18.7 : Elektrofilik Aromatik Yer Değiştirme: Benzenin Nitrasyonu

Benzenin nitrasyonu, elektrofilik aromatik yer değiştirme reaksiyonunun bir örneğidir. Şekil olarak doğrusal olan çok güçlü bir elektrofil olan nitronyum iyonunun oluşumunu içerir. Reaksiyon iki güçlü asitin (sülfürik ve nitrik asit) etkileşimi yoluyla gerçekleşir.

Sülfürik asit daha güçlüdür ve hidroksil grubu üzerindeki nitrik asidi protonlaştırır, ardından su molekülü kaybı meydana gelir ve nitronyum iyonu oluşur.

Nitronyum iyonu, rezonans ile kararlı hale getirilmiş bir arenyum iyonu oluşturmak üzere benzen ile reaksiyona giren bir elektrofil görevi görür. Arenyum iyonu daha sonra protonunu bir Lewis bazına kaybederek nitrobenzen oluşturur.

Ortaya çıkan nitro grubu, birincil bir amino grubuna indirgenebilir. İndirgeme, yumuşak koşullar altında nikel, paladyum veya platin gibi bir geçiş metali katalizörü ile hidrojenleme yoluyla veya sulu asit içerisinde metallerle işlemden geçirilerek elde edilir. Seyreltik HCl içindeki demir, çinko ve kalay yaygın olarak kullanılan indirgeyici maddelerdir. Bununla birlikte, amonyum iyonu asidik koşullar altında bir tuz olarak elde edilir ve daha sonra serbest amini serbest bırakmak için sodyum hidroksit gibi bir bazla işlenir.