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アニリンの合成方法-ニトロベンゼンとスズ・鉄粉で還元

アニリン合成

アニリンはインディゴなどの色素やサルファ剤などの医薬品、ゴムの硫化促進剤など様々な用途に使われる重要な物質です。

アニリンは反応性が高いため、様々な芳香族化合物の合成中間体となりますから、テストや化学実験などにもってこいの題材になります。

今回は様々なアニリンの合成のうち、ニトロベンゼンからの還元について紹介します。

ニトロベンゼンの還元は金属+酸条件

ニトロ基の還元は鉄や亜鉛、スズなどの金属と塩酸などの酸を使る金属還元を使うのが最もシンプルな還元方法です。

ニトロベンゼンの還元でアニリンを作る

ニトロベンゼンの還元でアニリンを作る

中でも鉄を使った還元は弱酸性の塩化アンモニウムでも反応が進行することから、より安全で温和な反応としてよく使われています(べシャン還元)

鉄で還元(べシャンプ還元)ニトロ基をアミンに鉄で還元 ベシャン還元は穏やかなニトロ基の還元に最適!反応条件

還元反応の操作は簡単!

ニトロベンゼンをアニリンに還元する方法はとても簡単です。

  1. ニトロベンゼンにスズあるいは鉄粉を適量加えて、濃塩酸(6Mくらいの希塩酸でもOK)を適量加えて攪拌します。
  2. 撹拌子を使って攪拌しない時は揺り動かしながら、60℃くらいに温めます。
  3. 生成したアニリンは塩酸塩になっているので、水酸化ナトリウム水溶液を加えてアミノ基に戻します。
  4. 分液ロートに反応液を加えて有機溶媒(エーテルや酢酸エチル)で抽出する。
  5. 有機層を濃縮してアニリンを得る

ニトロベンゼンの還元に使う試薬は適当な量を加えても還元できます。非常に簡単な実験です。

鉄還元の反応機構

ニトロベンゼンの酸素が外れて水素に置換するわかりやすい還元反応ですが、その反応機構は意外とちゃんと把握している人は少ないかもしれません。

どの金属でも同じで酸による酸素のプロトン化と金属による一電子還元(SET)によって還元反応が進行します。

ニトロベンゼンからアニリンができるまではニトロソベンゼン、ヒドロキシルアミンという中間体を経由します。シンプルにみると、「二重結合の還元」と「酸素の水への変換」でアニリンに還元しています。

ニトロベンゼンの還元の反応機構

ニトロベンゼンの還元の反応機構

アニリンの検出方法

アニリンの検出は酸化剤によって生成する重合体の「アニリンブラック」を使って視認します。

よく使われる酸化剤はさらし粉(次亜塩素酸カルシウム)、ニクロム酸カリウムなどがあります

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