АМИЛОВЫЙ ЭФИР АЗОТИСТОЙ КИСЛОТЫ

АМИЛОВЫЙ ЭФИР АЗОТИСТОЙ КИСЛОТЫ Выполнил: Руководитель: Самара, 2007 г. Содержание Введение Общие сведения Практическое применение Амилнитрит, как противоядие при отравлениях Проблема нитратов и нитритов Методика синтеза Литературный обзор. Неорганические нитриты Органические нитриты Нитросоединения

Способы получения нитросоединений Реакции нитросоединений Амины Основность аминов Методы получения Реакции аминов Диазо- и азосоединения Реакции солей арилдиазония Выводы Список литературы Введение Общие сведения Амилнитрит C5H11NO2 (изоамиловый эфир азотистой кислоты). Молекулярная масса (в а. е. м.):

117,15. Температура кипения (в °C): 104. Прозрачная желтоватая, легкоподвижная, весьма летучая жидкость фруктового запаха. Легко воспламеняется. Очень мало растворим в воде; смешивается во всех соотношениях со спиртом, эфиром, хлороформом. Плотность 0,8528 (20°C, г/см3). Практическое применение Амилнитрит, как противоядие при отравлениях Амилнитрит является основным представителем органических нитритов.

Еще в конце 60-х годов прошлого века было обнаружено свойство этого соединения вызывать при вдыхании паров расширение кровеносных сосудов и купировать приступы грудной жабы (стенокардии). Уже в те годы было рекомендовано больным грудной жабой смачивать кусочек ткани несколькими каплями (5 – 10) амилнитрита и вдыхать его пары. Препарат начинал действовать через 30 - 60 с. Одновременно с прекращением загрудинных болей отмечалось покраснение лица и развивалась головная

боль (в связи с расширением сосудов мозга). С появлением нитроглицерина и обнаружением его эффективности при стенокардии, амилнитрит в связи с выраженными побочными явлениями и кратковременностью действия, стали назначать реже. В настоящее время амилнитрит как антиангинальное средство практически не применяется. Лишь в исключительных случаях, при отсутствии других антиангинальных средств, он может быть временно использован для купирования приступов стенокардии.

Вместе с тем амилнитрит, нашел применение как противоядие при отравлении синильной кислотой и ее солями, что объясняется способностью амилнитрита (и других нитритов) образовывать в крови метгемоглобин, связывающий ион СN, и предупреждать этим поражения тканевых дыхательных ферментов. Применяют амилнитрит путем вдыхания после нанесения его на носовой платок, небольшой кусок ваты или марли. Назначают взрослым по 2 - 3 капли, детям (старше 5 лет) - по 1 – 2 капли.

Высшие дозы для взрослых (для вдыхания): разовая 0,1 мл (6 капель); суточная 0,5 мл (30 капель). При отравлениях цианидами его применяют повторно в указанных выше дозах (до общей дозы 0,5 – 1 мл). Противопоказания такие же, как для нитроглицерина. Форма выпуска: в обычных ампулах и в ампулах с ватно-марлевой оплеткой (по 0,5 мл). Вскрытие ампул сопровождается легким взрывом в связи с давлением паров, образующихся в ампуле при хранении

и нагревании. Пары амилнитрита образуют с воздухом взрывоопасные смеси. Хранение: список Б. В запаянных ампулах в прохладном, защищенном от света месте. Проблема нитратов и нитритов Проблема нитратов активно обсуждается общественностью нашей страны. Попробуем разобраться в этом вопросе и мы. Нитраты – соли азотной кислоты, например NaNO3, KNO3, NH4 NO3, Mg(NO3)2. Они являются нормальными продуктами обмена азотистых веществ любого

живого организма – растительного и животного, поэтому «безнитратных» продуктов в природе не бывает. Даже в организме человека в сутки образуется и используется в обменных процессах 100 мг и более нитратов. Из нитратов, ежедневно попадающих в организм взрослого человека, 70% поступает с овощами, 20% – с водой и 6% – с мясом и консервированными продуктами. При потреблении в повышенных количествах нитраты в пищеварительном тракте частично восстанавливаются

до нитритов (более токсичных соединений), а последние при поступлении в кровь могут вызвать метгемоглобинемию. Кроме того, из нитритов в присутствии аминов могут образоваться N-нитрозамины, обладающие канцерогенной активностью (способствуют образованию раковых опухолей). При приеме высоких доз нитратов с питьевой водой или продуктами через 4–6 ч появляются тошнота, одышка, посинение кожных покровов и слизистых, понос. Сопровождается все это общей слабостью, головокружением,

болями в затылочной области, сердцебиением. Первая помощь – обильное промывание желудка, прием активированного угля, солевых слабительных, свежий воздух. Безопасная доля нитратов, допустимая суточная доза нитратов для взрослого человека составляет 325 мг в сутки. Как известно, в питьевой воде допускается присутствие нитратов до 45 мг/л. Рекомендуемое потребление продуктов питания, где используется питьевая вода (чай, первые и третьи блюда), примерно 1,0–1,5 л, максимум – 2,0 л в день.

Таким образом, с водой взрослый человек может употребить около 68 мг нитратов. Следовательно, на пищевые продукты остается 257 мг нитратов. Исследования показали, что токсическое действие нитратов пищевых продуктов проявляется слабее, чем содержащихся в питьевой воде, примерно в 1,25 раза. Фактически безопасно с пищевыми продуктами потреблять 320 мг нитратов в сутки.

Для овощей и фруктов установлены следующие значения предельно допустимых концентраций нитратов. Предельно допустимые концентрации нитратов продуктах растениеводства Продукт Содержание, мг/кг Kартофель 250 Kапуста белокочанная ранняя 900 Kапуста бело-кочанная поздняя 500 Морковь ранняя 400 Морковь поздняя 250 Томаты 150/300 Огурцы 150/400 Свекла столовая 1400

Лук репчатый 80 Листовые овощи (салат, петрушка, укроп) 2000 Перец сладкий 200 Kабачки 400 Дыни 90 Арбузы 60 Виноград 60 Яблоки, груши 60 Основные источники пищевых нитратов – практически это исключительно растительные продукты. В животных продуктах (мясо, молоко) содержание нитратов весьма незначительно. Максимальное накопление нитратов происходит в период наибольшей активности растений при созревании

плодов. Чаще всего максимальное содержание нитратов в растениях бывает перед началом уборки урожая. Поэтому недозрелые овощи (кабачки, баклажаны) и картофель, а также овощи раннего созревания могут содержать нитратов больше, чем достигшие нормальной уборочной зрелости. Кроме того, содержание нитратов в овощах может резко увеличиться при неправильном применении азотистых удобрений (не только минеральных, но и органических).

Например, при внесении их незадолго до уборки. Определение нитритов в растениях Оборудование и реактивы. Лезвие, пипетка, дифениламин (кристаллический), серная кислота (конц.), раствор стрептоцида (таблетку 0,5 г растворить в 50 мл аптечной соляной кислоты), раствор антипирина (одну таблетку растворить в 50 мл аптечной соляной кислоты). В результате участия ферментов и углеводов в растениях происходит восстановление нитратов до аммиака через нитриты:

Образующийся аммиак взаимодействует с органическими кислотами, в результате получаются аминокислоты: NH3 + органическая кислота аминокислота. Однако избыточное количество нитратов не восстанавливается и, попадая в организм человека, оказывает неблагоприятное воздействие на него. При попадании в желудочно-кишечный тракт человека нитраты превращаются в нитриты, которые вызывают отравление организма: появляется головокружение, снижается работоспособность, увеличивается содержание

в крови молочной кислоты, холестерина, белков, блокируется гемоглобин, т.к. нитриты могут вступать во взаимодействие с ним, образуя метгемоглобин. В результате нарушается тканевое дыхание. При больших дозах развивается «синюха» и наступает смерть. Для проведения качественной пробы на присутствие нитритов в растениях на поверхность свежего среза наносят несколько кристалликов дифениламина и смачивают их двумя каплями концентрированной серной кислоты.

Интенсивное синее окрашивание среза указывает на наличие большого количества нитритов, розовое – на небольшое их содержание и отсутствие окрашивания – на отсутствие нитритов или на очень незначительное их содержание. Для определения нитритов и нитратов можно воспользоваться доступными аптечными препаратами: антипирином (пирамидон) и стрептоцидом, которые выполняют функцию восстановителя, при этом появляется характерное окрашивание. Для исследования были взяты овощи, выращенные на собственном земельном участке

и купленные в магазине. Обнаружено, что томаты, бананы, груши и огурцы не содержат нитратов и нитритов. Персики, капуста, редис, перец, яблоки содержали небольшое количество нитритов. А баклажаны, морковь и апельсины содержали очень большое количество нитритов. Значит, употреблять их в пищу нежелательно. Если в продукции присутствует избыток нитритов, зелень – петрушку, укроп, салат и другое – необходимо поставить, как букет, в воду на прямой солнечный свет.

В таких условиях нитраты в листьях в течение 2–3 ч полностью перерабатываются и потом практические не обнаруживаются. После этого зелень можно без опасений употреблять в пищу. Свеклу, кабачки, капусту, тыкву и другие овощи перед приготовлением необходимо нарезать мелкими кубиками и 2–3 раза залить теплой водой, выдерживая по 5–10 мин. Нитраты хорошо растворимы в воде, особенно теплой, и вымываются из овощей.

Варка овощей снижает содержание нитратов на 50 и даже 80%. Квашение, соление, маринование также уменьшают содержание нитратов в овощах. А вот сушка, приготовление соков и пюре, наоборот, повышают концентрацию нитратов. Владение информацией о накапливании нитратов в растениях и о превращении нитратов в нитриты и N-нитрозамины поможет вам правильно питаться и сохранить свое здоровье.

Методика синтеза Реактивы: амиловый спирт 77 г, нитрит натрия 38 г, серная кислота концентрированная 25 г, бикарбонат натрия 1 г, сульфат натрий, безводный 1 г, хлористый натрий. Аппаратура. Колба круглодонная, трехгорлая емк. 500 мл. Воронка капельная. Воронка Бюхнера. Прибор для перегонки в вакууме. Мешалка. В круглодонную трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, капельной воронкой и термометром, достигающим

почти до дна колбы, помещенную в охладительную смесь, вливают раствор 38 г (0,55 моля) нитрита натрия в 150 мл воды. Когда температура раствора понизится до 0°, к нему по каплям приливают смесь 15 мл воды, 25 г (0,5 моля) концентрированной серной кислоты и 77 г (0,5 моля) амилового спирта. Колебания температуры не должны превышать ± 1°, приливание смеси к раствору нитрита длится около 2 часов. После 15-часового стояния отфильтровывают выделившийся осадок сульфата натрия, в делительной

воронке отделяют слегка желтоватый слой амилнитрита от воды (примечание 1), промывают его раствором бикарбоната натрия, раствором хлористого натрия, сушат безводным сульфатом натрия и перегоняют в вакууме: т. кип. 29°/40 мм рт. ст 104°/760 мм рт. ст. Выход – 45 г (80% от теоретического). Примечание Вдыхание паров амилнитрита вызывает головные боли и боли в сердце. Его следует хранить в сухом и холодном месте не более двух недель с момента получения.

Продукты разложения амилнитрита содер¬жат воду, окислы азота, амиловый спирт и полимеры валерианового альдегида Литературный обзор. Неорганические нитриты Неорганические нитриты, соли азотистой кислоты HNO2. Используют прежде всего нитриты щелочных металлов и аммония, меньше – щелочно-земельных и Зd-металлов, Рb и Ag. О нитритах остальных металлов имеются только отрывочные сведения.

Нитриты металлов в степени окисления +2 образуют кристаллогидраты с одной, двумя или четырьмя молекулами воды. Нитриты образуют двойные и тройные соли, напр. CsNO2xAgNO3 или Ba(NO2)2•Ni(NO2)2•2KNO3, а также комплексные соединения, например Na3[Co(NO2)6]. Кристаллические структуры известны лишь для нескольких безводных нитритов. Анион NО2 имеет нелинейную конфигурацию; угол ONO 115°, длина связи

N—О 0,115 нм; тип связи М—NО2 ионно-ковалентный. СВОЙСТВА НЕКОТОРЫХ НЕОРГАНИЧЕСКИХ НИТРИТОВ Показатель KNO2 AgNO2 Ca(NO2)2 Ba(NO2)2 Сингония Моноклинная Ромбическая Кубическая Гексагональная Темп. пл °С 440 120 220 277 (с разд.) (с разл.) Р-римость в воде,г в 100 г 306,7 0,41 84,5 67,5 (20°С) (25°С) (18°С) (20°С)

Хорошо растворимы в воде нитриты К, Na, Ва, плохо – нитриты Ag, Hg, Сu. С повышением температуры растворимость нитритов увеличивается. Почти все нитриты плохо растворимы в спиртах, эфирах и малополяр¬ных растворителях. Нитриты термически малоустойчивы; плавятся без разложения только нитриты щелочных металлов, нитриты остальных металлов разлагаются при 25-300°С. Механизм разложения нитриты сло¬жен и включает ряд параллельно-

последовательных реакций. Основные газообразные продукты разложения – NO, NO2, N2 и О2, твердые – оксид металла или элементный металл. Выделение большого количества газов обусловливает взрывное разложение некоторых нитритов, например NH4NO2, который разлагается на N2 и Н2О. Характерные особенности нитритов связаны с их термической не¬стойкостью и способностью нитрит-иона быть как окисли¬телем, так и восстановителем, в зависимости от среды и природы

реагентов. В нейтральной среде нитриты обычно восстанавли¬ваются до NO, в кислой окисляются до нитратов. Кислород и СО2 не взаимодействуют с твердыми нитритами и их водными растворами. Нитриты способствуют разложению азотсодержащих органических веществ, в частности аминов, амидов и др. С органическими галогенидами RX нитриты реагируют с образованием как нитритов RONO, так и нитросоединений RNO2. Промышленное получение нитритов основано на абсорбции нитрозного газа

(смеси NO + NO2) растворами Na2CO3 или NaOH с послед, кристаллизацией NaNO2; нитриты остальных металлов в промышленности и лабораториях получают обменной реакцией солей металлов с NaNO2 или восстановлением нитратов этих металлов. Анализ нитритов на нитрит-ион основан на его восстановлении сплавом Деварда (50% Сu, 45% А1, 5% Zn) до NH3 и поглощении

NH3 титрованными растворами кислот. Нитриты применяют для синтеза азокрасителей, в производстве капролактама, в качестве окислителей и восстановителей в резинотехнике, текстильной и металлообрабатывающей промышленности, как консерванты пищевых продуктов. Нитриты, например NaNO2 и KNO2, токсичны, вызывают головную боль, рвоту, угнетают дыхание и т.д. При отравлении NaNO2 в крови образуется метгемоглобин, повреждаются мембраны эритроцитов.

Возможно образование нитрозаминов из NaNO2 и аминов непосредственно в желудочно-кишечном тракте. Органические нитриты Органические нитриты, эфиры азотистой кислоты HNO2. Содержат одну или несколько групп —О—N=O, свя¬занных ковалентной связью с атомом углерода органического радика¬ла. Низшие алкилнитриты – газы, остальные – бесцветные или желтоватые жидкости, не растворимые в воде, смешиваются с обычными органическими растворителями.

Органические нитриты более летучи, чем изомер¬ные им нитросоединения. Физические свойства некоторых органические нитритов приведены в таблице. СВОЙСТВА НЕКОТОРЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ НИТРИТОВ Соединение Т.кип, °С Метилнитрит CH3ONO - 12 0,991 Пропилнитрит C3H7ONO 48,5 0,935 1,3604 Бутилнитрит C4H9ONO 77,8 0,8823 1,3768

Изобутилнитрит C4H9ONO 67 0,8699 1,3715 Изопентилнитрит (изоамил- нитрит) (CH3)2CHCH3CH2ONO 99,2 0,8828 1,3918 Вращение вокруг связи О—N заметно заторможено (барьер вращения ∆G* 34 кДж/моль), поэтому s-циc- и s-транс-конформеры спектрально различимы. ИК спектр органических нитритов имеет характеристические полосы 1613-1625 и 1653-1681 см-1 (N=O) соотв. для s-цис- и s-транс-форм. При комнатной температуре органические нитриты медленно разлагаются, на свету низшие органические нитриты

могут взрываться. В кислой среде легко гидролизуются; это позволяет использовать органические нитриты в качестве мяг¬ких нитрозирующих агентов (для получения малостабиль¬ных солей диазония, дезаминирования алкиламинов, нитрозирования фенолов и СН-кислот и т.п.). Органические нитриты, имеющие активированный атом Н при β-углеродном атоме, могут отщеплять

HNO2, например: При действии N2O5 органические нитриты окисляются в нитраты, при действии гидразина или LiAlH4 восстанавливаются в со¬ответствующие спирты. Органических нитриты, содержащие в молекуле более трех атомов С, претерпевают фотохимическую перегруппировку в нитрозосоединения (Бартона реакция), напр.: Реакция идет стереоселективно и используется для введения функциональных групп в неактивные участки

сложных молекул, например, стероидов. Получают органические нитриты взаимодействием спиртов с различными нитрозирующими агентами [NaNO2/H2SO4, NaNO2/Al2(SO4)3, оксиды азота, NOCl/пиридин, NOBF4] или взаимодействием алкилгалогенидов с солями HNO2 (наряду с нитросоединениями). Органические нитриты – высокотоксичные соединения. Этил- и пентилнитриты учащают пульс, понижают кровяное давление, окисляют гемоглобин в метгемоглобин.

Органических нитриты обладают сосудорасширяющим и спазмолитическим действием. Изопентилнитрит - про¬тивоядие при отравлении синильной кислотой и ее солями. Органические нитриты – полупродукты в органическом синтезе. Нитросоединения Нитросоединениями называют производные углеводородов, в которых один или несколько атомов водорода замещены на нитрогруппу -NO2. В зависимости от углеводородного радикала, к которому

присоединена нитрогруппа, нитросоединения делятся на ароматические и алифатические. Алифатические соединения различают как первичные 1°, вторичные 2 ° и третичные 3°, в зависимости от того к 1 °, 2 ° или 3° атому углерода присоединена нитрогруппа. Нитрогруппу не следует путать с нитритной группой -ONO. Нитрогруппа имеет следующее строение: Наличие полного положительного заряда на атоме азота обусловливает

наличие у нее сильного -1-эффекта. Наряду с сильным -1-эффектом нитрогруппа обладает сильным -М-эффектом. Способы получения нитросоединений Нитрование углеводородов. Ароматические нитросоединения получают, как правило, прямым нитрованием аренов и ароматических гетероциклических соединений. Нитрометан также может быть получен нитрованием метана.