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¿Por qué ocurre la nitroación de N, N-dimetilanilina en la posición meta?

La nitridación de N,N-dimetilanilina con $\ce{H2SO4}$ y $\ce{HNO3}$ da principalmente el producto meta, a pesar de que $\ce{-NMe2}$ es un grupo dirigente orto,para. ¿Por qué es esto?

Reacción

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es.wikipedia.org/wiki/Tetryl - la reacción puede proceder de otra manera

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La mejor manera de solucionar este problema, desde el punto de vista de rendimiento de reactivos, es usar anhídrido acético para N-acetilar la amina primaria. Esto da acetanilida, el derivado acetilo de anilina.

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Jonas Puntos 1687

En presencia de estos ácidos fuertes, el grupo $\ce{-NMe2}$ se protona, y la forma protonada es electrómetro-retrayendo via el efecto inductivo. Esto desalienta el ataque en la posición orto electrón-deficiente.

Bajo las condiciones que conozco para ese experimento, se obtiene una mezcla de producto para y meta, pero no producta orto debido a la interferencia estérica.

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DLRdave Puntos 398

En estas condiciones ácidas, el par solitario en el nitrógeno abstraerá un protón del ácido de manera ácido-base. Esta amina protonada será considerada un grupo meta-direccionante. Es un desactivador que alejará la densidad de electrones del anillo (debido a que el nitrógeno, un átomo relativamente electronegativo, tendrá una carga positiva).

La mejor manera de evitar esto es N-acilar. Esto se puede hacer primero reaccionando la amina mono-sustituida con cloruro de acetilo ($\ce{CH3COCl}$) con piridina para obtener una amida. De esta manera, el anillo seguirá activado y el par solitario en el nitrógeno de la amida no interferirá con los ácidos. Dirigirá a orto-para (con preferencia por el para debido a estéricos).

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George Doll Puntos 11

Hay una forma de $\ce{NH3+}$ ión cuando el ácido sulfúrico está en exceso meta ($47\%$) pero cuando el ácido sulfúrico está en exceso meta ($90\%$). Debido a la formación del ion $\ce{NH3+}$, el anillo se vuelve dirigido por el grupo meta

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