Механизм нитрования ароматических углеводородов
Процесс нитрования углеводородов смесью азотной и серной кислот протекает в гетерогенной среде, так как образуются две фазы – органическая (углеводородная) и кислотная. Благодаря частичной взаимно растворимости реагирующие компоненты распределяются между двумя фазами, и реакция протекает как в этих фа-
Таблица 2.
Показатели процессов нитрования некоторых ароматических углеводородов
|
Исходный углеводород |
нитросоединение |
Ф.Н.А. |
Расход HNO3 в % от теоретического |
|
Бензол |
мононитробензол |
70 |
103–105 |
|
Мононитробензол |
Динитробензол |
88 |
110-115 |
|
Толуол |
Мононитротолуол |
70 |
103-105 |
|
Ксилол |
Динитроксилол |
72 |
110-115 |
|
Нафталин |
Мононитронафталин |
61 |
103-105 |
|
Мононитронафталин |
Динитронафталин |
72 |
130-140 |
зах, так и на поверхности их раздела.
Легконитруемые углеводороды успевают прореагировать с ионом нитрония на поверхности раздела фаз; в этом случае существенное влияние на скорость реакции оказывает величина этой поверхности, которую можно значительно увеличить интенсивным перемешиванием. Для туднонитруемых углеводородов процесс не успевает пройти на поверхности раздела фаз, и реакция протекает в объёме той фазы, в которую проникают реагенты; для таких реакций поверхность раздела меньше влияет на степень превращения углеводорода и перемешивание способствует лишь насыщению одной фазы другой. Труднонитруемые вещества реагируют в основном в кислотном слое. В органический слой проникает главным образом азотная кислота, которая в отсутствие серной кислоты обладаем меньшей нитрующей способностью.
Стадия отрыва протона от σ- комплекса необратима, что делает необратимой реакцию в целом. Это объясняется сильным электроноакцепторным эффектом нитрогруппы, препятствующим протонированию по связанному с ней атому углерода. Однако если нитрогруппа занимает стерически затрудненное положение, при действии кислот может происходить денитрование, например в 9-нитроантрацене, 3,4,6-триизопропил-2-нитро-N-ацетиланилине или миграция нитрогруппы - например в 3-замещённых 2-нитрофенолах и в 3-замещённых 2-нитроанилинах. Миграция нитрогруппы в 3-R-2-нитроанилинах происходит из геминального узла в σ- комплексе (3), находящемся в равновесии с анилиниевым ионом (4)
Смотрите также
Влияние алкоголя на организм человека
...
Расчет сметной стоимости проектируемого объекта
Капитальные
вложения в проектируемый объект принято называть полной сметной стоимостью
этого объекта. В проектных организациях расчет капитальных затрат
осуществляется путем составления локальных с ...
Химические способы очистки поверхностей полупроводниковых пластин
Современный этап развития радиоэлектроники
характеризуется широким применением интегральных микросхем (ИМС) во всех
радиотехнических системах и аппаратуре. Это связано со значительным усложн ...