質問: 安息香酸メチルのニトロ化について 有機化学の求核置換反応の実験で、安息香酸メチルのニトロ化で混酸を加えたとき黄色くなったのはどのような化合物ができているのですか?ちなみに混酸を作るとき温度が18度まで上がってしまいました。教えてください。
回答: > 安息香酸メチルのニトロ化で混酸を加えたとき黄色くなったのは > どのような化合物ができているのですか? これは2つ考えられます。一つは,皆さんがお書きの 3,5-ジニトロ安息香酸メチル(methyl 3,5-dinitrobenzoate)の副生です。もう一つは,no, no2, n2o3 等の混入です。これらのガス(全てかどうかは忘れましたが)は黄色い色をしています。混酸作製時に温度が上がりすぎて,これらのガスが多量にできていると,反応生成物の結晶中に混ざり混で黄色い色を呈する可能性があります。 > 教授には温度が上昇しすぎたために この温度とはいつの温度でしょうか。後で述べますように,ニトロ化時の温度ならジニトロ体の可能性が高くなります。 > 水で結晶をよく洗えと言われました。 これは何故だかわかりますか。実験のレポ-トだそうですので,簡単なヒントだけ。 まづ,水で洗って除けるという事は溶解度が違うわけですね。モノニトロ体とジニトロ体のどちらが酸として強いでしょうか。強い酸の方が相手(今の場合水分子)に h+ を与えやすいですから,水に溶けやすいと考えられます。つまり,水洗で容易に除けます。 酸の強さを考える場合,ニトロ基の効果はi(インダクティブ)効果やr(レゾナンス)効果はどう影響するでしょうか。 > 有機化学の求核置換反応の実験で この反応は「求核置換反応」ではありません。マイナス電荷を持った試薬(求核剤)がプラス電荷を攻撃しているわけではないからです。 この反応では,ベンゼン環のπ電子に対して no2(+) イオンが攻撃します(親電子攻撃)。結果としてできる化合物は,ベンゼン環の水素がニトロ基に置換(置換反応)された化合物です。つまり,この反応は親電子置換反応です。 教科書の該当ヶ所を御覧になればわかるとは思いますが,ニトロ基はベンゼン環の電子を引っ張って,この反応を起こり難くします。したがって,通常ではジニトロ体はでき難いのですが,反応温度が高いと副生する可能性が高まります。 いづれにしても,教科書の親電子置換反応や芳香環の反応性の辺りを参考になさって下さい。