Новые аспекты механизма электрофильного ароматического замещения: квантово-химическая модель реакции нитрования

Нитрозирование

Сандал [8] утверждает, что причина реакционной способности NO+ в ее электроотрицательности, которая выше, чем у NO2+. Если судить по нашим расчетам (Table V) , то это более мягкий электрофил, а причина его активности в открытости его реакционного центра, бóльшей полярности и малого размера, что сосздает более сильное электростатическое поле. Дополнительно, хоть энтальпия реакции нитрозирования меньше, барьер активации ниже, чем в нитровании (см. сравнение реакций в Таблице VI). Следовательно, есть все основания для катализа реакции нитрования азотистой кислотой:
NO2+ + HNO2 ⇒ NO+ + HNO3
NO+ + ArH ⇒ Ar–NO + H+
Ar–NO + H+ + HNO3 ⇒ Ar–NO2 + HNO2

Таблица VI. Термохимическое сравнение реакций нитрования и нитрозирования бензола, AM1 и SM2.1.
HNO3HNO2
ΔΔHf
газ
ΔΔHf
ж.ф.
ΔΔHf
ж.ф.
ΔΔHf
газ
C6H6, H+, HNO30000C6H6, H+, HNO2
C6H6, H2NO3+−1057374−98C6H6, H2NO2+
C6H6, NO2+, H2O−1164654−104C6H6, NO+, H2O
[O2N+ … C6H6], H2O−1128984−116[ON+ … C6H6], H2O
O2N-C6H6+, H2O−1256978−126ON-C6H6+, H2O
O2N-C6H5, H+, H2O−19−25−13−8ON-C6H5, H+, H2O