Нитроэтилен
| |
| |
| Имена | |
|---|---|
| Предпочтительное название ИЮПАК
Нитроэтен | |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol )
|
|
| 1209274 | |
| КЭБ | |
| ХимическийПаук | |
| 130431 | |
ПабХим CID
|
|
Панель управления CompTox ( EPA )
|
|
| Характеристики | |
| С 2 Н 3 Н О 2 | |
| Молярная масса | 73.051 g·mol −1 |
| Появление | жидкость |
| Плотность | 1,073 г см −3 |
| Температура плавления | -55 ° C (-67 ° F; 218 К) |
| Точка кипения | 98,5 ° C (209,3 ° F; 371,6 К) |
| 78,9 г л −1 | |
| Растворимость в этаноле, ацетоне и бензоле. | очень растворим |
| войти P | -1.702 |
| Давление пара | 45,8 мм рт. ст. |
| Опасности | |
| точка возгорания | 23,2 ° С (73,8 ° F; 296,3 К) |
| Паспорт безопасности (SDS) | Внешний паспорт безопасности материалов |
| Термохимия | |
Теплоемкость ( С )
|
73,7 Дж моль −1 К −1 |
Стандартный моляр
энтропия ( S ⦵ 298 ) |
324 Дж моль −1 К −1 |
Стандартная энтальпия
образование (Δ f H ⦵ 298 ) |
56 кДж раз −1 |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
| |
Нитроэтилен (также известный как нитроэтен ) — жидкое органическое соединение с формулой C 2 H 3 NO 2 . Это простейший нитроалкен , представляющий собой ненасыщенные углеродные цепи, по крайней мере, с одной двойной связью и функциональной группой NO 2 . Нитроэтилен служит полезным промежуточным продуктом в производстве различных других химикатов.
Характеристики
[ редактировать ]Нитроэтилен имеет дипольный момент от электроноакцепторной нитрогруппы, присутствующей в молекуле, хотя он и является нейтральным веществом. В результате он растворим в воде и неполярных растворителях. Нитроэтилен чрезвычайно реакционноспособен даже при низких температурах. Он легко разлагается при комнатной температуре. Однако, в отличие от отчетов, подчеркивающих его нестабильность, было обнаружено, что он стабилен в качестве стандартного раствора в бензоле в течение как минимум 6 месяцев при хранении в холодильнике (-10 ° C). [ 1 ]
Производство
[ редактировать ]Нитроэтен можно получить путем взаимодействия нитрометана с формальдегидом или параформальдегидом (полимерная форма) с образованием 2-нитроэтанола, который затем может подвергаться E2 , катализируемой кислотой реакции дегидратации . [ 2 ] Альтернативно нитроэтен можно получить термической дегидратацией 2-нитроэтанола в присутствии фталевого ангидрида. [ 3 ]
Реакции
[ редактировать ]Нитроэтилен – молекула с очень дефицитом электронов. В результате нитроэтилен обычно действует как электрофил в реакциях. Нитроэтилен способен самопроизвольно реагировать [ нужны разъяснения ] при температурах до -100 °C, часто в виде эндотермических реакций. Обычными реакциями для этой молекулы являются циклоприсоединение, радикальное присоединение и нуклеофильное присоединение. [ 4 ]
Циклоприсоединение
[ редактировать ]Нитроэтилен может действовать как источник 2π-электронов при [4+2] -циклоприсоединении . Нитрогруппа в молекуле служит электроноакцепторной группой, что делает молекулу хорошим кандидатом в качестве диенофила. Он легко образует аддукт с циклопентадиеном, спирогептадиеном и их производными в результате [4+2]-циклоприсоединения. [ 1 ]
Нитроэтен может реагировать на источнике 2π-электронов в результате [3+2]-циклоприсоединения с нитронами. [ 5 ] [ 6 ]
Нитроэтилен также активен в процессах домино-циклоприсоединения. Например, они могут первоначально реагировать с хиральным виниловым эфиром, а затем вступать в реакцию [3+2]-циклоприсоединения с электронодефицитным алкеном, таким как диметилфумарат. Реакции почти спонтанны при температуре -78°С. [ 7 ]
Радикальная полимеризация
[ редактировать ]При очень низких температурах (например, -78 °C) нитроэтилен может полимеризоваться сам с собой путем инициирования одной из неподеленных пар. Этот процесс можно замедлить, используя трет-бутильный растворитель. Были проведены исследования по проведению периодической полимеризации при комнатной температуре в растворителе ТГФ. Для инициирования этого процесса требуется облучение гамма-лучами. Для прекращения полимеризации требуется ингибитор радикалов, такой как бромистый водород или хлористый водород. Перед полимеризацией необходимо тщательно удалить воду, поскольку нитроэтилен чувствителен к полимеризации в присутствии следов воды. [ 2 ]
Сложение и сокращение
[ редактировать ]Помимо стандартных реакций нуклеофильного присоединения по связи C=C, нитроэтилен может служить акцептором Михаэля в реакции присоединения Михаэля. Можно использовать типичный донор Михаэля (т.е. кетон или альдегид). [ 8 ] Как и большинство нитросоединений, реакция, катализируемая платиной и палладием, с газообразным водородом может восстановить нитрогруппу до аминогруппы.
Другим примером является реакция Михаэля индола и нитроэтилена. [ 1 ]
Использование
[ редактировать ]Основное применение нитроэтилена — в качестве промежуточного реагента в химическом синтезе. Одним из примеров является производство N-(2-нитроэтил)-анилина с помощью анилина при комнатной температуре. В реакции используется бензол в качестве растворителя и протекает с выходом около 90% за 12 часов. [ 9 ]
Другой пример нитроэтилена - реакция сочетания с виниловым реактивом Гриньяра и силилглиоксалатом с образованием нитроциклопентанола. Этот процесс осуществляется по реакции Генри и является высокодиастереоселективным. [ 10 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с Ранганатан, Д.; Рао, CB; Ранганатан, С.; Мехротра, АК; Айенгар, Р. Нитроэтилен: стабильный, чистый и реакционноспособный агент для органического синтеза. Дж. Орг. хим. 1980 , 45 , 1185-1189.
- ^ Jump up to: а б Ямаока, Х.; Уильямс, Ф.; Хаяши, К. Радиационно-индуцированная полимеризация нитроэтилена. Пер. Фарадей Соц. , 1967 , 63 , 376-381. DOI: 10.1039/TF9676300376
- ^ Циммерман, Ховард Э.; Ван, Пэнфэй (1 декабря 2002 г.). «Меж- и внутримолекулярное стереоселективное протонирование енолов1,2». Журнал органической химии . 67 (26): 9216–9226. дои : 10.1021/jo026187p . ISSN 0022-3263 . ПМИД 12492323 .
- ^ Синглтон, Дэниел А. Нитроэтилен. Публикация. Колледж-Стейшн: np, 2008. Интернет-библиотека Wiley. Веб. 18 октября 2012 г.
- ^ Ясинский, Р. (1 июня 2009 г.). «Вопрос о регионаправлении реакции [2+3] циклоприсоединения трифенилнитрона к нитроэтену». Химия гетероциклических соединений . 45 (6): 748–749. дои : 10.1007/s10593-009-0318-3 . ISSN 0009-3122 .
- ^ Ясинский, Радомир (11 сентября 2009 г.). «Регио- и стереоселективность [2+3]циклоприсоединения нитроэтена к (Z)-N-арил-C-фенилнитронам» . Сборник Чехословацких химических сообщений . 74 (9): 1341–1349. дои : 10.1135/cccc2009037 . ISSN 1212-6950 .
- ^ Дания, ЮВ, Херд А.Р. Тандемные [4+2]/[3+2] циклоприсоединения с нитроэтиленом. Дж. Орг. хим. , 1998 , 63(9) , 3045-3050.
- ^ Ю. Чи, Л. Го, Н. А. Копф, С. Х. Геллман. Энантиоселективное органокаталитическое присоединение по Михаэлю альдегидов к нитроэтилену: эффективный доступ к γ2-аминокислотам. Дж. Ам. хим. Соц. , 2008 , 130 , 5048-5049.
- ^ Свойства нитроэтилена. http://es.sw3c.com/chemical/formulas/cas-3638-64-0.html (по состоянию на 06.11.2012).
- ^ Бойс Г.Р., и Джонсон, Дж.С. Трехкомпонентные реакции сочетания силилглиоксилатов, винилового реагента Гриньяра и нитроалкенов: эффективный высокодиастереоселективный подход к нитроциклопентанолам. Angewandte Chemie International Edition , 2010 , 49(47) , стр. 8930–8933.