Nitration of Acetanilide
アセトアニリドのニトロ化の反応機構（巻矢印つき・機械検算済み）
芳香族求電子置換：アセトアニリドのニトロ化（HNO3/H2SO4）→ p-ニトロアセトアニリド
全体式
++→
反応機構（段ごと）
ニトロニウム生成① 硫酸が硝酸をプロトン化
試薬・条件: H2SO4
硫酸が硝酸のOH酸素O13をプロトン化(C)、O30–H35電子がO30へ戻りHSO4⁻になる(B)。硝酸のOHが水（良い脱離基）に変わる。
ニトロニウム生成② 水が脱離してNO2⁺
O12⁻の電子対がN10との二重結合を作り(B)、N10–O13電子がO13へ降りて水が脱離(B)、直線形のニトロニウムNO2⁺になる。
求電子付加：パラ位攻撃でアレニウム生成（律速）
試薬・条件: NO2⁺
アミド基のあるC1に対しパラのC4で、環π電子（C3=C4）がNO2⁺のN10を攻撃(A)、N=O12のπがO12へ降りる(B)。アレニウム（正電荷は窒素の電子対で安定化されるo/p位＝ここではC3）が生じる。芳香族性を失うこの段が律速。
脱プロトンで再芳香族化（p-ニトロアセトアニリド）
試薬・条件: HSO4⁻（塩基）
HSO4⁻がsp3炭素C4のH15を引き抜き(C)、C4–H15電子が環へ戻ってC3=C4を再生(B)＝再芳香族化。p-ニトロアセトアニリドが完成し硫酸が再生する。
なぜこう進むのか
- 原理
- EASの一型。求電子剤NO2⁺を混酸で作り、電子豊富な芳香環が付加→脱プロトンで戻る。鍵は配向性：アミド基 –NHCOCH3 は窒素の孤立電子対を環に押し込むo/p配向性（活性化）基。
- 選択性
- Q.なぜ para だけで、ortho がほとんど来ないのか
A.–NHCOCH3 はo/p配向だが、アセチル基が立体的にかさ高く ortho を塞ぐ。para はその障害がなく、しかも電子的にも有利（窒素の電子対が ortho/para 位を活性化）。だから p-ニトロ体が主生成物になる。アミンをあらかじめアセチル化してからニトロ化するのは、生のアニリンだと活性が高すぎ酸化・多置換が起こるのを抑え、para選択性を上げるための保護でもある。 - 駆動力
- 律速はアレニウム生成（芳香族性を失う山）。脱プロトンによる再芳香族化が駆動力。H2SO4は触媒で再生。
検算
この機構は機械検算を通過しています。
原子の保存・電子の流れ・生成物への到達を機械検証済み。経路の妥当性は複数ありうる。
検算の内訳を見る
| 矢印⇄結合変化の整合 | 整合 | fail=0 / check=0（全4段） |
|---|---|---|
| 電荷保存 | 保存 | 全段で電荷保存 |
| 中間体の鎖の連続 | 連続 | 中間体の鎖が連続 |
| 生成物への到達（内部整合） | 到達 | 看板の生成物が機構の終着点に一致 |
| 生成物の分子式 | C8H8N2O3 | |
| PubChem 照合 | 緑・完全一致 | 完全一致（CID 7691） N-(4-nitrophenyl)acetamide |