علم الكيمياء
تاريخ الكيمياء والعلماء المشاهير
التحاضير والتجارب الكيميائية
المخاطر والوقاية في الكيمياء
اخرى
مقالات متنوعة في علم الكيمياء
كيمياء عامة
الكيمياء التحليلية
مواضيع عامة في الكيمياء التحليلية
التحليل النوعي والكمي
التحليل الآلي (الطيفي)
طرق الفصل والتنقية
الكيمياء الحياتية
مواضيع عامة في الكيمياء الحياتية
الكاربوهيدرات
الاحماض الامينية والبروتينات
الانزيمات
الدهون
الاحماض النووية
الفيتامينات والمرافقات الانزيمية
الهرمونات
الكيمياء العضوية
مواضيع عامة في الكيمياء العضوية
الهايدروكاربونات
المركبات الوسطية وميكانيكيات التفاعلات العضوية
التشخيص العضوي
تجارب وتفاعلات في الكيمياء العضوية
الكيمياء الفيزيائية
مواضيع عامة في الكيمياء الفيزيائية
الكيمياء الحرارية
حركية التفاعلات الكيميائية
الكيمياء الكهربائية
الكيمياء اللاعضوية
مواضيع عامة في الكيمياء اللاعضوية
الجدول الدوري وخواص العناصر
نظريات التآصر الكيميائي
كيمياء العناصر الانتقالية ومركباتها المعقدة
مواضيع اخرى في الكيمياء
كيمياء النانو
الكيمياء السريرية
الكيمياء الطبية والدوائية
كيمياء الاغذية والنواتج الطبيعية
الكيمياء الجنائية
الكيمياء الصناعية
البترو كيمياويات
الكيمياء الخضراء
كيمياء البيئة
كيمياء البوليمرات
مواضيع عامة في الكيمياء الصناعية
الكيمياء الاشعاعية والنووية
Nitration and Sulfonation
المؤلف: University of Missouri System
المصدر: Organic Chemistry ii
الجزء والصفحة: .................
24-9-2020
2461
Nitration and sulfonation of benzene are two examples of electrophilic aromatic substitution. The nitronium ion (NO2+) and sulfur trioxide (SO3) are the electrophiles and individually react with benzene to give nitrobenzene and benzenesulfonic acid respectively.
The source of the nitronium ion is through the protonation of nitric acid by sulfuric acid, which causes the loss of a water molecule and formation of a nitronium ion.
The first step in the nitration of benzene is to activate HNO3 with sulfuric acid to produce a stronger electrophile, the nitronium ion.
Because the nitronium ion is a good electrophile, it is attacked by benzene to produce nitrobenzene.
(Resonance forms of the intermediate can be seen in the generalized electrophilic aromatic substitution)
Sulfonation is a reversible reaction that produces benzenesulfonic acid by adding sulfur trioxide and fuming sulfuric acid. The reaction is reversed by adding hot aqueous acid to benzenesulfonic acid to produce benzene.
To produce benzenesulfonic acid from benzene, fuming sulfuric acid and sulfur trioxide are added. Fuming sulfuric acid, also refered to as oleum, is a concentrated solution of dissolved sulfur trioxide in sulfuric acid. The sulfur in sulfur trioxide is electrophilic because the oxygens pull electrons away from it because oxygen is very electronegative. The benzene attacks the sulfur (and subsequent proton transfers occur) to produce benzenesulfonic acid.
Sulfonation of benzene is a reversible reaction. Sulfur trioxide readily reacts with water to produce sulfuric acid and heat. Therefore, by adding heat to benzenesulfonic acid in diluted aqueous sulfuric acid the reaction is reversed.
Nitration is used to add nitrogen to a benzene ring, which can be used further in substitution reactions. The nitro group acts as a ring deactivator. Having nitrogen present in a ring is very useful because it can be used as a directing group as well as a masked amino group. The products of aromatic nitrations are very important intermediates in industrial chemistry.
Because sulfonation is a reversible reaction, it can also be used in further substitution reactions in the form of a directing blocking group because it can be easily removed. The sulfonic group blocks the carbon from being attacked by other substituents and after the reaction is completed it can be removed by reverse sulfonation. Benzenesulfonic acids are also used in the synthesis of detergents, dyes, and sulfa drugs. Benzenesulfonyl chloride is a precursor to sulfonamides, which are used in chemotherapy.