Nitrotolueni

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă revizuită de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 14 aprilie 2017; verificările necesită 3 modificări .

Nitrotoluenii  sunt compuși organici, nitro derivați ai toluenului , cu formula generală CH 3 C 6 H 5-n (NO 2 ) n , unde n = 1, 2, 3.

Nomenclatură

• Mononitrotolueni - trei izomeri în funcție de poziția substituentului - gruparea nitro:

• 2-nitrotoluen
  ( o -nitrotoluen , orto- )

• 3-nitrotoluen
  ( m -nitrotoluen , meta- )

• 4-nitrotoluen
  ( p -nitrotoluen , para- )

• Dinitrotolueni - șase izomeri în funcție de poziția substituenților - grupări nitro:

• 2,3-dinitrotoluen

• 2,4-dinitrotoluen

• 2,5-dinitrotoluen

• 2,6-dinitrotoluen

• 3,4-dinitrotoluen

• 3,5-dinitrotoluen

• Trinitrotolueni - șase izomeri în funcție de poziția substituenților - grupări nitro:

• 2,3,4-trinitrotoluen

• 2,3,5-trinitrotoluen

• 2,3,6-trinitrotoluen

• 2,4,5-trinitrotoluen

• 2,4,6-trinitrotoluen

• 3,4,5-trinitrotoluen

• Tetranitrotoluenul are 3 izomeri.

Obținerea

• Se pot adăuga una, două sau trei grupări nitro prin nitrarea directă a toluenului. Tetranitrotoluenii pot fi obținuți numai indirect. Prezența unei grupări metil facilitează foarte mult procesul de nitrare în comparație cu benzenul [1] .
• În industrie, nitrotoluenii se obțin prin nitrarea în fază lichidă a toluenului cu un amestec de nitrare (55-66% H2SO4 , 28-32% HNO3 și 12-20 % H2O ) folosind o tehnologie continuă. Produsul de nitrare conține de obicei 55-60% 2-nitrotoluen, 3-4% 3-nitrotoluen și 35-40% 4-nitrotoluen, care sunt izolate după distilarea cu abur a excesului de toluen și uscarea reziduului. 4-nitrotoluenul este înghețat și 2- și 3-nitrotoluenii sunt separați prin distilare în vid.
• Dinitrotoluenul tehnic se obține prin nitrarea mononitrotoluenului tehnic cu un amestec de nitrare la 70-80°C. Produsul constă din 2,4- și 2,6-izomeri (75 și, respectiv, 20%). De obicei se folosesc fără separarea izomerilor pentru a obține trinitrotoluen.
• Dintre trinitrotolueni, 2,4,6-trinitrotoluenul, un exploziv utilizat pe scară largă, prezintă un interes practic . A fost obținut pentru prima dată în 1863 de Julius Wilbrand . În 1891, producția industrială a început în Germania . În industrie, se obține prin nitrare continuă în contracurent . Izomerii nesimetrici, derivații dinitro, urmele de tetranitrometan se purifică prin tratare cu o soluție apoasă de sulfit de sodiu Na2SO3 sau recristalizare din alcool fierbinte ( 1: 3 ) sau toluen.

Proprietăți fizice

Proprietățile fizice ale unor nitrotolueni

Izomer	Greutate moleculară , g/mol	Aspect	T se topește. °C	T balot °C	Densitate, g/cm³	Solubilitate, g/100 g soluție
2-nitrotoluen	137,15	lichid gălbui	-10,6; -9,55 metast. ; -4,1; -3,85	219-219,5; 222-223	1,1629	Nesfârșit în etanol și eter
3-nitrotoluen		lichid gălbui	15,5-16	231	1,1571	Usor solubil in etanol si eter
4-nitrotoluen		ace rombice incolore	51,4; 54,5	238	1,2860	Usor solubil in etanol si eter
2,3-dinitrotoluen	182,14	ace	63
2,4-dinitrotoluen		ace galbene	69,5-70,5	300 dif.	1.521	în aer 9.4
2,5-dinitrotoluen		ace	50,5; 52.5		1.282	Usor solubil in etanol
2,6-dinitrotoluen		ace rombice	61; 66		1.283	Solubil în etanol
3,4-dinitrotoluen		ace galbene	59,8		1.259	Solubil în etanol și eter
3,5-dinitrotoluen		ace galbene	93	sublimează	1.277	Solubil în etanol și eter
2,3,4-trinitrotoluen	227,14	prisme	112	290-310 explozie.	1.620	Usor solubil in eter
2,3,5-trinitrotoluen			92,5		1.620
2,3,6-trinitrotoluen			109,8		1.620
2,4,5-trinitrotoluen		plăci rombice galbene	104	290-310 explozie.	1.620	Usor solubil in eter
2,4,6-trinitrotoluen		poliedre incolore	80,7	240 explozie.	1.654	pe aer 3,33; în acetonă 109
3,4,5-trinitrotoluen			132,0	313 dif.	1.620

Proprietăți chimice

• Mononitrotoluenii în timpul oxidării KMnO 4 , K 2 Cr 2 O 7 sau MnO 2 în mediu acid formează acizii nitrobenzoici corespunzători . Cu oxidare electrochimică (în CH 3 COOH sau H 2 SO 4 ) - nitrobenzaldehide .
• Când este fiert cu o soluție de KOH, 2-nitrotoluenul se disproporționează la acid 2- aminobenzoic ( antranilic ).
• Reducerea cu metale în mediu acid (pentru 3-nitrotoluen și în medii neutre și alcaline) duce la formarea de toluidine , acțiunea Fe sau Zn în mediu alcalin duce la compuși azo-, azoxi- și hidrazo .

Aplicație

• 2- și 4-nitrotolueni sunt utilizați în sinteza toluidinelor , clornitrotoluenilor , acizilor nitrotoluensulfonici , nitrotoluensulfoclorurilor , coloranților bazici ,
• 2-Nitrotoluenul este un reactiv pentru detectarea și determinarea fotometrică a diferiților agenți oxidanți (Cl 2 , NO 3 -, NO-2, Au (III), Cr (VI), Cu (II), Cu (III)), ca precum și HCN în aer.
• 4-Nitrotoluen - obținerea acidului 4-nitrobenzoic , în producția de erbicide și cauciucuri . Folosit ca marker volatil pentru explozivi plastici pentru a facilita detectarea în scopuri de combatere a terorismului în conformitate cu Convenția privind marcarea explozivilor plastici [2] .
• Dinitrotoluenii sunt utilizați în sinteza organică, vopsele, explozivi și ca aditivi pentru combustibili.
• 2,4,6-Trinitrotoluen este unul dintre cei mai folosiți explozivi în armată și industrie .

Toxicitate

• Nitrotoluenii sunt toxici, absorbiți prin piele, oxidează hemoglobina din sânge în methemoglobină , provoacă anemie și afectează negativ sistemul nervos central , rinichii și funcția ficatului . Pentru toți mononitrotoluenii MPC 3 mg/m³, DL50 1,46-1,68 g/kg (șoareci, oral). Pentru dinitrotolueni MPC 1 mg/m³, DL50 0,5-0,8 g/kg (șoareci, pe cale orală).
• În otrăvirea acută cu oricare dintre izomeri - excitație motorie, apoi letargie, coordonare afectată a mișcărilor, convulsii tonico-clonice , salivație , acrocianoză , balonare .
• Persoanele în contact cu nitrotoluenul în condiții de producție s-au plâns de dureri de cap, arsuri la stomac, oboseală, hiperhidroză .

Note

1. ↑ Urbansky T. Chimia și Tehnologia explozivilor. Volumul 1 . - Pergamon Press, 1964. - P. 265. - 635 p. - ISBN 978-0080102382 .
2. ↑ Textul Convenției în limba rusă pe site-ul ONU . Data accesului: 27 decembrie 2014. Arhivat din original la 9 ianuarie 2015. (nedefinit)

Literatură

• Nitrotoluenes // Dicționar enciclopedic al lui Brockhaus și Efron  : în 86 de volume (82 de volume și 4 suplimentare). - Sankt Petersburg. , 1890-1907.
• Enciclopedia chimică / Colegiul editorial: Knunyants I. L. și colab. - M . : Enciclopedia sovietică, 1992. - T. 3. - 639 p. - ISBN 5-82270-039-8 .
• Manualul unui chimist / Colegiul editorial: Nikolsky B.P. et al. - Ed. a III-a, corectat. - L . : Chimie, 1971. - T. 2. - 1168 p.
• Nesmeyanov A.N., Nesmeyanov N.A. Începuturile chimiei organice. În 2 volume. - M . : „Chimie”, 1970. - T. 2. - 824 p.
• Chimie organică generală / Ed. Barton D. - M . : „Chimie”, 1982. - T. 3. - 738 p.
• Orlova E. Yu. Chimia și tehnologia explozivilor mari. - Ed. secundă, per. si suplimentare - L . : „Chimie”, 1972. - 688 p.