Нитробензол

Нитробензол
Общие сведения
Синонимы	Нитробензол мирабановое масло (устар.)
Химическая формула	C6H5NO2
SMILES	[O-][N+](=O)c1ccccc1
Молярная масса	123.06 г/моль
Внешний вид	бесцветная или зеленовато-жёлтая маслянистая жидкость
номер CAS	[98-95-3]
Свойства
Плотность	1.199 г/см3
Растворимость в воде	0.19 г/100 мл (20 °C)
Температура плавления	5.85 °C
Температура кипения	210.9 °C
ПДК	3 мг/м3
MSDS	Данные MSDS
Классификация ЕС	Токсичен (T) Carc. Cat. 3 Repr. Cat. 3 Опасен для окружающей среды (N)
NFPA 704
R-phrases — обозначения риска	R23/24/25, R40, R48/23/24, R51/53, R62
S-phrases — обозначения хранения	(S1/2), S28, S36/37, S45, S61
Твспышки	88 °C
Т самовоспламенения	525 °C
RTECS номер	QJ0525000
Supplementary data page
Спектральные данные	УФ, ИК, NMR, MS — масс-спектральные данные
Related compounds
Родственные соединения	Анилин Бензол Нитрозобензол
Данные приведены для стандартного состояния (25 °C, 100 kPa), если не отмечено иное Infobox disclaimer and references

Нитробензол — токсичное органическое вещество, имеющее миндальный запах. Формула C₆H₅NO₂. Внешний вид — ярко-желтые кристаллы или маслянистая жидкость, нерастворимая в воде.

Применение

Исходное сырьё в производстве анилина, ароматических азотсодержащих соединений (бензидин, хинолин, азобензол), растворитель эфиров целлюлозы, компонент полировальных составов для металлов. Применяется как растворитель и мягкий окислитель. В основном используется как полупродукт для производства анилина.

Получение

В промышленности нитробензол получают непрерывным нитрованием бензола смесью концентрированых H₂SO₄ и HNO₃ с выходом 96—99 %.

В лабораторных условиях нитробензол получают нитрованием бензола смесью H₂SO₄ (1,84 г/см³) и HNO₃ (1,4 г/см³) в соотношении 1:1 при 55—60 °C (45 мин). Выход целевого продукта достигает 80 %.

Химические свойства

Электрофильное замещение

В связи с сильным электроноакцепторным действием нитрогруппы реакции электрофильного замещения идут в мета-положение и скорость реакции ниже чем у бензола.

• Нитрование. Образуется смесь изомеров: 93 % м-динитробензола, 6,5 % о-динитробензола и 0,5 % п-динитробензола.
• Сульфирование.
• Галогенирование.

Восстановление

Наиболее важной реакцией ароматических нитросоединений является восстановление их до первичных аминов.

Эта реакция была открыта в 1842 году Н. Н. Зининым, который впервые восстановил нитробензол до анилина действием сульфида аммония. В настоящее время для восстановления нитрогруппы в аренах до аминогруппы в промышленных условиях применяется каталитическое гидрирование. В качестве катализатора используют медь на силикагеле в качестве носителя. Катализатор готовят нанесением карбоната меди из суспензии в растворе силиката натрия и последующим восстановлением водородом при нагревании. Выход анилина над этим катализатором составляет 98 %.

Иногда в промышленном гидрировании нитробензола до анилина в качестве катализатора используют никель в комбинации с оксидами ванадия и алюминия. Такой катализатор эффективен в интервале 250—300° и легко регенерируется при окислении воздухом. Выход анилина и других аминов составляет 97—98 %. Восстановление нитросоединений до аминов может сопровождаться гидрированием бензольного кольца. По этой причине для получения ароматических аминов избегают использовать в качестве катализаторов платину, палладий или никель Ренея.

В промышленности анилин получают каталитическим восстановлением нитробензола на медном или никелевом катализаторе, который вытеснил старинный способ восстановления нитробензола чугунными стружками в водном растворе хлорного железа и соляной кислоты.

Восстановление нитрогруппы до аминогруппы сульфидом и гидросульфидом натрия в настоящее время имеет значение только для частичного восстановления одной из двух нитрогрупп, например, в м-динитробензоле или 2,4-динитроанилине.

При ступенчатом восстановлении полинитросоединений с помощью сульфида натрия этот неорганический реагент превращается в тетрасульфид натрия, что сопровождается образованием щелочи.

Высокая щелочность среды приводит к образованию азокси- и азосоединений в качестве побочных продуктов. Для того чтобы избежать этого в качестве восстановителя следует использовать гидросульфид натрия, где щелочь не образуется.

Токсичность

Впитывается через кожу, оказывает сильное действие на ЦНС, нарушает обмен веществ, вызывает заболевания печени, окисляет гемоглобин в метгемоглобин

Ссылки

• International Chemical Safety Card 0065 (англ.)
• NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards (англ.)
• IARC Monograph: «Nitrobenzene» (англ.)
• US EPA factsheet (англ.)
• Механизм восстановления нитробензола цинком в щелочной среде и железом в соляной кислоте (реакция Бешама) (англ.)

Литература

• Кнунянц И. Л. и др. т.3 Мед-Пол // Химическая энциклопедия. — М.: Большая Российская Энциклопедия, 1992. — 639 с. — 50 000 экз. — ISBN 5-85270-039-8