친전자성 방향족 치환반응_나이트로벤젠 합성 실험 결과보고서

소개글

친전자성 방향족 치환반응_나이트로벤젠 합성 실험 결과보고서입니다.

목차

1. 실험 목적 및 이론
1) 실험 목적
2) 실험 이론

2. 실험 기구 및 시약
1) 실험 기구
2) 실험 시약

3. 실험 방법
1) 이론상 실험 방법
2) 실제 실험 방법

4. 실험 결과

5. 고찰

6. 참고문헌

본문내용

- 실험 목적
방향족 화합물인 벤젠에 질산과 진한 황산과의 혼합액을 나이트로화 반응시켜 나이트로벤젠을 만든다. 친전자성 방향족 치환반응을 이해하고 벤젠을 나이트로화 하는 메커니즘을 알아본다.

- 실험 이론
*합성
합성이란 2개 또는 2개 이상의 원자 혹은 화합물로부터 여러 가지 화하 반응에 의해 새로운 물질이나 복잡한 화합물을 생성하는 것이다. 합성을 하면 비교적 간단한 과정을 통해 필요한 물질들을 쉽게 얻을 수 있다. 합성은 모든화합물에 적용되지만 대부분은 유기 분자의 합성이다. 천연에서 얻어지는 화합물은 그 구조를 더욱 잘 이해하기 위해 합성된다. 화합물은 서로 다르 원소의 원자들이 화학결합에 의해 연결되어 이루어지는데, 보통 이미 존재하는 결합이 끊어지고 새로운 화합물이 생성된다.

*나이트로화 반응
나이트로화 반응이란 유기화합물에 나이트로기(-NO2)를 도입하는 반응이다. 일반적으로 지방족 화합물은 나이트로화 반응이 어렵지만 방향족 화합물은 쉽게 치환 반응이 일어나 나이트로 화합물을 생성한다. 방향족 화합물의 나이트로화는 나이트로화제에서 생성되는 나이트릴 이온(Nitryl ion, NO2+)에 의해 벤젠핵을 공격하여 진행되는 친전자성 치환반응이다. 다음은 나이트로화 반응의 예이다.

위는 유기화합물인 벤젠에 니트로기(-NO2)를 결합시키는 반응으로 벤젠과 같은 방향족 화합물을 니트로화할 때는진한 질산과 진한 황상의 혼합액을 사용하여 반응시킨다. 지방족 탄화수소의 니트로화는 고온 기체 속에서 질산 증기에 의하여 행해진다.

*친전자성 방향족 치환반응
방향족 화합물의 가장 보편적인 반응은 친전자성 방향족 치환 반응이다. 즉 친전자체(E+)가 방향족 고리와 반응하여 한 개의 수소를 치환하는 반응이다. 친전자성 방향족 치환반응은 크게 다섯 가지로 나눠진다. 할로젠화 반응, 나이트로화 반응, 설폰화 반응, Friedel-Crafts 알킬화 반응, Friedel-Crafts 아실화 반응이 잇으며 이러한 반응을 에너지 다이어그램으로 나타내면 아래와 같다.

참고 자료

Peter Atkins, (2020), 물리화학, 교보문고
Raymond Chang, (2020), 일반화학, 사이플러스
여인형, (2013), Harris 최신분석화학, 자유아카데미
정보통신기술용어해설, http://www.ktword.co.kr/test/view/view.php?m_temp1=5580
화학교재연구회, (2021), 일반화학실험, 사이플러스