stringtranslate.com

Нитробензол

Нитробензол — ароматическое нитросоединение и простейший из нитробензолов с химической формулой C6H5NO2 . Это нерастворимое в воде бледно-желтое масло с запахом миндаля. Замерзает, образуя зеленовато-желтые кристаллы. Его производят в больших масштабах из бензола в качестве предшественника анилина . В лаборатории его иногда используют в качестве растворителя , особенно для электрофильных реагентов .

Производство

Нитробензол получают нитрованием бензола смесью концентрированной серной кислоты , воды и азотной кислоты . Эту смесь иногда называют «смешанной кислотой». Производство нитробензола является одним из самых опасных процессов, проводимых в химической промышленности из-за экзотермичности реакции (Δ H = −117 кДж/моль). [4]

+
 
 Н +
Стрелка реакции, направленная вправо, с второстепенными продуктами вверху справа

Мировые мощности по производству нитробензола в 1985 году составляли около 1 700 000 тонн . [4]

Процесс нитрования включает образование иона нитрония (NO 2 + ), за которым следует реакция электрофильного ароматического замещения его бензолом. Ион нитрония образуется в результате реакции азотной кислоты и кислотного дегидратирующего агента, обычно серной кислоты:

HNO 3 + H + ⇌ NO 2 + + H 2 O

Использует

Приблизительно 95% нитробензола, производимого в промышленности, гидрогенизируется в анилин : [4]

C6H5NO2 + 3H2 → C6H5NH2 + 2H2O​​​​​​​ ​​​

Анилин является предшественником уретановых полимеров, резиновых химикатов, пестицидов , красителей (особенно азокрасителей ), взрывчатых веществ и фармацевтических препаратов .

Большая часть анилина потребляется при производстве метилендианилина — предшественника полиуретанов.

Специализированные приложения

Нитробензол используется для маскировки неприятных запахов в кремах для обуви и полов, кожаных повязках, растворителях для красок и других материалах. Перегнанный, как масло мирбана, нитробензол использовался в качестве недорогой отдушки для мыла . Для этой цели его заменили менее токсичными химикатами. [5] Значительным рынком сбыта нитробензола является его использование в производстве анальгетика парацетамола (также известного как ацетаминофен). [6] Нитробензол также используется в ячейках Керра , поскольку он имеет необычно большую константу Керра . Имеются данные, указывающие на его использование в сельском хозяйстве в качестве стимулятора роста/цветения растений. [7]

Органические реакции

Помимо превращения в анилин, нитробензол может быть селективно восстановлен до азоксибензола , [8] азобензола , [9] нитрозобензола , [10] гидразобензола , [11] и фенилгидроксиламина . [12] Он использовался в качестве мягкого окислителя в реакциях, таких как синтез хинолина Скраупа . [13]

Безопасность

Нитробензол очень токсичен ( предельно допустимая концентрация 5 мг/м3 ) и легко всасывается через кожу.

Длительное воздействие может вызвать серьезное повреждение центральной нервной системы , ухудшить зрение, вызвать повреждение печени или почек, анемию и раздражение легких. Вдыхание паров может вызвать головную боль, тошноту, усталость, головокружение, цианоз , слабость в руках и ногах, а в редких случаях может быть смертельным. Масло легко впитывается через кожу и может увеличить частоту сердечных сокращений, вызвать судороги или, в редких случаях, смерть. Проглатывание может также вызвать головные боли, головокружение, тошноту, рвоту и желудочно-кишечное раздражение, потерю чувствительности/использования в конечностях, а также вызвать внутреннее кровотечение. [10]

Нитробензол считается вероятным канцерогеном для человека Агентством по охране окружающей среды США [14] и классифицируется МАИР как канцероген группы 2B, который «возможно канцерогенен для человека». [15] Было показано, что он вызывает аденомы и карциномы печени, почек и щитовидной железы у крыс. [16]

В Соединенных Штатах он классифицируется как чрезвычайно опасное вещество , как определено в разделе 302 Закона США о планировании действий в чрезвычайных ситуациях и праве общества на информацию (42 USC 11002), и подлежит строгим требованиям отчетности со стороны предприятий, которые производят, хранят или используют его в значительных количествах. [17]

Ссылки

  1. ^ abcdefg Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям. "#0450". Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  2. ^ Ахлувалия, Р.; Ванчоо, Р.К.; Шарма, С.К.; Вашишт, Дж.Л. (1996). «Плотность, вязкость и поверхностное натяжение бинарных жидких систем: этановая кислота, пропановая кислота и бутановая кислота с нитробензолом». Журнал химии растворов . 25 (9): 905–917. doi :10.1007/BF00972581. ISSN  0095-9782. S2CID  95126469.
  3. ^ ab "Нитробензол". Концентрации, представляющие немедленную опасность для жизни или здоровья (IDLH) . Национальный институт охраны труда (NIOSH).
  4. ^ abc Booth G (2007). "Нитросоединения, ароматические". Энциклопедия промышленной химии Ульмана (6-е изд.). Weinheim: Wiley-VCH. doi :10.1002/14356007.a17_411. ISBN 978-3-527-30385-4.
  5. ^ Hogarth CW (январь 1912 г.). «случай отравления маслом мирбана (нитробензола)». British Medical Journal . 1 (2665): 183. doi :10.1136/bmj.1.2665.183. PMC 2344391. PMID  20765985 . 
  6. ^ Bhattacharya A, Purohit VC, Suarez V, Tichkule R, Parmer G, Rinaldi F (март 2006 г.). «Одношаговое восстановительное амидирование нитроаренов: применение в синтезе ацетаминофена». Tetrahedron Letters . 47 (11): 1861–1864. doi :10.1016/j.tetlet.2005.09.196.
  7. ^ «Состав стимулятора цветения с использованием нитробензола».
  8. ^ Бигелоу, Х. Э.; Палмер, Альберт (1931). «Азоксибензол». Органические синтезы . 11 : 16. doi :10.15227/orgsyn.011.0016.
  9. ^ Bigelow HE, Robinson DB (1955). "Азобензол". Органические синтезы; Собрание томов , т. 3, стр. 103.
  10. ^ ab Coleman GH, McCloskey CM, Stuart FA. "Нитрозобензол". Органические синтезы; Собрание томов , т. 3, стр. 668.
  11. ^ Karwa, Shrikant L.; Rajadhyaksha, Rajeev A. (январь 1988). «Селективное каталитическое гидрирование нитробензола в гидразобензол». Industrial & Engineering Chemistry Research . 27 (1): 21–24. doi :10.1021/ie00073a005. ISSN  0888-5885.
  12. ^ Камм О. "β-Фенилгидроксиламин". Органические синтезы; Собрание томов , т. 1, стр. 445.
  13. ^ Кларк, HT; Дэвис, AW. «Хинолин». Органические синтезы . 1 : 478.
  14. ^ Отдел, US EPA, ORD, Интегрированная система информации о рисках. "Нитробензол CASRN 98-95-3 - IRIS - US EPA, ORD". cfpub.epa.gov . Получено 10 августа 2017 г. .{{cite web}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  15. ^ "Агенты, классифицированные монографиями МАИР, Международное агентство по изучению рака" (PDF) . Получено 10 августа 2017 г.
  16. ^ Национальные институты здравоохранения · Министерство здравоохранения и социальных служб США, Номинация: Комитет по рассмотрению нитробензола, 02.02.2010
  17. ^ "40 CFR: Приложение A к Части 355 — Список чрезвычайно опасных веществ и их пороговые плановые количества" (PDF) (ред. от 1 июля 2008 г.). Правительственная типография . Архивировано из оригинала (PDF) 25 февраля 2012 г. Получено 29 октября 2011 г.

Внешние ссылки