Từ 4-chlorotoluene đề xuất một lộ trình để thay thế nhóm chloro bằng nhóm nitro ở vị trí para (so với -CH3) mà vẫn giữ nguyên vị trí para của nhóm nitro (không di chuyển nhóm -CH3). Nêu các bước, thuốc...

Để thay thế nhóm chloro (Cl) trong 4-chlorotoluene bằng nhóm nitro (NO₂) ở vị trí para, ta có thể thực hiện theo lộ trình như sau: ### Bước 1: Tạo phức hợp nitro hóa - **Thuốc thử**: HNO₃ (axit nitric) và H₂SO₄ (axit sulfuric) được dùng để tạo ra hỗn hợp nitration. - **Điều kiện**: Dùng nhiệt độ thấp (0-5 độ C) để tránh phản ứng phụ và duy trì sự chọn lọc cho vị trí para. **Phản ứng**: \[ \text{4-chlorotoluene} + \text{HNO}_3/\text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{4-nitrotoluene} + \text{H}_2\text{O} + \text{HCl} \] ### Bước 2: Thay thế nhóm chloro - **Thuốc thử**: Dùng thuốc thử giảm (như Zn/HCl hoặc Sn/HCl) để khử nhóm chloro sau khi đã tạo ra 4-nitrotoluene. - **Điều kiện**: Thực hiện ở nhiệt độ phòng để tránh phản ứng phụ. **Phản ứng**: \[ \text{4-chlorotoluene} \xrightarrow{\text{HNO}_3/\text{H}_2\text{SO}_4} \text{4-nitrotoluene} \] \[ \text{4-nitrotoluene} + \text{Zn/HCl} \rightarrow \text{toluene} + \text{ZnCl}_2 \] ### Lưu ý để tránh phản ứng không mong muốn - Khi thực hiện phản ứng nitro hóa, cần phải kiểm soát nhiệt độ thấp để ngăn chặn phản ứng phụ và chỉ tạo ra sản phẩm 4-nitrotoluene. - Việc lựa chọn nhiệt độ và thời gian phản ứng là rất quan trọng để đảm bảo nhóm -CH₃ không bị di chuyển và tránh sản phẩm đồng phân không mong muốn. - Sử dụng điều kiện thích hợp và dung dịch loãng có thể giúp tránh sự tái phản ứng của nitro vào các vị trí khác trên vòng benzen. ### Kết quả cuối cùng Kết quả cuối cùng sẽ là 4-nitrotoluene với nhóm nitro được thay thế ở vị trí para so với nhóm -CH₃, giữ nguyên cấu trúc của hợp chất ban đầu.