ไนโตรเซชันและไนโตรซิเลชันเป็นชื่อเรียกสองชื่อสำหรับกระบวนการแปลงสารประกอบอินทรีย์หรือสารเชิงซ้อนโลหะ^{[ 1 ]}ให้เป็น อนุพันธ์ ไนโตรโซ กล่าว คือ สารประกอบที่มี ฟังก์ชัน R−NOความหมายเหมือนกันเกิดขึ้นเนื่องจากฟังก์ชัน R-NO สามารถตีความได้สองวิธีที่แตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมทางกายภาพและเคมี:

• ไนโตรซิเลชันหมายถึงกระบวนการเพิ่มอนุมูลไนโตรซิล NO ^•เข้าไป ไนโตรซิเลชันมักเกิดขึ้นในบริบทของโลหะ (เช่น เหล็ก) หรือไทออล ทำให้เกิดไนโตรซิลเหล็กFe−NO (เช่น ในฮีมที่ถูกไนโตรซิเลชัน = ไนโตรซิลฮีม) หรือS-ไนโตรโซไทออล (RSNOs)
• กระบวนการไนโตรเซชันหมายถึงการเติมไอออนไนโตรโซเนียมNO ⁺ เข้าไป โดยทั่วไปแล้ว ไนโตรเซชันมักเกิดขึ้นกับเอมีน (–NH2 )ทำให้เกิดไนโตรซามี_นขึ้น

มีกลไกทางเคมีหลายอย่างที่สามารถทำให้สิ่งนี้เกิดขึ้นได้ รวมถึงเอนไซม์และการสังเคราะห์ทางเคมี

หน้าที่ทางชีวภาพของไนตริกออกไซด์ได้แก่S-ไนโตรซิเลชันซึ่งเป็นการเชื่อมต่อ NO กับ ไทออล ของซิสเทอีนในโปรตีน ซึ่งเป็นส่วนสำคัญของ การส่งสัญญาณ ของเซลล์^{[ 2 ]}

โดยทั่วไปแล้ว การไนโตรเซชันจะดำเนินการโดยใช้กรดไนตรัสซึ่งเกิดจากการทำให้ สารละลาย โซเดียมไนไตรต์เป็นกรด กรดไนตรัสไม่เสถียร และผลผลิตสูงต้องอาศัยอัตราการเกิดปฏิกิริยาที่รวดเร็ว การถ่ายโอน NO ⁺ ซินธอนจะถูกเร่งปฏิกิริยาโดยนิวคลีโอไฟล์ที่แรง เช่น (เรียงตามลำดับประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้น) คลอไรด์โบรไมด์ไทโอไซยาเนตหรือไทโอยูเรียอันที่จริง ผลิตภัณฑ์ไนโตรเซชันที่ (เมตา)เสถียร ( อัลคิลไนไตรต์หรือไนโตรซามีน ) ก็สามารถเกิดไนโตรเซชันได้ภายใต้สภาวะดังกล่าว และสมดุลสามารถถูกผลักดันไปในทิศทางใดก็ได้ที่ต้องการ หากไม่มีแรงผลักดัน ไทโอไนโตรโซจะเกิดขึ้นจากไนโตรซามีน ซึ่งเกิดขึ้นจากไนไตรต์เอสเทอร์ ซึ่งเกิดขึ้นจากกรดไนตรัส^{[ 3 ]}

กรดลูอิสบางรูปแบบยังช่วยเพิ่มความเป็นอิเล็กโทรฟิลของตัวพา NO ⁺แต่กรดนั้นไม่จำเป็นต้องเป็นกรด บรอนสเตด ตัวอย่างเช่น ไนโตรพรุสไซ ด์จะ เกิดไนโตรเซตได้ดีที่สุดในสภาวะที่เป็นกลางถึงเบส เกลือของรูสซินอาจทำปฏิกิริยาในลักษณะเดียวกัน แต่ยังไม่ชัดเจนว่าจะปล่อย NO ⁺หรือ NO ^• ออก มา^{[ 4 ]}

โดยทั่วไปไนตริกออกไซด์เป็นไนโตรแซนต์ที่ไม่ดีนัก แม้จะ มีปฏิกิริยาแบบ Traubeก็ตาม แต่ออกซิเจนในบรรยากาศสามารถออกซิไดซ์ไนตริกออกไซด์เป็นไนโตรเจนไดออกไซด์ซึ่งสามารถเกิดไนโตรแซนต์ได้ หรือไอออนคิวปริกสามารถเร่งปฏิกิริยาการแตกตัวเป็น NO ⁺และ NO ⁻ได้^{[ 5 ]}

สารประกอบไนโตรโซเช่นไนโตรโซเบนซีนมักเตรียมได้จากการออกซิเดชันของไฮดรอกซีลามีน :

RNHOH + [O] → RNO + H ₂ O

โดยหลักการแล้วNO ⁺สามารถแทนที่ลงบนวงแหวนอะโรมาติกได้โดยตรง แต่ต้องมีการกระตุ้นวงแหวนนั้นอย่างมากเสียก่อน เนื่องจาก NO ⁺ มีคุณสมบัติ เป็นอิเล็กโทรฟิลน้อยกว่าNOประมาณ 14 เบล⁺ ₂[ ^{6 ]} ผิดปกติสำหรับการแทนที่อะโรมาติกแบบอิเล็กโทรฟิลิก การปล่อยโปรตอนไปยังตัวทำละลายมักจะ ^เป็นตัวจำกัดอัตรา และปฏิกิริยาสามารถถูกยับยั้งได้ในสภาวะที่เป็นกรดมากเกินไป^{[ 7 ]}

โดยทั่วไป NO ⁺ส่วนเกินจะออกซิไดซ์ผลิตภัณฑ์ไนโตรโซเริ่มต้นให้กลายเป็นสารประกอบไนโตรหรือเกลือไดอะโซเนียม^{[ 8 ]}

โดยทั่วไป S-ไนโตรโซไทออลจะถูกเตรียมโดยการควบแน่นของไทออลและกรดไนตรัส : ^{[ 9 ]}

RSH + HONO → RSNO + _H₂O

มีแนวโน้มที่จะไม่สมดุลกับไดซัลไฟด์และไนโตรเจนออกไซด์^{[ 10 ]}

แม้ว่าจะไม่มีการแยกแคตไอออนดังกล่าวออกมา แต่รีเอเจนต์ไนโตรเซชันน่าจะประสานกับซัลไฟด์ที่ไม่มีไฮโดรเจนเป็นตัวแทน^{[ 11 ]}

ซัลฟิเนตและกรดซัลฟินิกจะเติมลงในกรดไนตรัส สองครั้ง ดังนั้นผลิตภัณฑ์ไนโตรโซเริ่มต้น (จากการเติมครั้งแรก) จะถูกลดลงเป็นไดซัลโฟนิลไฮดรอกซีลามีน รูปแบบหนึ่งของกระบวนการนี้โดยใช้ไบซัลไฟต์คือ เทคนิคการผลิตไฮดรอกซีลามีน ของRaschig ^{[ 12 ]}

สารประกอบ O-ไนโตรโซคล้ายกับ สารประกอบ S-ไนโตรโซ แต่มีปฏิกิริยาน้อยกว่าเนื่องจากอะตอมออกซิเจนมีคุณสมบัติเป็นนิวคลีโอ ฟิลน้อย กว่าอะตอมซัลเฟอร์ การเกิดอัลคิลไนไตรต์จากแอลกอฮอล์และกรดไนตรัสเป็นตัวอย่างที่พบได้ทั่วไป: ^{[ 13 ]}

ROH + HONO → RONO + _H₂O

N - ไนโตรซามีนเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาของแหล่งไนไตรต์ กับ สารประกอบอะมิโนโดยทั่วไป ปฏิกิริยานี้จะเกิดขึ้นเมื่อไนโตรเจนนิวคลีโอฟิลิกของเอมีน รอง โจมตีไนโตรเจนของไอออนไนโตร โซเนียมอิ เล็กโทรฟิลิก : ^{[ 14 ]}

NO ₂ ⁻ + 2 H ⁺ → NO ⁺ + H ₂ O

R ₂ NH + NO ⁺ → R ₂ N-NO + H ⁺

ถ้าอะมีนเป็นอะมีนทุติยภูมิ ผลิตภัณฑ์จะเสถียร แต่อะมีนปฐมภูมิจะสลายตัวในกรดเป็นแคตไอออนไดอะโซ เนียมที่สอดคล้องกัน จาก นั้นจึงโจมตีนิวคลีโอไฟล์ที่อยู่ใกล้เคียง การไนโตรเซชันของอะมีนปฐมภูมิบางครั้งจึงเรียกว่าการดีอะมิเนชัน^{[ 15 ]}

สารไนโตรซามีนทุติยภูมิที่มีความเสถียรเป็นสารก่อมะเร็งในสัตว์ฟัน แทะ เชื่อกันว่าสารประกอบเหล่านี้ จะ ทำปฏิกิริยาไนโตรเซชันกับเอมีนปฐมภูมิในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดของกระเพาะอาหาร และไอออนไดอะโซเนียมที่เกิดขึ้นจะทำปฏิกิริยาอัลคิเลชันกับดีเอ็นเอ ทำให้เกิดมะเร็ง

• ไนโตรเซชันของเอมีน