Электрофильное замещение в ароматическом ряду. Несогласованная ориентация. Синтез 3-нитрофталевой кислоты.

Методика получения 3-нитрофталевой кислоты

В четырёхгорлую колбу объемом 500 мл помещают 80 г фталевого ангидрида и 180 мл концентрированной серной кислоты. После того, как фталевый ангидрид растворился,  (примерно 10 минут) колбу помещают на водяную баню и добавляют с помощью капельной воронки 60 грамм дымящей азотной кислоты при 70℃ (через капельную воронку!). После добавления азотной кислоты смесь оставляют перемешиваться на 1 час при 70℃. Затем смесь охлаждают до комнатной температуры с помощью ледяной бани, а затем фильтруют (спектр №1). Остаток промывают холодной водой трижды перекристаллизовывают из воды. Считают выход реакции.

Механизм реакции

Полезное видео про получение 3-нитрофталевой кислоты

Спектры ЯМР 1H

Продукт до промывки водой, после выделения из реакционной смеси.

Продукт после промывки водой и перекристаллизации из воды.

Список вопросов

Теория химических реакций.
  1. Соотнесите сигналы в спектре ЯМР продукта основной и побочной реакции.
  2. На чем основан метод разделения двух продуктов реакции?
  3. Почему растворимость одного изомера в воде лучше, чем другого? Если сложно ответить самостоятельно, подсказка есть здесь.
  4. Почему в данном случае предпочтительней использовать дымящую азотную кислоту?
  5. Почему не наблюдается продукта двойного электрофильного замещения?
  6. Какие способы восстановления нитро группы подойдут в данном случае?
  7. Сравните константу диссоциации фталевой кислоты и нитрофталевой. Поясните ответ.
  8. Расположите продукты в ряд по увеличению способности к нитрованию: анизол, толуол, бензойная кислота, нитробензол.
  9. Как получают гексанитробензол? Почему?