質問: p-ニトロ安息香酸エチルの還元について はじめまして。 現在実験で、p-ニトロ安息香酸エチルをしてp-アミノ安息香酸エチルを合成するという実験をしています。 鉄粉を触媒にして、p-ニトロ安息香酸エチル+1.8mの硫酸で還元反応を起こしました。 反応後に、 無水炭酸naを加え中和して、さらに酢酸エチルを加えて分離、 飽和食塩水を加えて分離、 塩酸を加えて目的物の分離、 飽和炭酸naを加えて中和 濾取・結晶化 と言う作業を行いました。 最初の手順で硫酸を加えたときに、硫黄臭がして、発泡が起こったのですが、ここの反応でp-アミノ安息香酸エチル以外に生成される物質は feso4 h2o もしくはfe(oh)3 だと思うのですが、発泡により発生した気体というのが何かわかりません。 分かる方がいらっしゃいましたら、教えていただきたいと思います。ヨロシクお願いします。
回答: 補足です。 この反応はかなり複雑な機構で進んでいると思いますが、水素の発生がニトロ基の還元とはまったく別個に起こっている、すなわち、単に鉄が硫酸に溶けて水素が発生する反応が起こっていると考えるのが、もっとも単純な回答だと思います。 しかし、ニトロ基の還元反応と一部を共有している可能性も否定できないと思います。 補足質問の部分の式(2)については、fe2+がfe3+に酸化されるときに奪われる電子が、未反応のニトロ基に向けて1電子移動を起こしていることを示しています。(参考urlを見て下さい) そう考えれば、その(2)の式が連鎖的に(ラジカル反応として)起こっていると考えるのは妥当かもしれません。 また、さらに考えるならば、(1)式に加えてfe + h2so4 → feso4 + h2 を考えても良いように思います。そうすればh2の発生もうまく説明できますね。 つまり、上述の fe + h2so4 → feso4 + h2 と、(1) および(2)の反応が起こっていると考えることも可能だと思います。 ただし、(2)式に関しては、両辺の物質量が一致しておらず、酸化数の変化も説明できていません。そのために、補足質問の後半の部分の意味が分かりかねます。テキストの反応式をご確認下さい。 なお、現実には種々の反応が雑然と起こっているのではないかと思います。