Нитробензол деген эмне? Бул жыпар жыттуу ядро жана ага тиркелген нитро тобу болгон органикалык кошулма. Сырткы көрүнүшү боюнча, температурага жараша, алар ачык сары кристаллдар же майлуу суюктук болуп саналат. Бадам жыты бар. Уулуу.
Нитробензолдун структуралык формуласы
Нитротобу электрондун тыгыздыгынын абдан күчтүү кабылдагычы. Демек, нитробензолдун молекуласы терс индуктивдүү жана терс мезомердик эффектке ээ. Нитро тобу ароматтык ядронун электрон тыгыздыгын катуу өзүнө тартып, аны иштен чыгарат. Электрофилдик реагенттер мындан ары ядрого мынчалык күчтүү тартылбайт, ошондуктан нитробензол мындай реакцияларга анчалык активдүү катышпайт. Нитробензолго башка нитротопту түздөн-түз кошуу үчүн мононитробензолдун синтезине караганда өтө катаал шарттар керек. Ошол эле галогендерге, сульфотопторго ж.б. тиешелүү.
Нитробензолдун структуралык формуласынан азоттун кычкылтек менен бир байланышы жалгыз, экинчиси кош байланыш экенин көрүүгө болот. Бирок, чындыгында, мезомердик эффекттин айынан экөө тең эквиваленттүү жана бирдей узундукка ээ 0,123 нм.
Өнөр жайда нитробензол алуу
Нитробензол көптөгөн заттардын синтезинде маанилүү ортолук болуп саналат. Ошондуктан ал өнөр жайлык масштабда чыгарылат. Нитробензолду алуунун негизги жолу - бензолду нитрлөө. Бул үчүн көбүнчө нитрлөөчү аралашма (концентрленген күкүрт жана азот кислотасынын аралашмасы) колдонулат. Реакция болжол менен 50°С температурада 45 мүнөткө жүргүзүлөт. Нитробензолдун чыгышы 98% түзөт. Ошондуктан бул ыкма негизинен өнөр жайда колдонулат. Аны ишке ашыруу үчүн мезгилдүү жана үзгүлтүксүз типтеги атайын орнотуулар бар. 1995-жылы АКШнын нитробензол өндүрүшү жылына 748 000 тоннаны түзгөн.
Бензолду нитрлөө жөн эле концентраттуу азот кислотасы менен да жүргүзүлүшү мүмкүн, бирок бул учурда продуктунун түшүмү төмөн болот.
Нитробензолду лабораторияда алуу
Нитробензолду алуунун дагы бир жолу бар. Бул жерде чийки зат катары анилин (аминобензол) колдонулат, ал пероксиддик бирикмелер менен кычкылданат. Ушундан улам амин тобу нитро тобуна алмаштырылат. Бирок бул реакциянын жүрүшүндө бир нече кошумча продуктылар пайда болуп, бул ыкманы өнөр жайда эффективдүү колдонууга тоскоол болот. Анын үстүнө нитробензол негизинен анилинди синтездөө үчүн колдонулат, андыктан нитробензолду өндүрүү үчүн анилинди колдонуунун мааниси жок.
Физикалык касиеттери
Бөлмө температурасында нитробензол – ачуу бадам жыты бар түссүз майлуу суюктук. 5,8 °С температурада, алкатуулап сары кристаллдарга айланат. Нитробензол 211°С кайнайт, ал эми 482°С өзүнөн өзү күйөт. Бул зат, дээрлик бардык ароматтык кошулмалар сыяктуу, сууда эрибейт, бирок ал органикалык бирикмелерде, өзгөчө бензолдо жакшы эрийт. Аны буу менен дистилляциялоого да болот.
Электрофилдик алмаштыруу
Нитробензол үчүн, ар бир арен сыяктуу эле, ядрого электрофилдик алмаштыруу реакциялары мүнөздүү, бирок нитротоптун таасиринен бензол менен салыштырганда алар бир аз кыйын. Ошентип, динитробензолду нитробензолдон жогорку температурада азот жана күкүрт кислоталарынын аралашмасы менен андан ары нитрлөө жолу менен алууга болот. Алынган продукт негизинен (93%) мета-динитробензолдон турат. Ал тургай тринитробензолду түз жол менен алууга да болот. Бирок бул үчүн дагы катаал шарттарды, ошондой эле бор трифториди колдонуу зарыл.
Ошондой эле нитробензолду сульфондоштурууга болот. Бул үчүн өтө күчтүү күкүрттөөчү каражат - олеум (күкүрт кислотасынын VI оксидинин күкүрт кислотасындагы эритмеси) колдонулат. Реакция аралашмасынын температурасы 80°Сден кем эмес болушу керек. Дагы бир электрофилдик алмаштыруу реакциясы түз галогендөө. Катализатор катары күчтүү Льюис кислоталары (алюминий хлориди, бор трифториди ж.б.) жана жогорулатылган температура колдонулат.
Нуклеофилдик алмаштыруу
Структуралык формуладан көрүнүп тургандай, нитробензол күчтүү электрон-донор бирикмелери менен реакцияга кирет. Булбалким, нитро тобунун таасиринен улам. Мындай реакцияга щелочтуу металлдардын концентрацияланган же катуу гидроксиддери менен өз ара аракеттенүүсү мисал боло алат. Бирок бул реакция натрий нитробензолун түзбөйт. Нитробензолдун химиялык формуласы, тескерисинче, өзөккө гидроксил тобунун кошулушун, башкача айтканда, нитрофенолдун пайда болушун сунуштайт. Бирок бул өтө катаал шарттарда гана болот.
Ушундай эле реакция магний органикалык бирикмелери менен кездешет. Углеводороддун радикалы ядрого орто же пара абалда нитрогруппага кошулат. Бул учурда кошумча процесс нитро тобунун амино-группага азайышы болуп саналат. Нуклеофилдик алмаштыруу реакциялары бир нече нитрогруппалар болгондо жеңил болот, анткени алар ядронун электрон тыгыздыгын дагы күчтүүрөөк тартат.
Калыбына келтирүү реакциясы
Сиздерге белгилүү болгондой, нитрокошулмалар аминдерге чейин кыскартылат. Нитробензол да четте калбайт, анын формуласы бул реакциянын мүмкүндүгүн көрсөтүп турат. Ал көбүнчө өнөр жайда анилинди синтездөө үчүн колдонулат.
Бирок нитробензол башка көптөгөн калыбына келтирүүчү продуктуларды бере алат. Көбүнчө атомдук суутек менен калыбына келтирүү аны чыгаруу учурунда колдонулат, башкача айтканда, реакция аралашмасында кислота-металл реакциясы жүрүп, бөлүнүп чыккан суутек нитробензол менен реакцияга кирет. Адатта, бул өз ара аракеттенүүдө анилин пайда болот.
Эгер нитробензол аммоний хлоридинин эритмесинде цинк чаңы менен иштетилсе, реакция продуктусу N-фенилгидроксиламин болот. Бул кошулманы стандарттуу түрдө оңой эле анилинге чейин төмөндөтсө болот же күчтүү кычкылдандыруучу агент менен кайра нитробензолго чейин кычкылданат.
Кыскартуу платина, палладий же никельдин катышуусунда молекулалык суутек менен газ фазасында да жүргүзүлүшү мүмкүн. Бул учурда анилин да алынат, бирок бензол шакекчесинин өзүн кыскартуу мүмкүнчүлүгү бар, бул көбүнчө жагымсыз. Кээде, мисалы, Raney никель сыяктуу катализатор да колдонулат. Бул суутек менен каныккан жана 15% алюминийден турган көзөнөктүү никель.
Нитробензолду калий же натрий алкоголаттары менен калыбына келтиргенде азоксибензол пайда болот. Эгерде сиз щелочтуу чөйрөдө күчтүүрөөк калыбына келтирүүчү каражаттарды колдонсоңуз, анда сиз азобензол аласыз. Бул реакция да абдан маанилүү, анткени анын жардамы менен кээ бир боёктор синтезделет. Азобензол гидразобензолду түзүү үчүн щелочтуу чөйрөдө андан ары калыбына келтирилиши мүмкүн.
Башында нитробензолду калыбына келтирүү аммоний сульфиди менен жүргүзүлгөн. Бул ыкма 1842-жылы Н. Н. Зинин тарабынан сунушталган, ошондуктан реакция анын атын алып жүрөт. Бирок учурда түшүмдүүлүк аз болгондуктан иш жүзүндө сейрек колдонулат.
Колдонмо
Нитробензолдун өзү өтө сейрек, тандалма эриткич (мисалы, целлюлоза эфирлери үчүн) же жумшак кычкылдандыргыч катары гана колдонулат. Кээде металлды жылмалоочу эритмелерге кошулат.
Өндүрүлгөн дээрлик бардык нитробензол башка пайдалуу заттарды (мисалы, анилин) синтездөө үчүн колдонулат, ал өз кезегиндедарыларды, боёкторду, полимерлерди, жарылуучу заттарды ж.б. синтездөө үчүн колдонулат.
Коркунуч
Физикалык жана химиялык касиеттеринен улам нитробензол өтө коркунучтуу кошулма болуп саналат. Ал NFPA 704 боюнча ден-соолукка коркунуч туудурган төрттөн үч деңгээлине ээ. Дем алуу же былжыр чел аркылуу алуудан тышкары, тери аркылуу да сиңет. Нитробензолдун көп концентрациясы менен ууланганда адам эсин жоготуп, өлүп калышы мүмкүн. Төмөн концентрацияда уулануунун белгилерине алсыздык, баш айлануу, кулактын шуулдоосу, жүрөк айлануу жана кусуу кирет. Нитробензол менен уулануунун өзгөчөлүгү инфекциянын жогорку ылдамдыгы болуп саналат. Симптомдору өтө тез пайда болот: рефлекстер бузулат, андагы метгемоглобиндин пайда болушунан кан кара күрөң болуп калат. Кээде териде исиркектер болушу мүмкүн. Өлтүрүү дозасы боюнча так маалыматтар жок болсо да, башкаруу үчүн жетиштүү концентрациясы өтө төмөн. Адистештирилген адабияттарда адамды өлтүрүүгө 1-2 тамчы нитробензол жетиштүү деген маалымат көп кездешет.
Дарылоо
Нитробензол менен ууланганда жабырлануучуну уулуу аймактан токтоосуз чыгарып, булганган кийиминен арылуу керек. Теридеги нитробензолду алып салуу үчүн денени жылуу самындуу суу менен жуушат. Ар бир 15 мүнөттө жабырлануучу карбоген менен дем алат. Жеңил ууланууда цистамин, пиридоксин же липой кислотасын алуу керек. Оор учурларда венага метилен көк же хромосмон киргизүү сунушталат. Атооз аркылуу нитробезнол менен ууланганда дароо кустуруп, ашказанды жылуу суу менен чайкоо керек. Ар кандай майды, анын ичинде сүттү ичүүгө болбойт.
