安息香酸メチルのニトロ化

質問

有機化学実験で安息香酸メチルのニトロ化を行ったのですが、副生成物としてはo位、m位のニトロ安息香酸メチル、ジニトロエステル（これは2，4－ジニトロ安息香酸メチルでしょうか？）以外はできないのでしょうか？安息香酸メチルの加水分解も考えたのですが、濃硫酸があるのでできないのではないかと思いました。

また、冷メタノールで粗結晶生成物を洗ったのですが、この時、どのような物質が何％溶解したかが載っている書籍・論文はありますでしょうか？

回答No.2

noname#62864 · ベストアンサー

取り敢えず、以下のように考えて下さい。
まず、有機化合物の数は極めて多いので、化学大辞典などで有力な情報が得られることは少ないと思った方が良いでしょう。ある程度、ありふれたものであれば Merck Index を調べればある程度のことはわかります。また、Aldrichの試薬カタログを調べれば融点、沸点程度のことはわかります。ニトロ安息香酸程度であれば、それらでわかるでしょうし、ネット検索でもわかると思います。

反応については、有機化学の教科書に概要は書かれているはずです。ニトロ化というのは芳香族化合物の求電子置換反応の所に書かれています。そこに、反応機構も書かれているはずですし、配向性、つまり、２個目の置換基がどこに入るかということも書かれています。この場合であれば、-COOR基の配向性を調べれば、m配向性であることがわかるはずです。

一般に、有機化合物の多くは水に溶けにくいですので、ニトロ化の際の反応溶液に水を加えると有機化合物が分離してきます。固体が分離してきたということは、それが反応生成物ということでしょうし、その中の主成分はm-ニトロ安息香酸メチルであろうと予想されます。

反応の際の色の変化に関しては、あまり気にする必要はありません。少量の副生成物のために、本来の色とは異なる色の物質が生じることがよくあるからです。ニトロ化の際に黄色になることは多いですが、それが何によるものであるかについては私にはわかりません。もちろん想像することはできますが、断定することはできません。反応機構を検討する上で、想定されている中間体になっていると考えられる物質によるものであるかもしれません。

回答No.1

noname#62864

普通に考えれば、m-ニトロ安息香酸メチルが主生成物ではないですか。o-とp-も少量の副生成物として得られる可能性もあるでしょうね。エステル基の（加水？）分解も起こるかもしれません。
3,5-ジニトロ安息香酸は生成したとしても、量は極めて少ないでしょう。１個目のニトロ基が強い電子求引性をもつために、ベンゼン環を不活性化し、２個目のニトロ化を強く疎外するからです。

メタノールは上述の物質のいずれをも溶かします。特にどれを溶かしやすいということはないでしょうし、それぞれの溶解度を調べるのも難しいと思います。
冷メタノールで洗うことによって、目的物（主生成物）が少し溶けたとしても、同時に不純物も溶けることになります。そもそも、不純物の方はもともとの量が少ないために、この操作によって大部分を溶かして除くことができるというわけです。

＞この時、どのような物質が何％溶解したかが載っている書籍・論文はありますでしょうか？
多分ないでしょう。その度ごとに、不純物の組成は違いますし、結晶の状態も違います。したがって、再現性に乏しい上に、学問的な意義も乏しいと思います。

補足

ご回答ありがとうございます。色々調べてはいるのですが、ニトロ安息香酸メチル自体も化学大辞典にも載っていなくて、困っています。反応機構を考えて検討してはいるのですが、色すらもわからないために、実験操作で得られた結果から推測するにも、なかなか先に進めない状態です。混酸を加えた時の黄色へと溶液が変化したものと、混酸を加えた溶液を氷の中に入れた時の白い結晶性沈殿物が出来たのですが、それぞれどんな変化が起きたのか教えていただけないでしょうか？

よろしくお願いします。