利用这个性质,可鉴定是否含有α氢的伯、仲硝基化合物和叔硝基化合物。
3、硝基对苯环的影响
硝基是吸电子基团,使苯环电子云密度降低,特别是硝基的邻对位电子云密度降低更为显著,
而间位的电子云密度相对较高。所以在芳环的亲电取代反应中,硝基是钝化芳环的间位定位基。
如果硝基苯邻对位连有其它基团,它们也要受到硝基的影响。例如,硝基使邻对位卤原子亲核
取代反应活性增强;硝基使邻对位的羟基、羧基酸性增强;使邻对位上甲基活性增强,使邻对
位上氨基的碱性减弱。
(1)硝基对芳环亲电取代反应的影响硝基是间位定位基,因此,亲电取代反应主要发生
在间位,反应速度比苯慢。例如:
NO2
NO2Br2FeBr3
BrHBr
NO2
NO2HNO3发烟)浓H2SO495℃
H2O
NO2H2SO4(发烟)110℃
NO2
NO2
H2O
SO3H
(2)硝基对苯环上邻、对位卤素的影响在卤代苯分子中,由于卤原子与芳环的Pπ共轭
效应,使卤原子与苯环碳原子结合得更加紧密,因此卤原子很不活泼。在一条件下,卤代苯不
能发生亲核取代反应。例如在一定条件下氯苯很难和氢氧化钠作用,发生碱性水解。但如果在
氯苯分子中氯原子的邻、对位引入硝基,由于硝基的吸电子诱导效应和吸电子共轭效应,硝基
邻位或对位的电子云密度降低,从而使CCl键极性增强,因此氯原子活性增强,例如,邻或对
硝基氯苯就容易水解,而且邻、对位硝基愈多,卤原子的活性愈强,愈容易水解。例如:
Cl
NaOH
NO2
370℃水
OHNO2
fClCl
NaHCO3130℃
NaHCO3100℃
NO2
OHOH
NO2
3与硝基处于邻或对位的酚羟基或羧基的酸性增强例如
OH
OH
OH
OH
pKa100
NO2
721
7N1O62
NO2
80
COOH
pKa417
COOHNO2
221
COOH3N4O02
COOH
NO2
346
硝基的邻、对位碳原子的电子云密度低,受此影响,这两个碳原子上的羧基或羟基的氢原子,其质子化倾向增强。间位碳原子的电子云密度也有降低,但比邻对位碳原子高,因此间位上的羧基或羟基的酸性虽有增强,但增强的程度较小。
显然,苯环上硝基愈多,则苯环上羟基或羧基的酸性愈强,例如2,4,6三硝基苯酚的酸性已接近无机酸的水平。苦味酸的pKa038。四、常见的硝基化合物
1、硝基苯:是淡黄色有苦仁气味的油状液体,通常作为有机溶剂。硝基苯不溶于水,可以水蒸气蒸馏,其蒸气有毒,应该注意。
2、2,4,6三硝基甲苯(TNT):是黄色结晶,受震而相当稳定,须经起爆剂(雷酸汞)引发才锰烈爆炸,是一种优良的炸药。
3、2,4,6三硝基苯酚(苦味酸):是黄色片状结晶,有强的苦味,也是烈性炸药。
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