nitroderivati

Sostanze organiche nelle quali sono presenti uno o più gruppi nitrici −NO₂.

N. alifatici e aromatici

I n. alifatici, industrialmente meno importanti di quelli aromatici, si dividono in nitroparaffine e nitroolefine a seconda che il nitrogruppo sia legato a un radicale saturo o insaturo. Tra i n. alifatici si considerano anche quelli in cui il nitrogruppo è legato a un sostituente alchilico dell’anello aromatico come, per es., il fenilnitrometano, C₆H₅CH₂NO₂.

I n. aromatici hanno notevole importanza industriale (esplosivi, profumi, intermedi per coloranti); si preparano generalmente trattando il composto aromatico con miscela nitrante. In questo modo si ottengono i monoderivati; per un’ulteriore nitrazione si deve operare in condizioni più drastiche in quanto il nitrogruppo già presente sull’anello ha una funzione disattivante rispetto alla reazione: così la nitrazione del benzene avviene a 5-10 °C in presenza di acido nitrico al 68% mentre quella del nitrobenzene avviene solo a 90-95 °C in presenza di acido nitrico fumante; i prodotti della polinitrazione hanno preferenzialmente i nitrogruppi in posizione meta tra loro. I n. aromatici sono solidi o liquidi altobollenti; per riduzione (in genere con idrogeno in presenza di catalizzatore) danno le corrispondenti ammine aromatiche: i polinitroderivati formano inoltre complessi intensamente colorati con idrocarburi aromatici alchilosostituiti. I più importanti n. aromatici sono il nitrobenzene, il nitrofenolo, il nitrotoluene, la nitroanilina.

Gli acidi nitrolici sono prodotti della reazione tra un n. alifatico primario (nitroparaffina o nitroolefina) e l’acido nitroso nascente:

RCH₂NO₂+HNO₂ → RC(=NOH)NO₂+H₂O;

in soluzione alcalina danno un’intensa colorazione rossa dovuta alla formazione dei corrispondenti sali; i n. alifatici secondari, invece, per reazione con l’acido nitroso danno luogo a composti dal carattere neutro, detti pseudonitroli, insolubili in alcali e caratterizzati da un intenso color azzurro. La formazione dei sali degli acidi nitrolici e della relativa colorazione è utilizzata in chimica analitica per distinguere i nitroderivati alifatici primari da quelli secondari e terziari.

Altri nitroderivati

La nitrocellulosa è un estere della cellulosa (detto anche nitrocotone o nitrato di cellulosa) nel quale alcuni ossidrili sono sostituiti da altrettanti gruppi −NO₂. Le nitrocellulose si distinguono in base alle percentuali di azoto che contengono (di solito dal 10,7 al 13,5%). Si preparano trattando la cellulosa con acido nitrico in presenza di disidratanti (acido solforico, fosforico ecc.); il prodotto della reazione è piuttosto instabile e il processo di decomposizione può, in determinate condizioni, accelerarsi fino a produrre violente deflagrazioni; per limitare questo pericolo le nitrocellulose sono sottoposte a trattamenti stabilizzanti (aggiunta di difenilammina, eliminazione dell’acidità).

fig.

La nitroglicerina è il trinitroderivato della glicerina, C₃H₅(ONO₂)₃, scoperto da A. Sobrero e preparato industrialmente da A.B. Nobel. L’operazione di nitrazione si effettua aggiungendo gradatamente una parte in peso di glicerina a circa 4,3 parti di una miscela costituita da acido nitrico e acido solforico in proporzioni quasi pari (miscela solfonitrica); si opera in un apparecchio (nitratore) costruito in ferro, acciaio o piombo. Il liquido viene costantemente agitato con aria compressa e mantenuto a bassa temperatura (ca. 25 °C) a mezzo di refrigeranti a serpentina. Completata l’addizione di glicerina, l’emulsione viene ulteriormente raffreddata (a ca. 15 °C) e ancora agitata; dopo di che il prodotto viene fatto sostare in apposito recipiente così da separare la nitroglicerina dallo strato acquoso sovrastante che contiene ancora gli acidi nitrico e solforico. Segue quindi un lavaggio con acqua (a ca. 43 °C) che ha lo scopo di rimuovere gran parte dell’acido; un ulteriore lavaggio con soluzione di carbonato sodico (al 2%) e poi ancora con acqua consente di ottenere infine un prodotto perfettamente neutro. Tra i sistemi di fabbricazione più diffusi in Europa vi sono il metodo Schmid e il metodo Biazzi e i più recenti miglioramenti come quello per il recupero della soluzione di lavaggio (fig.). La nitroglicerina è un liquido inodoro, incoloro, solubile in alcol, etere, acetone ecc.; per percussione, specie rapida, esplode invece violentemente. Per sfruttarne praticamente il potere esplosivo, si fa assorbire la nitroglicerina da opportuni supporti porosi (preparazione della dinamite) o la si incorpora con cotone collodio (gelatine esplosive, polveri senza fumo). La nitroglicerina è usata in terapia, in soluzione alcolica all’1% o in pastiglie, come farmaco vasodilatatore e ipotensivo.

Il nitrotoluene è un prodotto ottenuto per nitrazione del toluene. I mono-nitrotolueni sono utilizzati nella preparazione di intermedi per coloranti (toluidine); i di- nitrotolueni sono utilizzati nella preparazione di esplosivi; il 2-4-6-tri- nitrotoluene, noto sotto il nome di tritolo, viene usato come esplosivo.