Разместить заказ
Вы будете перенаправлены на Автор24

Ароматические нитросоединения

8-800-775-03-30 support@author24.ru

Понятие об ароматических нитросоединениях уже было рассмотрено в главе об азосоединениях. Свойствам ароматических нитросоединений также будет посвящена отдельная глава. В этом же разделе мы рассмотрим методы их получения, которые заслуживают отдельного упоминания.

Нитрующие агенты для прямого нитрования аренов

Особенности прямого нитрования аренов уже было расмотрено в предыдущем разделе, где сравнивались ароматические и алифатические нитросоединения. Здесь же будеут рассмотрено нитрование аренов при помощи других нитрующих агентов

  1. Эффективным нитрующей агентом является также и концентрированная азотная кислота (100%). Считают, что для безводной $HNO_3$; нитроний-катион образуется в результате равновесных реакций:



    Рисунок 1.

  2. Безводную азотную кислоту в смеси с олеумом как эффективным нитрующим агентом применяют при необходимости введения второй нитрогруппы в бензольное кольцо, которое уже дезактивировано первой нитрогруппой:



    Рисунок 2.

  3. Для введения третьей нитрогруппы условия реакции должны быть еще жестче, и она требует длительного времени. Часто для этого используют соли нитрония вроде тетрафторобората нитрония, что позволяет снизить температуру реакции до комнатной, даже при получении тринитробензола.

  4. Из других нитрующей агентов, которые применяются в органическом синтезе, следует вспомнить смеси концентрированной серной кислоты с ацетилнитратом или алкилнитратами вроде этилнитрата $C_2H_5-NO_2$:



    Рисунок 3.

Етилнитрат Етилсульфат

При отсутствии серной кислоты ацетил нитраты превращаются в мягкие нитрующей агенты.

Известные нитрующей агенты можно расположить в ряд по убыванию их реакционной способности:



Рисунок 4.

Прямое нитрование производных бензола

Гомологи бензола нитруются гораздо легче, чем бензол, вследствие активирующего действия электронодонорных алкильных заместителей. При этом наибольшее активирующее влияние оказывает $CH_3$-группа благодаря ее способности участвовать в $\sigma-\pi$-сопряжении (гиперконьюгации) и минимальном стерическом препятствиям для реагента.

Согласно правилам ориентации внедрение $NO_2$-группы в моноалкилзамищеные бензола происходит преимущественно в орто- и пара-положениях, например

Готовые работы на аналогичную тему



Рисунок 5.

Нитрование монопроизводных бензола с электроноакцепторными заместителями II рода проходит с существенно замедленной скоростью по сравнению с нитрованием бензола. Примерный выход всех возможных изомеров, среди которых преобладают мета изомеры, таков:

Бензальдегид. Автор24 - интернет-биржа студенческих работ

Рисунок 6. Бензальдегид. Автор24 - интернет-биржа студенческих работ

Бензойная кислота. Автор24 - интернет-биржа студенческих работ

Рисунок 7. Бензойная кислота. Автор24 - интернет-биржа студенческих работ

Бензонитрил. Автор24 - интернет-биржа студенческих работ

Рисунок 8. Бензонитрил. Автор24 - интернет-биржа студенческих работ

Нитробензол. Автор24- интернет-биржа студенческих работ

Рисунок 9. Нитробензол. Автор24- интернет-биржа студенческих работ

Образование мета-изомера в значительном количестве вопреки правилам ориентации объясняется проявлением орто-эффекта, о чем будет сказано ранее.

Нитрование таких производных бензола, как фенолы, ароматические амины, галогенарены т.д., рассмотрены в соответствующих разделах.

Окисление аренаминов

Аминогруппа $-NH_2$ способна окисляться до нитро рогрупы под действием окислителей, которые при этом не должны действовать на бензольное ядро. Окисление аренаминив используют для образования орто- ди-нитроаренов, синтез которых прямым нитрованием невозможен вследствие дезактивирующего действия $NO_2$-групп в орто положении:



Рисунок 10.

Нитрование боковой цепи аренов

Нитрование боковой цепи гомологов бензола проходит в условиях реакции М. Коновалова (разведенная азотная кислота, 10-14%):



Рисунок 11.

Реакция нитрования алкильной составляющей арену происходит по механизму радикального замещения $SR$:



Рисунок 12.

Препаративные методы синтеза нитропроизводных с $NO_2$-группой в боковой цепи реакция В. Мейера:



Рисунок 13.

Сообщество экспертов Автор24

Автор этой статьи

Автор статьи

Игорь Борисович Львов

Эксперт по предмету «Химия»

Статья предоставлена специалистами сервиса Автор24
Автор24 - это сообщество учителей и преподавателей, к которым можно обратиться за помощью с выполнением учебных работ.
как работает сервис