Нитроэтилен - Nitroethylene - Wikipedia

Нитроэтилен
Нитроэтилен
Нитроэтилен 3D.png
Имена
Название ИЮПАК
1-нитроэтен
Идентификаторы
3D модель (JSmol )
1209274
ChemSpider
Характеристики
C2ЧАС3NО2
Молярная масса73.051 г · моль−1
Внешностьжидкость
Плотность1,073 г см−3
Температура плавления -55 ° С (-67 ° F, 218 К)
Точка кипения 98,5 ° С (209,3 ° F, 371,6 К)
78.9 г л−1
Растворимость в этаноле, ацетоне и бензолеочень растворимый
бревно п-1.702
Давление газа45,8 мм рт.
Опасности
Паспорт безопасностиВнешний паспорт безопасности материалов
точка возгорания 23,2 ° С (73,8 ° F, 296,3 К)
Термохимия
73,7 Дж моль−1 K−1
324 Дж моль−1 K−1
56 кДж моль−1
Если не указано иное, данные для материалов приводятся в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
Ссылки на инфобоксы

Нитроэтилен (также известен как нитроэтен) представляет собой жидкое органическое соединение с формулой C2ЧАС3НЕТ2. Это самый простой нитроалкен, которые представляют собой ненасыщенные углеродные цепи по крайней мере с одной двойной связью и NO2 функциональная группа. Нитроэтилен служит полезным промежуточным продуктом при производстве различных других химических веществ.

Характеристики

Нитроэтилен имеет дипольный момент от электроноакцепторной нитрогруппы, присутствующей в молекуле, даже если она является нейтральной разновидностью. В результате он растворим в воде и неполярных растворителях. Нитроэтилен чрезвычайно реактивен даже при низких температурах. Легко разлагается при комнатной температуре. Однако, в отличие от отчетов, которые подчеркивают его нестабильность, было обнаружено, что он стабилен как стандартный раствор в бензоле в течение не менее 6 месяцев при хранении в холодильнике (-10 ° C).[1]

Производство

Нитроэтен можно получить путем реакции нитрометан с формальдегид или же параформальдегид (полимерная форма) с образованием 2-нитроэтанола, который затем может подвергаться E2 кислотно-катализированный реакция дегидратации.[2] Альтернативно, нитроэтен может быть получен термической дегидратацией 2-нитроэтанола в присутствии фталевого ангидрида.[3]

Получение нитроэтилена

Реакции

Нитроэтилен - очень электронодефицитная молекула. В результате нитроэтилен обычно действует как электрофил в реакциях. Нитроэтилен способен к самопроизвольной реакции при температурах до -100 ° C, часто в виде эндотермических реакций. Обычными реакциями для этой молекулы являются циклоприсоединения, радикальные присоединения и нуклеофильные присоединения.[4]

Циклоприсоединение

Нитроэтилен может действовать на 2π-источник электронов в [4 + 2] циклоприсоединение. Нитрогруппа в молекуле служит электроноакцепторной группой, что делает молекулу хорошим кандидатом в диенофил. Он легко образует аддукт с циклопентадиеном, спирогептадиеном и их производными в [4 + 2] циклоприсоединении.[1]

Нитроэтен может реагировать на источнике 2π электронов в [3 + 2] циклоприсоединении с нитронами.[5][6]

Нитроэтилен также активен в процессах домино-циклоприсоединения. Например, они могут сначала реагировать с хиральным виниловым эфиром, а затем реагировать в [3 + 2] циклоприсоединении с электронодефицитным алкеном, таким как диметилфумарат. Реакции почти самопроизвольные при -78 ° C.[7]

Радикальная полимеризация

При очень низких температурах (например, -78 ° C) нитроэтилен может полимеризоваться сам с собой за счет инициирования одной из своих неподеленных пар. Этот процесс можно замедлить, используя трет-бутиловый растворитель. Были проведены исследования по проведению периодической полимеризации при комнатной температуре в растворителе ТГФ. Для инициирования этого процесса требуется гамма-облучение. Для прекращения полимеризации требуется антирадикал, такой как бромистый водород или хлористый водород. Перед полимеризацией необходимо тщательно удалить воду, так как нитроэтилен чувствителен к полимеризации из-за следов воды.[2]

Сложение и сокращение

В дополнение к стандартным реакциям нуклеофильного присоединения по связи C = C, нитроэтилен может служить акцептором Михаэля в реакции присоединения Михаэля. Можно использовать типичный донор Майкла (например, кетон или альдегид).[8] Как и большинство нитросоединений, катализируемая платиной / палладием реакция с газообразным водородом может восстановить нитрогруппу до аминогруппы.

Другой пример - реакция Михаэля индола и нитроэтилена.[1]

Использует

В основном нитроэтилен используется в качестве промежуточного реагента в химическом синтезе. Одним из примеров является производство N- (2-нитроэтил) -анилина с анилин при комнатной температуре. В реакции используется бензол в качестве растворителя, и за 12 часов выход достигает примерно 90%.[9]

Реакция нитроэтилена и анилина

Другой пример нитроэтилена - реакция сочетания с виниловым Реактив Гриньяра и силилглиоксалат с образованием нитроцилопентанола. Этот процесс осуществляется посредством реакции Генри и очень диастереоселективен.[10]

Реакция сочетания нитроэтилена с винилом Гриньяра и силилглиоксалатом

Рекомендации

  1. ^ а б c Ranganathan, D .; Rao, C.B .; Ranganathan, S .; Mehrotra, A.K; Айенгар, Р. Нитроэтилен: стабильный, чистый и реактивный агент для органического синтеза. J. Org. Chem. 1980, 45, 1185-1189.
  2. ^ а б Yamaoka, H .; Уильямс, Ф .; Хаяси К. Радиационно-индуцированная полимеризация нитроэтилена. Пер. Faraday Soc., 1967, 63, 376-381. DOI: 10.1039 / TF9676300376
  3. ^ Zimmerman, Howard E .; Ван, Пэнфэй (2002-12-01). «Меж- и внутримолекулярное стереоселективное протонирование енолов1,2». Журнал органической химии. 67 (26): 9216–9226. Дои:10.1021 / jo026187p. ISSN  0022-3263.
  4. ^ Синглтон, Дэниел А. Нитроэтилен. Публикация. College Station: n.p., 2008. Онлайн-библиотека Wiley. Интернет. 18 октября 2012 г.
  5. ^ Ясинский, Р. (2009-06-01). «Вопрос о региональной направленности реакции [2 + 3] циклоприсоединения трифенилнитрона к нитроэтену». Химия гетероциклических соединений. 45 (6): 748–749. Дои:10.1007 / s10593-009-0318-3. ISSN  0009-3122.
  6. ^ Ясинский, Радомир (11.09.2009). «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.
  7. ^ Дания, С. Э., Херд А. Р. Тандем [4 + 2] / [3 + 2] циклоприсоединения с нитроэтиленом. J. Org. Chem., 1998, 63(9), 3045-3050.
  8. ^ Ю. Чи, Л. Го, Н. А. Копф, С. Х. Геллман. Энантиоселективное органокаталитическое добавление по Майклу альдегидов к нитроэтилену: эффективный доступ к γ2-аминокислотам. Варенье. Chem. Soc., 2008, 130, 5048-5049.
  9. ^ Свойства нитроэтилена. http://es.sw3c.com/chemical/formulas/cas-3638-64-0.html (дата обращения 06.11.2012).
  10. ^ Бойс Г. Р. и Джонсон, Дж. С. Трехкомпонентные реакции связывания силилглиоксилатов, винил-реактива Гриньяра и нитроалкенов: эффективный высокодиастереоселективный подход к нитроциклопентанолам. Angewandte Chemie International Edition, 2010, 49(47), стр. 8930–8933