
伯硝基烷与亚硝酸作用,得到蓝色的亚硝基化合物,在碱作用下转变成红色的硝肟酸盐溶液;仲硝基烷与亚硝酸作用得无色的亚硝基化合物,其碱性溶液呈蓝色。
叔硝基烷R3CNO2没有a—H,不与
亚硝酸反应。利用此反应可以区别三种硝基烷。
5、芳香族硝基化合物的化学性质
芳香族硝基化合物由于没有a—H,它的性质与脂肪族硝基化合物的性质有许多不同的地方。芳香族硝基化合物最重要的性质是还原反应。
(1)还原反应
硝基化合物易被还原,选用不同的还原剂,在不同的条件下,可将硝基苯还原成不同的产物。
(2)芳环上的亲核取代反应
芳羟的特征反应是
亲核取代反应,当芳环上的氢被硝基取代后,由于硝基是强吸电子基,使苯环上的电子云密度降低,不利于亲电试剂的进攻;同时硝基对苯环上的其他取代基也产生极大的影响,邻位或对位被被硝基取代芳香卤代物,容易发生亲核取代反应。
影响卤素的活泼性:氯苯在常压下很难水解,当
氯苯的邻位和对位被硝基取代后,由于硝基的强吸电子作用使得与氯原子相连的碳原子的电子云密度大大降低,有利于亲核试剂的进功而发生双分子亲核取代反应。亲核取代反应所需要的温度,随邻位和对位硝基的数目的增多而下降。在三种化合物下,邻位硝基氯苯需要比较高的温度,而2,4,6-三硝基氯苯则在较低温度下就可发生反应。这是由于三个强吸电子的硝基对氯原子综合影响的结果。卤素直接连在苯环上很难被氨基取代,若苯环上有硝基等强吸电子基存在,即使没有催化剂也可以发生亲核取代反应。
6、硝基影响酚的酸性
在苯酚环上引入硝基,吸电子的硝基通过共轭效应的传递,增加了羟基中氢解离成质子的能力,尤其是当邻位和对位都引入硝基如2,4,6-三硝基苯酚,它的酸性已接近于无机酸,它可以与
氢氧化钠、
碳酸钠以及
碳酸氢钠作用。