تفاعلات مركبات النيترو

اقرأ في هذا المقال

ما هي تفاعلات مركبات النيترو؟
أنواع تفاعلات مركبات النيترو
- تفاعل الاختزال
- تفاعل الأكسدة
تفاعلات مركبات النيترو العطرية

ما هي تفاعلات مركبات النيترو؟

مركبات النيترو غير مستقرة تمامًا بالمعنى الديناميكي الحراري، على سبيل المثال: تبلغ حرارة تحلل النيترو ميثان، وفقًا لقياسات العناصر الكيميائية 67.4 كيلو كالوري لكل مول.

يتم الاستفادة من الطاقات الكبيرة والمعدلات السريعة لتفاعلات مركبات النيترو في الاستخدام التجاري كمتفجرات، مع بعض مركبات النيترو، مثل (TNT)، هناك ميزة أخرى تتمثل في انخفاض حساسية الصدمات. لا يتم تفجير مادة تي إن تي بسهولة عن طريق الاصطدام البسيط بل وحتى الحروق دون أن تنفجر، ومع ذلك بمجرد أن يبدأ التفجير، ينتشر التحلل بسرعة.

إنّ خصائص استقرار المناولة المعقول والإمكانات الديناميكية الحرارية العالية تجعل مركبات النيترو مفيدة بشكل خاص، حيث تشمل مركبات البولينيترو الأخرى المفيدة كمتفجرات (PETN)، السيكلونايت، حمض البيكريك والتتريل.

من الخصائص المهمة للمركبات العطرية متعددة النيتروجين قدرتها على تكوين معقدات “نقل الشحنة” مع الهيدروكربونات العطرية، خاصةً تلك التي يتم استبدالها بمجموعات الألكيل. غالبًا ما تكون مجمعات (2،4،6-trinitrobenzenol) حمض البيكريك والهيدروكربونات العطرية عبارة عن مواد صلبة بلورية، والتي تفيد في فصل وتنقية وتحديد الهيدروكربونات العطرية. تسمى هذه المواد “بيكرات الهيدروكربونات”، ولكن الاسم مضلل؛ لأنها ليست أملاح في الواقع. علاوةً على ذلك، تتشكل معقدات مماثلة بين الهيدروكربونات العطرية و(trinitrobenzene)، ممّا يوضح أنّ مجموعات النيترو بدلاً من مجموعة الهيدروكسيل ضرورية للتكوين المعقد.

يشبه الارتباط في هذه المجموعات ذلك الموجود في مركبات الهالوجينات مع الألكينات والبنزين وينتج عن قوى الجذب بين المواد الغنية بالإلكترون والمواد الفقيرة بالإلكترون، حيث يشير الاسم الوصفي – مجمع نقل الشحنة – إلى أنّ المركب به هياكل (VB) تتضمن نقل إلكترون من الجزيء المانح (الغني بالإلكترون) إلى الجزيء المستقبِل (فقير الإلكترون). يبدو أنّ نقل الشحنة أو المعقدات بين المركبات متعددة النيتروجين والهيدروكربونات العطرية تعطي تركيبات من نوع الساندويتش مع الحلقات العطرية في المستويات المتوازية على الرغم من عدم تمركزها بالضرورة فوق بعضها البعض.

تكون مجمعات نقل الشحن دائمًا أكثر تلونًا من مكوناتها الفردية، ومن الأمثلة الرائعة على ذلك البنزين و(tetracyanoethene) وكلاهما عديم اللون على حدة، ولكنّهما يعطيان مركبًا برتقاليًا ساطعًا عند مزجهما، ومن المتوقع حدوث تحول نحو أطوال موجية أطول للامتصاص، بالنسبة لمكوناتها، بالنسبة لمجمعات نقل الشحنة بسبب الاحتمال المعزز لاستقرار الحالة المثارة من خلال إلغاء تحديد موقع الإلكترون الذي يتضمن كلا المكونين.

أنواع تفاعلات مركبات النيترو:

تفاعل الاختزال:

يحدث تفاعل اختزال مركبات النيترو بسهولة مع مجموعة متنوعة من عوامل الاختزال، وتوفر هذه التخفيضات توليفة مفيدة بشكل خاص للأمينات العطرية، حيث يتطلب اختزال مركب نيترو إلى أمين ستة معادلات من عامل الاختزال، لا يحدث مثل هذا التخفيض في خطوة واحدة. في الواقع يكون الاختزال متدرجًا ويستمر عبر سلسلة من المواد الوسيطة، والتي لها وجود عابر على الأكثر مع عوامل الاختزال القوية في المحلول الحمضي.

يكمن الاختلاف بين هذه التفاعلات في معدلات الاختزال المرتبطة بحموضة المحلول. كلوريد الأمونيوم هو حمض أضعف بكثير من حمض الهيدروكلوريك؛ الرقم الهيدروجيني لمحاليل كلوريد الأمونيوم حوالي 6.

تفاعل الأكسدة:

ينتج عن أكسدة (N -arylazanols) تحت ظروف خاضعة للرقابة مركبات (nitroso). هذا التفاعل لا يختلف عن أكسدة الكحولات للكيتونات، يؤدي تقليل مركبات أريل نيترو بعوامل اختزال أقل قوة خاصةً في الوسائط القلوية، إلى ما قد يبدو أنّه تكتل غامض من منتجات الاختزال ثنائي الجزيئات، على سبيل المثال مع النيتروبنزين، يمكن اختزال كل هذه المواد إلى بنزينامين مع القصدير وحمض الهيدروكلوريك، نتيجةً لذلك يمكن أن يكون كل منها ولكن ليس بالضرورة وسيطًا في اختزال مركبات النيترو إلى الأمينات.

يكون تكوين منتجات الاختزال ثنائي الجزيء نتيجة التفاعلات المستحثة بالقاعدة بين مركبات النيتروز والأزانول أو الأمينات وربما مزيد من التقليل من المواد المنتجة في البداية. العديد من مشتقات البولينتروبنزين لها استخدامات مهمة في مبيدات الأعشاب ومن امثلة هذه المشتقات: (N3 وN3 -diethyl-6-trifluoromethyl-2،4-dinitro-1،3-benzenediamine وN وN dipropyl-4-trifluoromethyl-2،6-dinitrobenzenamine).