En química orgánica , los compuestos nitro son compuestos orgánicos que contienen uno o más grupos funcionales nitro ( -NO 2 ). El grupo nitro es uno de los explosóforos (grupo funcional que convierte a un compuesto en explosivo) más comunes utilizados a nivel mundial. El grupo nitro también es fuertemente aceptor de electrones . Debido a esta propiedad, los enlaces C-H alfa (adyacentes) al grupo nitro pueden ser ácidos. Por razones similares, la presencia de grupos nitro en compuestos aromáticos retarda la sustitución aromática electrófila pero facilita la sustitución aromática nucleófila . Los grupos nitro rara vez se encuentran en la naturaleza. Casi invariablemente se producen mediante reacciones de nitración que comienzan con ácido nítrico . [1]
Síntesis
Preparación de compuestos nitro aromáticos.
Los compuestos nitro aromáticos normalmente se sintetizan mediante nitración. La nitración se logra utilizando una mezcla de ácido nítrico y ácido sulfúrico , que producen el ion nitronio ( NO+2), que es el electrófilo:
+
H +
El producto de nitración producido a mayor escala, con diferencia, es el nitrobenceno . Muchos explosivos se producen mediante nitración, incluidos el trinitrofenol (ácido pícrico), el trinitrotolueno (TNT) y el trinitroresorcinol (ácido estífnico). [3]
Otro método, aunque más especializado, para obtener grupos aril-NO 2 a partir de fenoles halogenados es la nitración de Zinke .
Preparación de compuestos nitro alifáticos.
Los nitrocompuestos alifáticos se pueden sintetizar mediante varios métodos; ejemplos notables incluyen:
Los nitronatos también son intermediarios clave en la reacción de Nef : cuando se exponen a ácidos u oxidantes, un nitronato se hidroliza a un carbonilo y azanona . [25]
Los reactivos de Grignard se combinan con compuestos nitro para dar una nitrona ; pero luego se agregará nuevamente un reactivo de Grignard con un hidrógeno α a la nitrona para dar una sal de hidroxilamina . [26]
Muchas enzimas dependientes de flavina son capaces de oxidar compuestos nitro alifáticos a aldehídos y cetonas menos tóxicos. La nitroalcano oxidasa y la 3-nitropropionato oxidasa oxidan exclusivamente compuestos nitro alifáticos, mientras que otras enzimas como la glucosa oxidasa tienen otros sustratos fisiológicos. [27]
Explosiones
La descomposición explosiva de compuestos organonitro son reacciones redox, en las que tanto el oxidante (grupo nitro) como el combustible (sustituyente hidrocarburo) están unidos dentro de la misma molécula. El proceso de explosión genera calor formando productos altamente estables que incluyen nitrógeno molecular (N 2 ), dióxido de carbono y agua. El poder explosivo de esta reacción redox aumenta porque estos productos estables son gases a temperaturas suaves. Muchos explosivos de contacto contienen el grupo nitro.
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