安息香酸メチルのニトロ化について

質問

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No.4

rei00 · ベストアンサー

> 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。

お礼

大変丁寧なご回答ありがとうございました。何とかレポートを仕上げることができました。まだまだ有機化学に関して知識が不足していることを、認識してこれからも一層学習をしていきたいと思います。ありがとうございました。

回答No.3

ymctaka

先ほど入力した者ですが２，４－でなくて、３，５－ジニトロ安息香酸メチルですよね。そこまで自信はないですけど、、、。

回答No.2

ymctaka

安息香酸メチルには、電子吸引性基がついていますよね。電子吸引性基がつくと、配向性は、メタ配向性になります。たぶん、少し高い温度条件でやったために2位と4位にニトロ基が入って２，４－ジニトロ安息香酸メチルが生成したのではないでしょうか。

お礼

ありがとうございます。同じ実験をしたことのあるかたのようですね。メタ配向性については有機の教科書で調べました。頑張ってレポートを仕上げてみようと思います。

回答No.1

myeyesonly

こんにちは。

黄色くなったのは、生じたニトロ化合物の色ではないでしょうか。

あと混酸を作るときの温度上昇ですが、濃硫酸は水と混ざると温度が上昇します。硫酸を希釈する時に、硫酸に水を入れてはいけないと習いましたよね。濃硝酸の中の水が反応したのだと思います。

お礼

ありがとうございます。実験レポートがなかなか書けずに困っておりこのような質問をさせていただきました。補足の項目でご存知の点がありましたらよろしくお願いします。

補足

ありがとうございます。そのニトロ化合物はジニトロ安息香酸メチルのことでしょうか？混酸を生成する時点で温度の上昇はあるのですが、温度が上昇しないように攪拌しながら少量ずつ滴下したのですが、つい速く滴下してしまい温度が上昇してしまいました。教授には温度が上昇しすぎたために余計に混酸と安息香酸メチルとの反応物が黄色くなったのでヌッチェで吸引ろ過したときに水で結晶をよく洗えと言われました。ですので私は温度上昇によって黄色い副生成物が余計に多く生成したのではないかと思ったのですが、その黄色い副生成物の詳しい化学名称（できれはニトロ基の配位も）を教えていただけますか？お願いします。