Nitrotoluener

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 14 april 2017; kontroller kräver 3 redigeringar .

Nitrotoluener  är organiska föreningar, nitroderivat av toluen , med den allmänna formeln CH 3 C 6 H 5-n (NO 2 ) n , där n = 1, 2, 3.

Nomenklatur

• Mononitrotoluener - tre isomerer beroende på substituentens position - nitrogruppen:

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

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

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

• Dinitrotoluener - sex isomerer enligt substituenternas position - nitrogrupper:

• 2,3-dinitrotoluen

• 2,4-dinitrotoluen

• 2,5-dinitrotoluen

• 2,6-dinitrotoluen

• 3,4-dinitrotoluen

• 3,5-dinitrotoluen

• Trinitrotoluener - sex isomerer enligt substituenternas position - nitrogrupper:

• 2,3,4-trinitrotoluen

• 2,3,5-trinitrotoluen

• 2,3,6-trinitrotoluen

• 2,4,5-trinitrotoluen

• 2,4,6-trinitrotoluen

• 3,4,5-trinitrotoluen

• Tetranitrotoluen har 3 isomerer.

Får

• En, två eller tre nitrogrupper kan tillsättas genom direkt nitrering av toluen. Tetranitrotoluener kan endast erhållas indirekt. Närvaron av en metylgrupp underlättar i hög grad nitreringsprocessen jämfört med bensen [1] .
• Inom industrin erhålls nitrotoluener genom vätskefasnitrering av toluen med en nitreringsblandning (55-66 % H 2 SO 4 , 28-32 % HNO 3 och 12-20 % H 2 O) med en kontinuerlig teknologi. Nitreringsprodukten innehåller vanligtvis 55-60% 2-nitrotoluen, 3-4% 3-nitrotoluen och 35-40% 4-nitrotoluen, vilka isoleras efter ångdestillation av överskott av toluen och torkning av återstoden. 4-Nitrotoluen fryses ut och 2- och 3-nitrotoluener separeras genom vakuumdestillation.
• Teknisk dinitrotoluen erhålls genom nitrering av teknisk mononitrotoluen med en nitreringsblandning vid 70-80°C. Produkten består av 2,4- och 2,6-isomerer (75 respektive 20 %). Vanligtvis används de utan separation av isomerer för att erhålla trinitrotoluen.
• Av trinitrotoluenerna är 2,4,6-trinitrotoluen, ett allmänt använt sprängämne , av praktiskt intresse . Den erhölls först 1863 av Julius Wilbrand . 1891 började industriproduktionen i Tyskland . Inom industrin erhålls det genom kontinuerlig motströmsnitrering . Osymmetriska isomerer, dinitroderivat, spår av tetranitrometan renas genom behandling med en vattenlösning av natriumsulfit Na2SO3 eller omkristallisation från varm alkohol ( 1: 3 ) eller toluen.

Fysiska egenskaper

Fysikaliska egenskaper hos vissa nitrotoluener

Isomer	Molekylvikt , g/mol	Utseende	T smälter. °C	T bal °C	Densitet, g/cm³	Löslighet, g/100 g lösning
2-nitrotoluen	137,15	gulaktig vätska	-10,6; -9.55 metast. ; -4,1; -3,85	219-219,5; 222-223	1,1629	Oändligt i etanol och eter
3-nitrotoluen		gulaktig vätska	15.5-16	231	1,1571	Lättlöslig i etanol och eter
4-nitrotoluen		färglösa rombiska nålar	51,4; 54,5	238	1,2860	Lättlöslig i etanol och eter
2,3-dinitrotoluen	182,14	nålar	63
2,4-dinitrotoluen		gula nålar	69,5-70,5	300 diff.	1,521	på luft 9.4
2,5-dinitrotoluen		nålar	50,5; 52,5		1,282	Lättlöslig i etanol
2,6-dinitrotoluen		rombiska nålar	61; 66		1,283	Löslig i etanol
3,4-dinitrotoluen		gula nålar	59,8		1,259	Löslig i etanol och eter
3,5-dinitrotoluen		gula nålar	93	sublimerar	1,277	Löslig i etanol och eter
2,3,4-trinitrotoluen	227,14	prismor	112	290-310 explosion.	1,620	Lättlöslig i eter
2,3,5-trinitrotoluen			92,5		1,620
2,3,6-trinitrotoluen			109,8		1,620
2,4,5-trinitrotoluen		gula rombiska plattor	104	290-310 explosion.	1,620	Lättlöslig i eter
2,4,6-trinitrotoluen		färglösa polyedrar	80,7	240 explosion.	1,654	på luft 3,33; i aceton 109
3,4,5-trinitrotoluen			132,0	313 diff.	1,620

Kemiska egenskaper

• Mononitrotoluener under oxidationen av KMnO 4 , K 2 Cr 2 O 7 eller MnO 2 i ett surt medium bildar motsvarande nitrobensoesyror . Med elektrokemisk oxidation (i CH 3 COOH eller H 2 SO 4 ) - nitrobensaldehyder .
• När den kokas med en KOH-lösning, disproportioneras 2-nitrotoluen till 2- aminobensoesyra ( antranilsyra ).
• Reduktion med metaller i ett surt medium (för 3-nitrotoluen även i neutrala och alkaliska medier) leder till bildning av toluidiner , verkan av Fe eller Zn i ett alkaliskt medium leder till azo-, azoxi- och hydrazoföreningar .

Applikation

• 2- och 4-nitrotoluener används vid syntes av toluidiner , klornitrotoluener , nitrotoluensulfonsyror , nitrotoluensulfoklorider , basiska färgämnen ,
• 2-Nitrotoluen är ett reagens för detektion och fotometrisk bestämning av olika oxidationsmedel (Cl 2 , NO 3 -, NO-2, Au (III), Cr (VI), Cu (II), Cu (III)), som samt HCN i luften.
• 4-nitrotoluen-erhållande 4-nitrobensoesyra , vid framställning av herbicider och gummin . Används som en flyktig markör för sprängämnen i plast för att underlätta upptäckt i syfte att bekämpa terrorism enligt konventionen om märkning av sprängämnen i plast [2] .
• Dinitrotoluener används i organisk syntes, färger, sprängämnen och som bränsletillsatser.
• 2,4,6-trinitrotoluen är ett av de mest använda sprängämnena inom militären och industrin .

Toxicitet

• Nitrotoluener är giftiga, absorberas genom huden, oxiderar blodhemoglobin till methemoglobin , orsakar anemi och påverkar det centrala nervsystemet , njur- och leverfunktionen negativt . För alla mononitrotoluener MPC 3 mg/m³, LD50 1,46-1,68 g/kg (möss, oral). För dinitrotoluener MPC 1 mg/m³, LD50 0,5-0,8 g/kg (möss, oralt).
• Vid akut förgiftning med någon av isomererna - motorisk excitation, sedan letargi, försämrad koordination av rörelser, tonisk-kloniska konvulsioner , salivutsöndring , akrocyanos , uppblåsthet .
• Personer i kontakt med nitrotoluen under produktionsförhållanden klagade över huvudvärk, halsbränna, trötthet, hyperhidros .

Anteckningar

1. ↑ Urbansky T. Kemi och teknologi av sprängämnen. Volym 1 . - Pergamon Press, 1964. - S. 265. - 635 s. - ISBN 978-0080102382 .
2. ↑ Konventionens text på ryska på FN:s webbplats . Datum för åtkomst: 27 december 2014. Arkiverad från originalet den 9 januari 2015. (obestämd)

Litteratur

• Nitrotoluenes // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron  : i 86 volymer (82 volymer och ytterligare 4). - St Petersburg. 1890-1907.
• Chemical Encyclopedia / Editorial Board: Knunyants I. L. et al. - M . : Soviet Encyclopedia, 1992. - T. 3. - 639 sid. - ISBN 5-82270-039-8 .
• Handbook of a chemist / Editorial board: Nikolsky B.P. et al. - 3:e upplagan, korrigerad. - L . : Chemistry, 1971. - T. 2. - 1168 sid.
• Nesmeyanov A.N., Nesmeyanov N.A. Början av organisk kemi. I 2 volymer. - M . : "Kemi", 1970. - T. 2. - 824 sid.
• Allmän organisk kemi / Ed. Barton D. - M . : "Chemistry", 1982. - T. 3. - 738 sid.
• Orlova E. Yu Kemi och teknik för höga sprängämnen. - Ed. andra, per. och ytterligare - L . : "Kemi", 1972. - 688 sid.