4-Nitrofenol

4-Nitrofenol – organiczny związek chemiczny z grupy fenoli zawierający grupę nitrową (−NO
2).

4-Nitrofenol

Nazewnictwo Nomenklatura systematyczna (IUPAC) 4-nitrofenol Inne nazwy i oznaczenia p-nitrofenol, para-nitrofenol, 4-hydroksynitrobenzen
Ogólne informacje
Wzór sumaryczny	C6H5NO3
Masa molowa	139,11 g/mol
Wygląd	bezbarwny lub jasnożółty proszek[1]
Identyfikacja
Numer CAS	100-02-7
PubChem	980
DrugBank	DB04417
SMILES OC1=CC=C([N+]([O-])=O)C=C1
InChI InChI=1S/C6H5NO3/c8-6-3-1-5(2-4-6)7(9)10/h1-4,8H InChIKey BTJIUGUIPKRLHP-UHFFFAOYSA-N
Właściwości Gęstość 1,479 g/cm³ (20 °C)[2]; ciecz Rozpuszczalność w wodzie słabo rozpuszczalny[1][2] w innych rozpuszczalnikach rozpuszczalny w toluenie i pirydynie, dobrze w etanolu, eterze dietylowym i acetonie[2], słabo w metanolu[1] Temperatura topnienia 113,8 °C[2] Kwasowość (pKa) 7,15[2]
Budowa Układ krystalograficzny jednoskośny[2]
Niebezpieczeństwa Karta charakterystyki: dane zewnętrzne firmy Sigma-Aldrich [dostęp 2017-03-19] Globalnie zharmonizowany system klasyfikacji i oznakowania chemikaliów Na podstawie Rozporządzenia CLP, zał. VI[3] Uwaga Zwroty H H302, H312, H332, H373 Zwroty P P260, P261, P280, P304+P340, P301+P312, P501[4] Europejskie oznakowanie substancji oznakowanie ma znaczenie wyłącznie historyczne Na podstawie Rozporządzenia CLP, zał. VI[3] Szkodliwy (Xn) Zwroty R R20/21/22, R33 Zwroty S S2, S28 Numer RTECS SM2275000
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)

Właściwości

Tworzy kryształy w dwóch formach polimorficznych. Forma α jest bezbarwna, odporna na działanie światła, lecz nietrwała w temperaturze pokojowej. Forma β jest żółta i trwała w ciemności, pod wpływem światła przybiera stopniowo czerwony kolor^{[potrzebny przypis]}.

Umiarkowanie rozpuszcza się w wodzie, rozpuszczalność znacznie wzrasta po zalkalizowaniu środowiska wskutek wytworzenia anionu nitrofenoksylowego, O
2N−C
6H
4−O−
. Jest dobrze rozpuszczalny w rozpuszczalnikach organicznych, m.in. w alkoholach, eterze dietylowym, chlorku metylenu. Posiada zapach fenolowy, znacznie słabszy od innych fenoli.

Grupa nitrowa w pozycji para stabilizuje anion fenoksylowy, znacząco zwiększając kwasowość 4-nitrofenolu (pK_a = 7,15 w porównaniu do pK_a = 9,99 dla fenolu niepodstawionego). Kwaśne roztwory 4-nitrofenolu są bezbarwne, natomiast w warunkach zasadowych przybierają intensywną żółtą barwę (zmiana barwy w zakresie pH = 5–7)^[2].

Zastosowanie

Wykorzystywany jest w chemii analitycznej jako wskaźnik pH oraz jako substrat w syntezie organicznej wykorzystujący elektronoakceptorowe własności grupy p-nitrofenylowej. Estry p-nitrofenylowe kwasów karboksylowych to tak zwane estry aktywne, ulegające łatwo reakcji z alkoholami (transestryfikacja) i aminami, pozwalając na otrzymywanie estrów alkilowych i amidów w łagodnych warunkach. Strategia taka wykorzystywana jest m.in. w syntezie peptydów^[5] oraz do wprowadzania grup reporterowych (np. znaczników fluorescencyjnych) do biocząsteczek^[6].

Stosowany jest także jako grupa ochronna estrów fosforowych nukleozydów^[7][8] oraz jako dobra grupa opuszczająca w czynnikach fosforylujących^[9][10]. Elektronoakceptorowe własności reszty p-nitrofenylowej umożliwiają zastosowanie grupy p-nitrofenyloetylowej jako grupy ochronnej alkoholi, amin i fosforanów^[11].

β-Eliminacja grupy p-nitrofenyloetylowej (X = O, N); reszta p-nitrofenylowa obniża gęstość elektronową na atomie węgla α, osłabiając wiązania C
α−H, co sprzyja atakowi nukleofila (:B). Produktem jest cząsteczka z odblokowaną funkcją −XH oraz p-nitrofenyloetylen

Zagrożenia

4-Nitrofenol podrażnia oczy, skórę oraz drogi oddechowe; może także prowadzić do stanów zapalnych i alergicznych. Wykazuje opóźnioną interakcję z krwią, gdzie tworzy methemoglobinę odpowiedzialną za methemoglobinemię i związane z nią sinicę, dezorientację i utratę przytomności. Połknięty powoduje ból brzucha i wymioty. LD50: 282 mg/kg (mysz, doustnie)^{[potrzebny przypis]}.

Przypisy

1. Farmakopea Polska X, Polskie Towarzystwo Farmaceutyczne, Warszawa: Urząd Rejestracji Produktów Leczniczych, Wyrobów Medycznych i Produktów Biobójczych, 2014, s. 4276, ISBN 978-83-63724-47-4.
2. CRC Handbook of Chemistry and Physics, William M.W.M. Haynes (red.), wyd. 97, Boca Raton: CRC Press, 2016, s. 3-414, 5-94, 5-95, 8-88, ISBN 978-1-4987-5429-3 (ang.).
3. 4-Nitrofenol, [w:] Classification and Labelling Inventory, Europejska Agencja Chemikaliów [dostęp 2017-03-19] (ang.).
4. 4-Nitrophenol, karta charakterystyki wydana na obszar Polski, Alfa Aesar (Thermo Fisher Scientific), numer katalogowy A14376 [dostęp 2017-03-19].
5. M.M. Goodman M.M., F.F. Boardman F.F., Conformational Aspects of Polypeptides. IX. Synthesis of Oligomeric Peptides Derived from -Methyl L-Aspartate, „Journal of the American Chemical Society”, 85, 1963, s. 2483–2490.
6. S.S. Agrawal S.S., P.C.P.C. Zamecnik P.C.P.C., Site specific functionalization of oligonucleotides for attaching two different reporter groups, „Nucleic Acids Research”, 18, 1990, s. 5419–5423, PMID: 2216715, PMCID: PMC332219.
7. MichałM. Sobkowski MichałM. i inni, Dinucleoside aryl phosphorothioates as building blocks for large scale synthesis of chimeric oligonucleotide analogues, „Collection Symposium Series”, 5, 2002, s. 238–289, DOI: 10.1135/css200205283.
8. JinlayJ. Lin JinlayJ., Barbara RamsayB.R. Shaw Barbara RamsayB.R., Synthesis of new classes of boron-containing nucleotides, „Nucleosides, Nucleotides Nucleic Acids”, 20 (4–7), 2001, s. 587–596, DOI: 10.1081/NCN-100002335, PMID: 11563076.
9. W.W. Dąbkowski W.W., I.I. Tworowska I.I., Synthesis of 2′-deoxynucleosid-3′-yl-N,N-diisopropylaminophosphorfluoridites. A new class of stable P(III) nucleotides containing a P−F bond, „Tetrahedron Letters”, 36, 1995, s. 1095–1098.
10. Robert A.R.A. Moss Robert A.R.A., Kaliappa G.K.G. Ragunathan Kaliappa G.K.G., An unusually reactive phosphodiester, „Tetrahedron Letters”, 41 (18), 2000, s. 3275–3278.
11. HolgerH. Lang HolgerH. i inni, Nucleotides, Part LXIII, New 2-(4-Nitrophenyl)ethyl(Npe)- and 2-(4-Nitrophenyl)ethoxycarbonyl(Npeoc)-Protected 2′-Deoxyribonucleosides and Their 3′-Phosphoramidites – Versatile Building Blocks for Oligonucleotide Synthesis, „Helvetica Chimica Acta”, 82 (12), 1999, s. 2172–2185, DOI: 10.1002/(SICI)1522-2675(19991215)82:12<2172::AID-HLCA2172>3.0.CO;2-R.