Exercice 8.3 Soit la réaction suivante.
a) Complétez cette réaction en écrivant la structure de tous les produits possibles.
b) Illustrez le mécanisme réactionnel menant à la formation de ces produits.
c) Dessinez le diagramme énergétique de la substitution électrophile aromatique.
Prenez soin de bien dé?nir les axes et d’indiquer les réactifs, les produits et
l’intermédiaire réactionnel.
8.4.3 Nitration
Dans une réaction de nitration, un des hydrogènes liés au cycle benzénique est remplacé par un groupement nitro. Pour ce faire, l’électrophile est préparé en faisant réagir
l’acide nitrique avec l’acide sulfurique, qui est le catalyseur de cette réaction. L’acide
nitrique agit à titre de base, puisque l’acide sulfurique est un acide plus fort. Une molécule d’eau est ensuite expulsée de l’acide nitrique protoné (déshydratation), ce qui
génère un ion nitronium (NO 2
+ ), un très puissant électrophile, dans lequel l’atome
d’azote est chargé positivement (catégorie 2 d’électrophiles, voir le tableau 4.4, p. 187).
Cet électrophile est ensuite attaqué par le cycle benzénique pour réaliser la substitution
électrophile aromatique (voir la ?gure 8.13).
Figure 8.13
Mécanisme réactionnel de
la nitration du benzène
Pour régénérer l’aromaticité
au cours de la substitution
électrophile aromatique, une
base doit arracher l’hydrogène
lié au carbone hybridé sp
3
.
La solution d’acide nitrique
vendue commercialement
est con centrée à 70 % ; elle
contient alors 30 % d’eau.
Sachant que l’eau est une
meilleure base que l’ion HSO 4
−
généré durant la préparation
de l’électrophile NO 2
+ , ce
seront préférentiellement les
molécules d’eau qui arracheront le proton pour former
des ions hydronium (H 3 O
+
).
REMARQUE
352 Chapitre 8 Composés aromatiques
a) Complétez cette réaction en écrivant la structure de tous les produits possibles.
b) Illustrez le mécanisme réactionnel menant à la formation de ces produits.
c) Dessinez le diagramme énergétique de la substitution électrophile aromatique.
Prenez soin de bien dé?nir les axes et d’indiquer les réactifs, les produits et
l’intermédiaire réactionnel.
8.4.3 Nitration
Dans une réaction de nitration, un des hydrogènes liés au cycle benzénique est remplacé par un groupement nitro. Pour ce faire, l’électrophile est préparé en faisant réagir
l’acide nitrique avec l’acide sulfurique, qui est le catalyseur de cette réaction. L’acide
nitrique agit à titre de base, puisque l’acide sulfurique est un acide plus fort. Une molécule d’eau est ensuite expulsée de l’acide nitrique protoné (déshydratation), ce qui
génère un ion nitronium (NO 2
+ ), un très puissant électrophile, dans lequel l’atome
d’azote est chargé positivement (catégorie 2 d’électrophiles, voir le tableau 4.4, p. 187).
Cet électrophile est ensuite attaqué par le cycle benzénique pour réaliser la substitution
électrophile aromatique (voir la ?gure 8.13).
Figure 8.13
Mécanisme réactionnel de
la nitration du benzène
Pour régénérer l’aromaticité
au cours de la substitution
électrophile aromatique, une
base doit arracher l’hydrogène
lié au carbone hybridé sp
3
.
La solution d’acide nitrique
vendue commercialement
est con centrée à 70 % ; elle
contient alors 30 % d’eau.
Sachant que l’eau est une
meilleure base que l’ion HSO 4
−
généré durant la préparation
de l’électrophile NO 2
+ , ce
seront préférentiellement les
molécules d’eau qui arracheront le proton pour former
des ions hydronium (H 3 O
+
).
REMARQUE
352 Chapitre 8 Composés aromatiques