РЕАКЦИЯ КОНОВАЛОВА

Реакция Коновалова стала основой получения нитроалканов, имеющих самое широкое практическое значение.

Михаил Иванович Коновалов (1858-1906) – русский химик-органик.

В 1888 году открыл метод нитрования предельных углеводородов, который позднее (1893 г) подробно был описан в его докторской диссертации «Нитрующее действие азотной кислоты на углеводороды предельного характера».

Реакция Коновалова – общее определение

Реакция Коновалова – взаимодействие алканов с азотной кислотой, приводящее к образованию нитросоединений – нитроалканов.

Нитрование алканов осуществляется разбавленной азотной кислотой. Реакция протекает при небольшом нагревании (до 140-150℃) и под давлением.

В самом общем виде процесс можно представить так:

Механизм реакции Коновалова

Реакция Коновалова – это реакция замещения, которая протекает по свободнорадикальному (S_R) механизму и имеет цепной характер.

1) под влиянием температуры молекулы азотной кислоты превращаются в оксид азота (IV):

2) оксид азота (IV) NO₂ — радикальная частица, так как имеет неспаренный электрон; он является пусковым механизмом последующих процессов:

3) в молекуле алкана происходит гомолитический разрыв ковалентной связи между атомами углерода и водорода; высвобождающийся атом водорода взаимодействует с NO₂, образуются молекула азотистой кислоты HNO₂ и углеводородный радикал:

4) молекулы HNO₂ и HNO₃ взаимодействуют, образуя новые радикалы NO₂ 

5) углеводородный радикал и NO₂ реагируют, образуя устойчивую молекулу нитроалкана; цепь обрывается.

Отметим, что при данных условиях (разбавленная азотная кислота, нагревание до 140-150 ℃, давление) возможно протекание и других (побочных) процессов.

Особенности реакции нитрования для различных алканов  

Замещение атомов водорода на нитрогруппу зависит от длины углеродной цепи и ее разветвленности.

Легче всего протекают реакции по третичному атому углерода, затем по вторичному и сложнее всего по первичному.

Приведем примеры реакций.

а) нитрование по первичному атому углерода:

б) нитрование по вторичному атому углерода:

в) нитрование по третичному атому углерода:

Итак, реакция Коновалова (нитрование алканов азотной кислотой) протекает по свободнорадикальному механизму; продукты реакции определяются исходным строением алкана.

Чтобы самыми первыми узнавать о новых публикациях на сайте, присоединяйтесь к нашей группе ВКонтакте.