친전자성 방향족 치환 반응의 중요한 예제의 하나인 Nitration을 알고 이를 통해 Methyl Benzene을 합성해 봄으로써 Nitration 반응을 이해하는 것이 목적이다.
친전자성 방향족 치환반응
친전자체가 방향족 고리와 반응하여 한 개의 수소를 치환하는 반응이다. 이 반응은 Benzene 과 치환된 Benzene 뿐만 아니라 모든 방향족 고리의 특성이다. 실제로 화합물이 친전자성 치환반응에 대한 화합물의 능력이 방향족성의 좋은 시험법이다. 여러 가지 서로 다른 치환기들은 친전자성 치환반응을 통해 방향족 고리에 도입될 수 있다. 여러 가능성을 나열하면 방향족 고리는 할로젠, 나이트로기, 설폰산기, 하이드록시기, 알킬기, 아실기에 의해 치환 될 수 있다. 몇 가지 간단한 물질로부터 출발하여 수많은 치환된 방향족 화합물을 제조할 수 있다.
실험 방법
1. 실험 과정
1) 500㎖ 3구 플라스크에 Conc-HNO3 50g을 취하고 서서히 흔들어 냉각하면서 Conc-H2SO4 72g을 조금씩 가하여 준다.
2) Benzene 25g을 dropping funnel에 넣고 온도가 50~60℃가 넘지 않도록 하면서 혼합물을 저어 주면서 조금씩 가하여 준다.
3) 환류냉각기에 찬물을 통하면서 60℃에서 약 40분간 가열하여 반응을 완결시킨다.
4) 플라스크 내의 반응물 중 위 층의 액 소량을 시험관에 취하여 물과 섞었을 때 두개의 층으로 분리가 되어 반응이 일어났다는 것을 알 수 있다.
5) 이 반응물을 실온으로 냉각시키고, 이 반응물에 200㎖의 찬물을 붓고 분액여두를 사 용하여 윗 층의 Nitrobenzene를 분리한다.
6) 분리한 nitrobenzene은 75~100㎖ 물로 세척한다.
7) 5~10% Na2CO3 용액으로 세척하여 유리산분을 중화한 후 다시 물로 세척한다.
8) 마른 elenmeyer flask에 옮겨 무수 5~10g을 가하여 건조시킨다.
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