a) Какова функция серной кислоты в процессе нитрования бензола? (b) Каков механизм реакции нитрования бензола?

Тема занятия: Нитрование бензола

Пояснение:
(a) Функция серной кислоты в процессе нитрования бензола заключается в том, что она является катализатором этой реакции. Без участия кислоты процесс нитрования происходит очень медленно или даже не происходит вовсе. Серная кислота играет роль сильного кислотного катализатора и создает условия для проведения реакции.

(b) Механизм реакции нитрования бензола, при участии серной кислоты, основан на электрофильной ароматической замене. Сначала серная кислота образует электрофильную центральную часть, NO2+ (нитроний), путем нитрирования серной кислоты, содержащей азотную кислоту (HNO3). Затем электрофильный нитроний атакует ароматическое ядро бензола, заменяя один из атомов водорода на атом азота и образуя нитробензол. В этой реакции образуется сульфат водорода (HSO4-), который может регенерироваться и использоваться повторно в реакции нитрирования.

Например:
(a) Итак, функция серной кислоты в процессе нитрования бензола состоит в том, что она является катализатором этой реакции, ускоряя ее протекание.

(b) Механизм реакции нитрования бензола при участии серной кислоты основан на электрофильной ароматической замене. Сначала серная кислота нитрируется, образуя электрофильную центральную часть NO2+, а затем эта электрофильная часть атакует ароматическое ядро бензола, замещая один из атомов водорода.

Совет: Чтобы лучше понять процесс нитрования бензола, полезно изучить электрофильную ароматическую замену и действие каталитических кислот.

Дополнительное задание: Какова функция кислоты в реакции ацилирования бензола?