Chimie Chimie organică

Reactia de nitrare a benzenului

Reacția de nitrare a benzenului este o substituție electrofilă aromatică în care un atom de hidrogen de pe inelul benzenic este înlocuit cu un grup nitro (-NO₂). Această reacție necesită un amestec nitrant, format din acid azotic (HNO₃) și acid sulfuric (H₂SO₄), care generează electrophilul NO₂⁺. Produsul este nitrobenzenul (C₆H₅NO₂), important în sinteza coloranților și explozivilor.

Mecanismul reacției

  1. 1
    Generarea electrophilului H₂SO₄ protonizează HNO₃, formând H₂O⁺-NO₂, care se descompune în NO₂⁺ (ion nitroniu) și H₂O.
  2. 2
    Atacul electrophil NO₂⁺ atacă inelul aromatic, formând un intermediar carbocationic (complex σ) cu hibridizare sp³ la carbonul atacat.
  3. 3
    Deprotonarea O bază (de obicei HSO₄⁻) elimină un proton de la intermediar, restabilind aromaticitatea și formând nitrobenzen.

Condiții și aplicații

  • Amestecul nitrant Se folosește HNO₃ concentrat și H₂SO₄ concentrat, la temperaturi de 50-60°C pentru a controla reacția.
  • Exemplu numeric Pentru 78 g benzen (1 mol), se adaugă 63 g HNO₃ (1 mol) și exces H₂SO₄, obținând teoretic 123 g nitrobenzen.
  • Aplicații industriale Nitrobenzenul este precursor pentru anilină (prin reducere), folosită în coloranți și medicamente.
  • Efectul substituenților Substituenții donatori de electroni (ex: -OH) orientează nitrarea în pozițiile orto și para, crescând viteza.

În laborator, lucrează cu grijă la nitrare datorită proprietăților explozive ale nitrocompușilor.

Mai multe din Chimie organică