Напишите схему реакции нитрования этилбензола, укажите условия ее проведения, поясните ее механизм.
Решение
Нитрование этилбензола зависит от условий проведения реакции:
Нитрование разбавленной азотной кислотой в парофазном состоянии под давлением протекает в боковой цепи по радикальному механизму (реакция Коновалова).
Нитрование меланжем (смесью концентрированных азотной и серной кислот) у гомологов бензола протекают по электрофильному механизму в бензольное кольцо, с образованием о-, п-изомеров. Радикал этил (C2H5) в этилбензоле является по своему характеру электродонорной (заместителем 1 рода) и поэтому при реакции нитрования направляет в орто и пара-положения.
Механизм реакции:
Радикальный механизм (реакция Коновалова)
Нитрование алкиларенов в боковую цепь представляет собой цепной процесс и протекает по механизму свободнорадикального замещения (SR)
. Распишем поэтапно стадии механизма
При нагревании азотная кислота разлагается с выделением диоксида азота:
4HNO3 → 4NO2 + 2H2O + O2
Молекула NO2, обладающая неспаренным электроном, является истинным нитрующим агентом.
Под действием диоксида азота из этилбензола образуется радикал R• и азотистая кислота, которая при взаимодействии с азотной кислотой снова дает диоксид азота:
Далее радикал R• реагирует с NO2, давая нитросоединение и эфир азотистой кислоты в качестве побочного продукта:
Электрофильный механизм (SEAr)
Ароматические нитросоединения с нитрогруппой в ядре получают нитрованием ароматических углеводородов нитрующей смесью – смесью концентрированных азотной и серной кислот (при температурах, не превышающих 40–50 °С)