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アルコール・ケトンの硝酸による酸化の反応機構を解説!

硝酸が酸化剤として用いられることは高校でも習いますが、その反応機構までは習いません。

この記事ではその反応機構を解説します。

目次

硝酸の反応機構

実際のステップ

ヒドロキシ基(アルコール)

STEP
硝酸の窒素がヒドロキシ基の酸素に求電子攻撃

硝酸の窒素は、周りの酸素に電子を引っ張られている状態にあるので電子密度が下がっており、電子を欲しがっています。そのため、ヒドロキシ基の酸素原子の非共有電子対を狙って求核攻撃を仕掛けます。

STEP
中間体が分子内で電子をやり取りし、カルボニル基が出来る

図のように、電子のやり取りをした結果カルボニル基が生成します。

STEP
N(OH)3が水と亜硝酸に分解

より安定な水と亜硝酸に分解します。

このときカルボニル基はそのままです。

カルボニル基(ケトン)

STEP
硝酸のヒドロキシ基酸素原子がカルボニル炭素に求核攻撃

カルボニル基の炭素原子は酸素と二重結合しているせいですごく求電子性が高いです。そのため、硝酸のヒドロキシ基の酸素が持つ非共有電子対で求核攻撃できます。

今回は硝酸側の電子で共有結合を形成しているので、さっきと逆ですね。

STEP
中間体が自身の電子をやり取りし、カルボン酸と亜硝酸に分解

中間体は、分解してより安定なカルボン酸と亜硝酸になります。

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