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).^[1]

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.^[2] 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.^[3] O nitrofeniletano tamén se encontra en plantas das familias Annonaceae, Lauraceae e Papaveraceae.^[4]

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.^[5]

En síntese orgánica hai varios métodos para preparar compostos nitro.

Os compostos nitro alifáticos poden sintetizarse utilizando varios métodos. Exemplos salientables son:

• Nitración de radical libre de alcanos.^[6] 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^[7] ou organosulfatos^[8] 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.^[9]
• A oxidación de oximas^[10] ou aminas primarias.^[11]

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.

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.

• 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^[12][13]
• 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,^[14] 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.^[15] Cando o mesmo reactivo reacciona con hidróxido de potasio o produto da reacción é o dímero 1,2-dinitro.^[16]

• 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:^[17]

• 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.

• Redución e compostos nitro
• Nitración
• Nitrito Tamén un grupo NO₂, pero enlazado de forma diferente.
• Nitroalqueno

Commons ten máis contidos multimedia sobre:  Composto nitro