화공생물공학기초실험 A+레포트- 니트로화 반응 Methyl 3-nitrobenzoate 제조 추가실험 보고서

소개글

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목차

Ⅰ. 니트로화 반응: Methyl 3-nitrobenzoate 제조
1. 정리 (conclusion)

Ⅱ. 니트로화 반응 –추가 실험
1. 배경(Introduction)

Ⅲ. [추가 실험 1] DSC 분석을 통한 Methyl 3-nitrobenzoate의 녹는점 측정
1. 실험과정 (Materials & methods)
2. 실험 결과 (Results)
3. 고찰 (discussion)
4. 정리 (conclusion)

Ⅳ. [추가 실험 2] 니트로화 반응: Acetanilide로부터 o-, p- Nitroacetanilide 제조
1. 실험과정 (Materials & methods)
2. 실험 결과 (Results)
3. 고찰 (discussion)
4. 정리
5, 참고문헌

본문내용

정리 (conclusion)
본 실험에서는 니트로화 반응을 이용하여 Methyl benzoate으로부터 Methyl 3-nitrobenzoate을 제조한다. 황산 촉매가 질산을 양성자화시키고, 그로 인해 물분자가 떨어져 나와 니트로늄 이온이 형성된다. 그리고 이 니트로늄 이온이 Methyl benzoate의 고리를 공격하여 방향족 공명 구조가 회복되고 결과적으로 Methyl 3-nitrobenzoate 가 생성되는 원리이다. 실험에서는 생성물의 순도를 높이기 위해 재결정의 방법을 이용하였다. 재결정은 온도가 높을 때 더 많은 양의 용질이 용해되는데, 이 용액을 느린 속도로 냉각시키면 용해도 차이에 의해 용질이 석출되어 결정화되는 과정이다. 실험을 통해 백색의 고형분으로 얻어낸 Methyl 3-nitrobenzoate은 적외선 분광법 중 하나인 FT-IR 방법으로 확인하였다. IR 스펙트럼을 통해 구한 각 peak 작용기 group의 결과는 다음과 같았다.

아래의 표는 실험 결과 검출되어야 할 Methyl 3-nitrobenzoate의 작용기에 대한 스펙트럼이다. 아래의 표와 실험에서 도출한 IR스펙트럼 결과와 비교해보았을 때, 최종생성물 Methyl 3-nitrobenzoate을 잘 얻어낸 것을 확인할 수 있었다.

<중 략>

실험 1. 니트로화 반응 –추가 실험
1. 배경(Introduction)
▶적외선 분광법
적외선 영역을 이용하며, 화합물의 다양한 특성을 알아낼 수 있다. 적외선 분광기를 통해 흡수된 빛을 스펙트럼으로 표현하며, 적외선을 흡수했을 때의 각 원자간 결합에서 일어나는 진동의 차이를 이용한다.

적외선 스펙트럼에서 분자의 작용기는 고유한 진동수 및 세기를 보인다. 따라서 분자의 작용기를 알아내고 구조를 결정할 수 있다.

참고 자료

화공생물공학기초실험, 동국대학교, 2020, 화공생물공학부(Chapter.4 방향족화합물,p.122~127)
Hart Organic Chemistry A Brief Course(13th), Cengage Learning, 2012, Hart· Hadad·Craine Hart
맥머리의 유기화학(9판), 사이플러스, 2018, John E.Mcmurry
General Chemistry(second edition), Pearson, 2014, Mcmurry · Fay 화학백과, “열 무게 분석법”, 대한화학회
https://library.tedankara.k12.tr/carey/ch12-3.html (니트로화 반응)
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022024808003485
3-nitroacetanilide | C8H8N2O3 | ChemSpider
Nitroacetanilide – Wikipedia
https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Methyl-3-nitrobenzoate#section=Experimental-Properties
https://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C554847&Mask=80