Nitración

y aquí está la reacción general para la migración del benceno empezamos con nuestro benceno y añadimos ácido nítrico y ácido sulfúrico concentrado así se da la sustitución de un protón del benceno por un grupo nitro veamos el mecanismo para la ni tracción del benceno aquí tenemos la estructura de louis para el ácido nítrico y por acá tenemos la estructura para el ácido sulfúrico que es más fuerte que el ácido nítrico así que el primer paso es que el ácido sulfúrico actuará como un ácido de brondsted lowry y donará este protón entonces el ácido nítrico actuará como una base es decir que un par de electrones tomará el protón dejando estos electrones con el oxígeno dibujemos lo que resulta de esta reacción ácido base aquí tenemos al nitrógeno con una carga formal positiva y está unido a este oxígeno también está unido a este oxígeno que conserva su carga parcial negativa y por acá tenemos el otro oxígeno que ahora está unido a dos hidrógenos solo tiene un par de electrones libres lo que le da una carga formal positiva este par de electrones formaron un enlace con este protón por eso el oxígeno tiene una carga formal positiva observen que se formará agua como nuestro grupo saliente así que estos electrones se moverán hacia acá empujando a estos electrones hacia el oxígeno dibujemos el resultado de eso ahora nos ha quedado agua h2o y estos electrones en rosa corresponden a estos electrones así que el agua es nuestro grupo saliente y nos queda el guión nitro nio se ve así y estos electrones son los que formaron este enlace 'http y ahora el nitrógeno tiene una carga formal positiva y como tiene una hibridación esp es lineal al tener esta carga positiva será nuestro electro filo en el mecanismo este es nuestro electro filo y por acá también hemos creado la base con jugada del ácido sulfúrico hs o 4 menos ahora veamos qué sucede una vez que ya formamos a nuestro electro filo el electro filo se adicionará al benceno así que tendremos una reacción núcleo filo electro filo dibujemos el anillo aromático por aquí tenemos un hidrógeno y ahora tenemos a nuestro ion nitro nio la razón para que usemos un catalizador es para producir a nuestro electro filo cargado positivamente y ahora estos electrones del benceno actuarán como un núcleo filo y atacarán al electro filo así que estos electrones atacan al nitrógeno cargado positivamente y estos electrones son empujados hacia el oxígeno dibujemos el resultado de este ataque el núcleo físico aquí tenemos nuestro anillo y aquí está el hidrógeno una vez más mostraré la adición del electro filo en este carbono así que tenemos al nitrógeno unido con un doble enlace al oxígeno de arriba y también está unido a otro oxígeno con tres pares de electrones libres lo que le da al oxígeno una carga formal negativa y claro el nitrógeno tiene una carga formal positiva muy bien sigamos a los electrones estos electrones que formaron este enlace con nuestro grupo nitro y como ya lo hemos visto muchas veces le quitamos un enlace a este carbono así que ahora tiene una carga formal positiva dibujemos las estructuras de resonancia una de las estructuras podemos decir que estos electrones se mueven hacia acá entonces nos queda aquí tenemos al hidrógeno y también el grupo nitro que lo podemos escribir simplemente como no2 aún tenemos estos electrones pi y ahora tenemos a los electrones bi que se movieron hacia acá déjenme resaltar a los electrones estos electrones vi en azul ahora son estos electrones y como le quitamos un enlace a este carbono ahora aquí tenemos la carga formal positiva aún podemos dibujar otra estructura de resonancia ahora estos electrones se mueven hacia acá lo que claro le quita un enlace a este carbono entonces tenemos este enlace por aquí y por acá tenemos la carga formal positiva así que tenemos tres estructuras de resonancia pero recuerden que el complejo sigma es un híbrido de estas tres ya estamos listos para el último paso la des protón acción de nuestro complejo sigma entonces si regresamos un poco que creen que podría funcionar como una base claro la molécula de agua así que un par de electrones libres en la molécula de agua tomará el protón dejando a los electrones que se moverán hacia acá para reformar el anillo aromático dibujemos lo que nos quedaría se reforma el anillo aromático y por la de explotación del complejo sigma nos queda un producto con la sustitución del grupo nitro nuevamente resaltemos a los electrones estos electrones en morado se movieron hacia acá restaurando el anillo aromático hemos formado nuestro producto añadimos un grupo nitro y este es el mecanismo para la ni tracción y ahora que ya formamos un anillo con un grupo nitro en él podemos hacer uso de la síntesis para transformar el grupo nitro en una lámina veamos rápidamente una reacción muy útil sobre esto podemos transformar el grupo nitro en una mina de diferentes formas una de las clásicas es reduciendo el grupo nitro así que el primer paso es usar hierro o estaño y una fuente de protones como por ejemplo h como esto es un ambiente ácido en el segundo paso necesitamos neutralizarlo con algo como hidróxido de sodio estos pasos reducirán al grupo nitro en una amina dibujemos el producto ahora en lugar de tener no2 en el anillo tenemos n h 2 esta es la molécula de anilina hay otras formas de reducir el grupo nitro en una mina pero es la forma clásica de hacerlo esto puede serles muy útil para los problemas de síntesis que estudiaremos más adelante