1-Nitronaftalen

W kolbie kulistej o pojemności 50 ml umieszcza się 3,6 mL kwasu azotowego(V) i wstrząsając dodaje porcjami 3,3 mL stężonego kwasu siarkowego(VI). Mieszaninę należy przy tym chłodzić zanurzając ją w zimnej wodzie. W mieszaninie nitrującej umieszcza się termometr i dodaje małymi porcjami, wstrząsając energicznie, 0,032 mola dokładnie sproszkowanego naftalenu. Należy przy tym utrzymywać temperaturę 45–50°C, a w razie potrzeby chłodzić w wodzie z lodem. Po dodaniu całej ilości naftalenu mieszaninę ogrzewa się w łaźni wodnej o temperaturze 55–60°C w ciągu 30-40 minut, aż do zaniku zapachu naftalenu.

Mieszaninę wylewa się do 50 ml zimnej wody, w wyniku czego 1 nitronaftalen opada na dno. Po zdekantowaniu cieczy zbity osad wygotowywuje się kilkakrotnie w ciągu 15 minut z 50 mL wody, aż do zaniku kwaśnego odczynu cieczy i wlewa stopiony nitronaftalen cienkim strumieniem, silnie mieszając do zlewki z 50 ml zimnej wody, w której zastyga on w postaci czerwono-żółtych ziaren. Produkt odsącza się na lejku Büchnera, przemywa wodą, wykłada pomiędzy dwa kawałki kilkukrotnie złożonej bibuły, ponownie odciska i suszy pomiędzy dwoma suchymi bibułami. Surowy 1-nitronaftalen krystalizuje się z mieszaniny woda:etanol (2:1).

Pytania:

• Narysuj kompleksy σ dla ataku jonu nitroniowego w pozycję α naftalenu.
• Narysuj wzór strukturalny kwasu azotowego(V) i grupy nitrowej.
• Uszereguj podane związki wg wzrastającej reaktywności z bromem w obecności FeBr₃: toluen, nitrobenzen, benzen, bromobenzen, fenol.
• Zapisz równanie reakcji w której powstaje jon nitroniowy.
• Aktywne związki aromatyczne (np. fenol) można nitrować rozcieńczonym kwasem azotowym(V) zawierającym niewielkie ilości kwasu azotowego(III). Zaproponuj mechanizm nitrowania w tych warunkach.
• Dlaczego anilina, mimo że zawiera silnie aktywującą (na reakcje substytucji elektrofilowej) grupę NH₂, trudno ulega reakcji nitrowania mieszaniną nitrującą?