文献综述

1硝基化合物

硝基化合物可以看作是烃分子中的一个或多个氢原子被硝基(-NO2)取代后生成的衍生物，按羟基的不同可以分为脂肪族硝基化合物(R-NO2)和芳香族硝基化合物(Ar-NO2)。在最近几年，研究的重点转变为利用硝基化合物作为有机合成的中间体，硝基基团能使有机反应进行的活性已经被发现，它能很容易地转变为其他官能团，这就更加加大了硝基化合物在复杂有机合成中的重要性。硝基化合物可用作医药、染料、香料、炸药等工业的化工原料及有机合成试剂。多硝基化合物性质不稳定，有强氧化力，可用作炸药。例如三硝基甲苯(TNT)和苦味酸等。另有一些多硝基化合物具有强烈的香味，可以制备人造麝香，目前硝基麝香已占人造麝香的50%左右。还有许多天然的硝基化合物还是一种常见的抗生素在医药方面有许多应用，但他们还有许多方面需要研究。但是硝基化合物还是一种污染物质，对人体肝脏，泌尿系统，神经系统，皮肤等都有损害，有的可能还会致使癌症，因此硝基化合物的降解¹也是一种重要的研究领域²。

2 硝基化合物的合成方法

硝基化合物的合成³一般分为化学合成法和生物氧化法⁴。其中化学法生产应用的比较广泛，生物氧化法把氨基转化成硝基也是一种重要的方法，不过现如今研究的比较稀少。下面介绍一下两种生产硝基化合物的方法。

2.1化学法是目前硝基化合物制作的主要方法

制作硝基化合物的化学方法有硝化法，取代法，氧化法等。其中芳烃和脂肪烃的直接硝化⁵是制备硝基化合物最简单的途径，其中硝化常见的硝化试剂有硝酸，硝酸盐，硝酸酯，硝烷，硝酰化合物，氧化氮等。但是硝化，特别是芳香类化合物⁶的硝化需要过量的硝酸及硫酸等强酸，产生大量的废气和废酸，对环境造成了很大程度上的污染，并且还有许多副产物生成。但是生产的原料容易获得并且比较廉价。另外取代也是硝基的主要制备方法之一，芳香族硝基化合物生成主要是重氮盐硼酸等被硝基取代，而脂肪族硝基化合物是卤素，磺酸酯等的硝基取代。但是取代反应的反应条件不易控制。很容易造成产率低，或者得不到目标产物。第三种就是氨的氧化⁷，因为很多化合物不能通过直接硝化制得，把氨基氧化生成硝基⁸条件还比较温和。一般常用过酸氧化，而氨基转化为硝基⁹还有一种sandmeyer反应，不过只适用于苯胺，因为脂肪氨的这个中间产物不稳定。这些就是制作硝基化合物的一些化学方法。化学方法生产中应用比较多，不过会造成一些污染，在生产中有一定的缺点。

2.2酶法氧化氨基得到硝基也是制作硝基化合物的主要方法

生物法制作硝基当前的方法比较稀少，但是酶氧化¹⁰氨制作硝基是一种比较重要的方法。酶是由活细胞合成的,对其特异底物起高效催化作用的蛋白质,是机体内催化各种代谢反应主要的催化剂。它们易于催化得到相对较纯的产物,可减少废物排放,并且可以完成传统催化剂所不能胜任的位点专一性、化学专一性和立体专一性催化剂。近年来,随着酶技术的发展,酶法应有于生产已经是一种重要的方法。对于把氨基氧化成硝基的生物方法现在研究的还是比较少，有一些酶氧化氨基¹¹的路径已经有了一些研究，例如Aurf¹²就是一种可以氧化氨基的酶，它的反应路径如图所示；这些酶的生产一般都是通过克隆库¹³的创建，然后是酶的纯化¹⁴，酶法测定等步骤，生产出我们所需要的酶。酶法催化¹⁵可能有很多途径，但是最终产物一定是硝基。

3化学法和生物催化制作硝基的优缺点