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Reaktionen an Aromaten - Beispiele für die Ar-SE-Reaktion

Nitrierung

Die Nitrierung von Benzol ist eine der am besten untersuchten elektrophilen Substitutionen an aromatischen Verbindungen. Nitrierendes Agens ist das Nitronium-Ion NO2+.

Abb.1
Nitrierung von Benzol

NO2+ entsteht aus Salpetersäure durch Protonierung. In reiner Salpetersäure ist nur ein geringer Anteil NO2+ vorhanden, so dass die Reaktion langsam abläuft. Daher verwendet man für präparative Zwecke ein Gemisch von konzentrierter Salpetersäure und konzentrierter Schwefelsäure, die so genannte Nitriersäure. Auch andere starke Säuren wie HF und BF3 fördern die Nitrierung.

Abb.2
Protonierung von Salpetersäure

Die Nitro-Gruppe hat aufgrund ihres -M- und -I-Effektes eine stark deaktivierende Wirkung auf den Aromaten. Daher ist die Einführung einer zweiten und insbesondere dritten Nitro-Gruppe nur unter zunehmend drastischen Bedingungen möglich. Man verwendet dafür heiße Nitriersäure oder ein Gemisch von rauchender Salpetersäure und konzentrierter Schwefelsäure. Noch effektiver ist der direkte Einsatz von NO2+ in Form von Nitroniumtetrafluoroborat NO2+BF4.

Über die Nitrierung von Aromaten, gefolgt von einer Reduktion der Nitro-Gruppe, ist die Herstellung von Aminoaromaten möglich.

Abb.3
Nitrierung und Reduktion der Nitro- zur Amino-Gruppe

Eine direkte Einführung durch elektrophile Substitution gelingt demgegenüber nicht.

Aminoaromaten sind ihrerseits Ausgangsverbindungen für Diazonium-Salze und bieten damit Zugang zu einer Reihe von aromatischen Verbindungen, die sich auf anderem Wege nur schwierig herstellen lassen (z. B. Sandmeyer-Reaktion und Schiemann-Reaktion).

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