химический каталог




Лабораторные работы по органической химии

Автор О.Ф.Гинзбург, А.А.Петров

ды. Для приготовления нитрующей смеси используют также нитраты металлов и серную кислоту.

Нитрующие смеси применяются для нитрования ароматических соединений как в лабораторной практике, так и в промышленности.

Нитрование ароматических соединений — типичная реакция электрофильного замещения в ароматическом ядре, причем, в противоположность сульфированию, нитрование — необратимый процесс:

АгН-f HN03 -+ ArN02+HjO

Реакцию нитрования проводят при энергичном перемешивании и строгом соблюдении температурного режима. Чаще всего прибавляют нитрующую смесь к ароматическому соединению. Для получения того или иного нитросоединения имеется своя оптимальная температура, которая может колебаться в широких пределах (обычно от 0 до 100—110° Q.

При проведении нитрования необходимо учитывать, что эта реакция является экзотермическим процессом (тепловой эффект реакции 36,4,—36,6 ккал/моль). Температурный режим поддерживают хорошим охлаждением реакционной массы и скоростью прибавления нитрующей смеси.

Для успешного проведения нитрования перемешивание имеет очень большое значение, так как реакционная масса в большинстве случаев гетерогенна. Если нитрование происходит в присутствии растворителей в гомогенной среде, перемешивание необходимо для устранения местных перегревов.

При нитровании нитрующей смесью, как правило, на 1 моль исходного вещества берут 0,97—1 моль азотной-кислоты.

81

В процессе нитрования выделяется вода, которая разбавляет нитрующую смесь, что способствует течению побочных процессов окисления, сопровождающихся образованием окислов азота.

Серная кислота в процессе нитрования способствует образованию иона нитрония (см. стр. 85), что усиливает нитрующее действие азотной кислоты и одновременно уменьшает ее окислительные свойства. Ион HS04 связывает освобождающийся протон. Кроме того, серная кислота растворяет многие органические соединения и, как вещество высококипящее, позволяет вести реакцию в большом температурном интервале.

При нитровании ароматических нитросоединений вступление ни-трогруппы в ароматическое ядро происходит в соответствии с правилами замещения. Заместители I рода направляют нитрогруппу преимущественно в о- и /[-положения и облегчают (кроме галогенов) замещение. Поэтому ароматические соединения, содержащие заместители 1 рода, нитруются в более мягких условиях, чем бензол.

NO,

NO, I

fl

O.N-IM-NO,

Заместители II рода направляют нитрогруппу преимущественно в .«-положение и затрудняют вступление нитрогруппы в бензольное ядро. Так, например, нитробензол получается из бензола нитрованием нитрующей смесью при 40—50° С, тогда как л-динитробензол — нитрованием при 75—80° С и более концентрированными кислотами. Введение третьей нитрогруппы требует еще более жестких условий. силш-Тринитробензол (1,3,5-тринитробензол) получают из JM-ДИНИ-тробензола нитрованием в течение 5 дней нитрующей смесью, состоящей из дымящей азотной кислоты и олеума, при 100—110° С

Ша

?NOarvn

V \/ V

Прямым нитрованием ввести в бензольное ядро более трех нитрогрупп не удается.

Нитрование толуола можно представить следующей схемой:

СН4

NO, °^\]\/

HNO„ H.SO. | у

NO.

СН3

o2NN;x/Noa

(33%) СН,

к.

СН,

HNO,. олеуы

по°с

NO.

СНа

NO,

HNO, H,SO,

АNO.

NO.

Нафталин нитруется в более мягких условиях, чем бензол, с образованием главным образом а-нитронафталина:

NOa

/Ч/Ч

HNO,, H,SO,

I II I

6-Нитронафталин получается в количестве 4—5%.

NO,А/Ч

| || j HNO,. H,S<

Введение второй нитрогруппы в нафталин требует более жестких условий — нитрующая смесь составляется из концентрированной азотной кислоты и олеума. При нитровании а-нитронафталина образуется смесь 1,5- и 1,8-динитронафталинов в соотношении 2 : 1

NO, NO, NO,

I I I

I II 14 II I

NO,

При нитровании аминов нитрующей смесью, не содержащей окислов азота (во избежание окисления и диазотирования), в присутствии большого избытка серной кислоты образуются л(-нитроамины. Происходит это потому, что амины с сильными кислотами образуют соли, аммониевые группы которых ориентируют нитрогруппу в ж-положе-ние.

Для получения о- и и-нитроаминов необходимо предварительно «защитить» аминогруппу. «Защищают» аминогруппу путем ацилиро-вания с помощью кислот, ангидридов и галогенангидридов кислот:

ArNHj-rHOCOR^ArNHCOR+HsO

82

83

NHCOCHs NO,

•6

Ацилированные амины легко взаимодействуют с нитрующей смесью при низкой температуре. Так, ацетанилид нитруется при 3—5° С,

NHCOCH8 NHCOCHs

концентрированной серной кислоты. Так, например, бензойная кислота нитруется по схеме

соон соон

I II

Ч/

I I

^Ч HNOji H,so, р\

NaNO„, H,SO«

"4/\NO,

(8%)

10, (92%)

NHCOCH,

Для получения п-нитроанилина я-нитроацетанилид подвергают гидролизу:

Н,0

NaOH

NH,

Ч.

+CH8C0ONa

N0,

ч/

N0,

Нитрование галогенопроизводных бензола проводится примерно в тех же условиях, что и нитрование бензола. Хлорбензол нитруют нитрующей смесью при 40—70° С. При этом получается смесь монон

страница 28
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107

Скачать книгу "Лабораторные работы по органической химии" (2.33Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
трансфер в аэропорт шереметьево
установка мотосигнализации
пленка на номерной знак
litened 70-40 цена

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(20.02.2017)