Нитробензол дегеніміз не? Бұл хош иісті ядро және оған қосылған нитротоп болып табылатын органикалық қосылыс. Сыртқы көріністе температураға байланысты олар ашық сары кристалдар немесе майлы сұйықтық. Бадам иісі бар. Улы.
Нитробензолдың құрылымдық формуласы
Нитротобы өте күшті электронды тығыздықты қабылдағыш. Сондықтан нитробензол молекуласы теріс индуктивті және теріс мезомерлі әсерге ие. Нитро тобы хош иісті ядроның электрон тығыздығын өте күшті тартады, оны сөндіреді. Электрофильді реагенттер енді ядроға соншалықты күшті тартылмайды, сондықтан нитробензол мұндай реакцияларға онша белсенді түрде қатыспайды. Нитробензолға басқа нитротопты тікелей қосу үшін мононитробензол синтезіне қарағанда өте қатал шарттар қажет. Бұл галогендерге, сульфотоптарға және т.б. үшін де қолданылады.
Нитробензолдың құрылымдық формуласынан азоттың оттегімен бір байланысы жалғыз, екіншісі қос болатынын көруге болады. Бірақ шын мәнінде, мезомерлік әсерге байланысты олардың екеуі де баламалы және бірдей ұзындығы 0,123 нм.
Өнеркәсіпте нитробензол алу
Нитробензол көптеген заттардың синтезіндегі маңызды аралық өнім болып табылады. Сондықтан ол өнеркәсіптік ауқымда шығарылады. Нитробензолды алудың негізгі жолы – бензолды нитрлеу. Бұл үшін әдетте нитрлеуші қоспа (концентрлі күкірт пен азот қышқылының қоспасы) қолданылады. Реакция шамамен 50 ° C температурада 45 минут бойы жүргізіледі. Нитробензолдың шығымы 98% құрайды. Сондықтан бұл әдіс негізінен өнеркәсіпте қолданылады. Оны жүзеге асыру үшін мерзімді және үздіксіз типтегі арнайы қондырғылар бар. 1995 жылы АҚШ-тың нитробензол өндірісі жылына 748 000 тоннаны құрады.
Бензолды нитрлеуді жай концентрлі азот қышқылымен де жүргізуге болады, бірақ бұл жағдайда өнімнің шығымы төмен болады.
Нитробензолды зертханада алу
Нитробензолды алудың тағы бір жолы бар. Мұнда шикізат ретінде пероксидті қосылыстармен тотыққан анилин (аминобензол) қолданылады. Осыған байланысты амин тобы нитротоппен ауыстырылады. Бірақ бұл реакция кезінде бірнеше жанама өнімдер түзіледі, бұл бұл әдісті өнеркәсіпте тиімді пайдалануға мүмкіндік бермейді. Оның үстіне нитробензол негізінен анилинді синтездеу үшін қолданылады, сондықтан анилинді нитробензол алу үшін пайдаланудың мағынасы жоқ.
Физикалық қасиеттері
Бөлме температурасында нитробензол – ащы бадам иісі бар түссіз майлы сұйықтық. 5,8 °C температурада олсары кристалдарға айналады. Нитробензол 211°С-та қайнайды, ал 482°С-та өздігінен тұтанады. Бұл зат, кез келген ароматты қосылыс сияқты, суда ерімейді, бірақ ол органикалық қосылыстарда, әсіресе бензолда жақсы ериді. Оны бумен тазартуға да болады.
Электрофильді алмастыру
Нитробензол үшін, кез келген арен сияқты, нитротоптың әсерінен бензолмен салыстырғанда біршама қиын болғанымен, ядроға электрофильді орын басу реакциялары тән. Сонымен, нитробензолды жоғары температурада азот және күкірт қышқылдары қоспасымен нитрлеу арқылы нитробензолдан алуға болады. Алынған өнім негізінен (93%) мета-динитробензолдан тұрады. Тіпті тринитробензолды тікелей жолмен алуға болады. Бірақ бұл үшін одан да қатаң шарттарды, сондай-ақ бор трифторидін қолдану қажет.
Сол сияқты нитробензолды сульфондауға болады. Ол үшін өте күшті күкірттендіргіш – олеум (күкірт оксидінің VI күкірт қышқылындағы ерітіндісі) қолданылады. Реакциялық қоспаның температурасы кем дегенде 80 ° C болуы керек. Басқа электрофильді орын басу реакциясы тікелей галогендеу. Катализаторлар ретінде күшті Льюис қышқылдары (алюминий хлориді, бор трифториді және т.б.) және жоғары температура қолданылады.
Нуклеофильді алмастыру
Құрылымдық формуладан көрініп тұрғандай, нитробензол күшті электрон-донор қосылыстарымен әрекеттесе алады. Бұлнитро тобының әсерінен болуы мүмкін. Мұндай реакцияның мысалы ретінде сілтілік металдардың концентрлі немесе қатты гидроксидтерімен әрекеттесуін келтіруге болады. Бірақ бұл реакция натрий нитробензолын түзбейді. Нитробензолдың химиялық формуласы өзекке гидроксил тобының қосылуын, яғни нитрофенолдың пайда болуын болжайды. Бірақ бұл өте ауыр жағдайларда ғана болады.
Осыған ұқсас реакция магнийорганикалық қосылыстармен кездеседі. Көмірсутек радикалы ядроға орто немесе пара позицияда нитротопқа бекітіледі. Бұл жағдайда жанама процесс нитро тобының амин тобына дейін азаюы болып табылады. Егер бірнеше нитротоптар болса, нуклеофильді орын басу реакциялары оңайырақ болады, өйткені олар ядроның электрон тығыздығын одан да күштірек тартады.
Қалпына келтіру реакциясы
Өздеріңіз білетіндей, нитроқосылыстар аминге дейін тотықсыздануы мүмкін. Нитробензол ерекшелік емес, оның формуласы бұл реакцияның мүмкіндігін көрсетеді. Ол көбінесе өнеркәсіпте анилин синтезі үшін қолданылады.
Бірақ нитробензол көптеген басқа қалпына келтіру өнімдерін бере алады. Көбінесе атомдық сутегімен тотықсыздандыру оны шығару кезінде қолданылады, яғни реакциялық қоспада қышқыл-металл реакциясы жүреді, ал бөлінген сутегі нитробензолмен әрекеттеседі. Әдетте бұл әрекеттесу анилинді түзеді.
Егер нитробензол аммоний хлориді ерітіндісінде мырыш шаңымен өңделсе, реакция өнімі N-фенилгидроксиламин болады. Бұл қосылысты стандартты жолмен анилинге дейін оңай қалпына келтіруге болады немесе күшті тотықтырғышпен нитробензолға қайта тотықтыруға болады.
Тотықсыздандыруды платина, палладий немесе никельдің қатысуымен молекулалық сутегі бар газ фазасында да жүргізуге болады. Бұл жағдайда анилин де алынады, бірақ бензол сақинасының өзін азайту мүмкіндігі бар, бұл жиі қажет емес. Кейде Рэни никель сияқты катализатор да қолданылады. Бұл сутегімен қаныққан және құрамында 15% алюминий бар кеуекті никель.
Нитробензолды калий немесе натрий алкоголаттарымен тотықсыздандырғанда азоксибензол түзіледі. Егер сіз сілтілі ортада күштірек тотықсыздандырғыштарды қолдансаңыз, сіз азобензол аласыз. Бұл реакция да өте маңызды, өйткені оның көмегімен кейбір бояғыштар синтезделеді. Азобензол гидразобензол түзу үшін сілтілі ортада одан әрі тотықсыздандырылуы мүмкін.
Алғашында нитробензолды тотықсыздандыру аммоний сульфидімен жүргізілді. Бұл әдісті 1842 жылы Н. Н. Зинин ұсынған, сондықтан реакция оның атымен аталады. Бірақ қазіргі уақытта өнімділігі төмен болғандықтан іс жүзінде сирек қолданылады.
Қолданба
Нитробензолдың өзі өте сирек қолданылады, тек селективті еріткіш (мысалы, целлюлоза эфирлері үшін) немесе жұмсақ тотықтырғыш ретінде қолданылады. Ол кейде металды жылтырату ерітінділеріне қосылады.
Өндірілген нитробензолдың барлығы дерлік басқа пайдалы заттарды (мысалы, анилин) синтездеу үшін пайдаланылады, ол өз кезегіндепрепараттарды, бояғыштарды, полимерлерді, жарылғыш заттарды және т.б. синтездеу үшін қолданылады.
Қауіп
Физикалық және химиялық қасиеттеріне байланысты нитробензол өте қауіпті қосылыс болып табылады. Ол NFPA 704 бойынша денсаулыққа қауіпті төрттен үш деңгейіне ие. Ингаляцияға немесе шырышты қабықтарға түсуден басқа, ол тері арқылы да сіңеді. Нитробензолдың көп концентрациясымен уланған кезде адам есін жоғалтып, өлуі мүмкін. Төмен концентрацияда улану белгілеріне әлсіздік, бас айналу, шуыл, жүрек айну және құсу жатады. Нитробензолмен уланудың ерекшелігі - инфекцияның жоғары жылдамдығы. Симптомдар өте тез пайда болады: рефлекстер бұзылады, ондағы метгемоглобиннің түзілуіне байланысты қан қара қоңыр болады. Кейде теріде бөртпелер болуы мүмкін. Өлімге әкелетін доза туралы нақты деректер жоқ болса да, енгізу үшін жеткілікті концентрация өте төмен. Арнайы әдебиеттерде адамды өлтіру үшін нитробензолдың 1-2 тамшысының жеткілікті екендігі туралы ақпарат жиі кездеседі.
Емдеу
Нитробензолмен уланған жағдайда зардап шегушіні дереу улы аймақтан шығарып, ластанған киімінен арылту керек. Терідегі нитробензолды кетіру үшін денені жылы сабынды сумен жуады. Әр 15 минут сайын зардап шегуші карбогенмен ингаляцияланады. Жеңіл улану үшін цистаминді, пиридоксинді немесе липой қышқылын қабылдау керек. Неғұрлым ауыр жағдайларда көктамыр ішіне метилен көк немесе хромосмон енгізу ұсынылады. Сағатауыз арқылы нитробезнолмен улану, дереу құсу тудыруы және асқазанды жылы сумен шаю қажет. Кез келген майды, соның ішінде сүтті қабылдауға болмайды.
