Nu este posibil să se introducă mai mult de trei grupări nitro în moleculele de benzen și toluen prin nitrare.
Amino-2-nitrotoluen l-Nitro-p-toluidină sn L h/ 1 mn 0 și Nitrarea cu toluen- reducerea cu sulfură de sodă
M. S. Bykhovskaya descrie o metodă pentru determinarea separată a benzenului și toluenului. Prin nitrare, benzenul este transformat în dinitrobenzen, iar toluenul în trinitrotoluen 77
La fracţionarea părţii lichide a catalizatului, s-au izolat 14,5 g de hidrocarbură per bp. -IG (756 mai) n 1,4967 df 0,8665. O comparație a constantelor acestei fracțiuni cu datele din literatură pentru toluen arată că acesta constă din toluen.
Nitrarea acestei fracțiuni a dat un produs nitro cu p.t. 69°C. Un test de topire mixt cu 2,4-dinitrotoluen nu a produs depresiune.
Producția de xilil. După cum am văzut din lucrările lui Martinsen, odată cu introducerea celei de-a doua grupe metil în nucleu, viteza reacției de nitrare crește semnificativ. Viteza reacției de nitrare a ti-xi-lol este de câteva ori mai mare decât cea a toluenului.
Prin urmare, amestecurile pentru nitrarea xilenului pot fi mult mai slabe decât pentru nitrarea toluenului. Acesta este și motivul pentru care xilenul poate fi nitrat în trinitroxilen chiar și în condiții de fabrică. o singură fază, în timp ce pentru nitrarea cu toluen V o singură fază nu a fost niciodată produs nicăieri, datorită faptului că acesta este asociat cu un consum uriaș de acizi și, prin urmare, neeconomic, ca să nu mai vorbim de alte dificultăți și dezavantaje ale nitrării toluenului în trinitrotoluen în o singură fază.
Formarea unor cantități semnificative de produse zheta-substituite când alchilarea toluenuluiși alți benzeni monosubstituiți pot fi explicați prin reactivitatea ridicată a reactivului de atac. Deoarece bromurarea este un exemplu de reacție de substituție destul de ușoară, în acest caz, Există diferențe puternice între benzen și toluen, precum și între pozițiile meta și para din toluen.
Nitrarea este mai puțin selectivă decât bromurarea; izopropilarea este mult mai puțin selectivă decât nitrarea. La alchilarea toluenului Se formează 30% din izomerul de vară. Mai mult, cu această reacție diferențele dintre toluen și benzen devin neglijabile.
O trecere în revistă a reacțiilor de substituție din seria aromatică ne permite să facem o paralelă între selectivitatea reacțiilor cu benzen și toluen, pe de o parte, și între pozițiile meta și para din toluen, pe de altă parte. În ambele cazuri, selectivitatea scade odată cu creșterea capacității de reacție a agentului atacator 2. Date din tabel. 4 ilustrează aceste puncte.70
Luând în considerare metodele de determinare a toluenului prezentate în literatură, s-a părut posibil să se utilizeze metoda fotometrică. Acesta din urmă a găsit o largă aplicație pentru determinarea unor cantități mici de toluen, în special în ape uzateși în aer întreprinderile industriale. Multe determinări colorimetrice ale toluenului se bazează pe nitrarea și interacțiunea ulterioară a compusului nitro rezultat cu alcalii sau amoniacul în diverși solvenți: acetonă, alcool, metil etil cetonă, butanol, amestec alcool-eter și alții.
În funcție de intensitatea răcirii și agitării, adăugarea de toluen durează 4-8 ore. Temperatura de nitrare se mentine la aproximativ 50° si dupa terminarea turnarii se incalzeste inca o perioada. % oră la 80-90°. Încălzirea mai lungă și mai puternică nu este practică, deoarece după terminarea perfuziei nitrarea cu toluen puțin probabil să continue.
De exemplu, când încălzirea este continuată la 90° timp de 2 ore. Temperatura de solidificare a dinitrotoluenului a crescut într-un caz de la 33,7° la doar 35,6°. La terminarea nitrarii, conținutul aparatului este răcit la o temperatură puțin mai mare decât temperatura. topirea produsului dinitro și presați conținutul reactorului folosind aer comprimat într-unul dintre separatoarele cu plumb (1,2), amestecând amestecul de reacție cu o astfel de cantitate de apă încât diluția să ajungă la aproximativ 16%. În acest caz, la început există o eliberare foarte puternică de oxizi de azot, pentru a căror îndepărtare este necesară o țeavă de evacuare suficient de puternică. După decantarea timp de câteva ore la o temperatură puțin mai mare decât punctul de topire al produsului nitro, acidul se separă de produs formând stratul superior.377.
Categorii
Selectați rubrica 1. PROPRIETĂȚI FIZICE ȘI CHIMICE ALE ȚEIEIULUI ȘI GAZELOR NATURALE 3. BAZELE DEZVOLTĂRII ȘI EXPLOATĂRII ȘI EXPLOATĂRII ZĂMURILOR PETROLIERE 3.1. Funcționarea cu curgere a puțurilor de petrol 3.4. Funcționarea puțurilor prin centrifugă electrică submersibilă 3.6. Conceptul de dezvoltare a sondelor de petrol și gaze 7. METODE DE INFLUENȚĂ ASUPRA ZONEI DE APROAPE ALE AMBELE A FORMĂRII PRINCIPALELE COMPONENTE ALE TESTERULUI DE FORMAȚIE Șurub MOTOARE URGENȚĂ ȘI SPECIALE DE FUNCȚIONARE ALE UNITĂȚILOR ELECTRICE PENTRU REPARAȚII ȘI FORAREA PUNZURILOR DE PUNZURI ANALIZA DE PRODUCTIVITATE A TEHNOLOGIILOR PENTRU REPARAȚII CAPITALE PUNZURILOR Fitinguri cap de sondă DEPOZITURI DE RĂȘINA ASFALTICĂ-PARAFINĂ Fără rubrici UNITĂȚI DE POMPARE PUNZĂ FĂRĂ ASPALȚIE DE GAZ FĂR FUM blogun UNITATE DE SISTEME DE CIRCULAȚIE. combaterea hidraţilor COMBATEREA DEPOZIŢIEI DE PARAFINE ÎN TUBI DE RIDICAT foraj Foraj lateral FORAGE DIRECTIVE ŞI ORIZONTALE Foraj puţuri FORAGE STRING CLESTE STATIONARE AUTOMATICE UNITĂŢI DE FORAGE ŞI INSTALAŢII PENTRU FORAGE GEOLOGIC EXPLORAŢIE FORAJ FORAJ FORAJ FORAGE FORAGE GEOLOGIC SUPPA IG IN PERMAFROST (MMP). TIPURI DE HETEROGENE ÎN STRUCTURA REZERVĂRILOR DE ȚEI Tipuri de puțuri POMPE SUMMERSIBILE ȘURBĂ ACTIONATE LA CAPUL PUNZĂRII CONȚINUT DE UMIDITATE ȘI HIDRAT DE GAZ NATURAL COMPOZIȚIE HIDRAT Impact Impact diverși factori cu privire la caracteristicile SDM ÎNTREBĂRI DE OPTIMIZAREA FUNCȚIONĂRII BACURORULUI - SISTEMUL ESP SELECTAREA ECHIPAMENTULUI ȘI MODUL DE FUNCȚIONARE AL ESP SELECTAREA UNUI MAȘIN DE POMPARE PUTENTE Instalație de ridicare pe gaz LN Operare de ridicare cu gaz a sondelor de petrol Metoda de ridicare a gazului de producere a petrolului GAZE DE CÂMPURI DE ȚEIȘI ȘI DE GAZ ȘI PROPRIETĂȚILE LOR GHID FORMAREA DEBITĂ ÎN PUȚURI DE CONDENS DE GAZ FORMAREA HIDRATULUI ÎN SISTEMUL DE COLEGERE ȚEI protecția hidraulică a pompei hidraulice cu piston GIDROKEY GKSH-1500MT Capitolul 8. MIJLOACE ȘI METODE DE CALIFICARE ȘI PROCEDE DE CALIFICARE orizontală ing CONDIȚII GEOLOGICE MINIERE DE FORAT POTEI ȘI GAZE GRANULOMETRICE (FELLOWS) NICĂ) COMPOZIȚIA ROCEI LUNG TRANSPORT LUNG ȚEIUL ȘI GAZUL DEFORMARE MANOMETRIE Electropompe cu membrană UNITATE DIESEL-HIDRAULICĂ SAT-450 DIESEL ȘI UNITĂȚI DIESEL-HIDROMETRICE DIESEL-HIDROMETRICE CONSTRUCȚII OJSC „ORENBURGNEFT” producție de petrol producția de petrol în condiții dificile PRODUCȚIA DE ȚEIUL UTILIZARE MANOMETRE DE LICHID SPU SUB MOTOR Injectarea soluțiilor acide în puț ZAP FIXTURES ORIGINALE. PROTECȚIA ECHIPAMENTULUI ÎMPOTRIVA COROZIONĂRII PROTECȚIA ÎMPOTRIVA COROZĂRII ECHIPAMENTULUI DE PETROLIERE MODIFICAREA CURSULUI PUNZĂRII măsurarea presiunii, debitului, lichidului, gazului și aburului MĂSURAREA cantității de lichide și gaze MĂSURARE A DEBITULUI DE LICHIDE, GAZE MĂSURĂRILE NIVELULUI DE LICHID AL PRODUSELOR CU RENDAMENT MIC TEHNOLOGII INFORMAȚIILOR ÎN PRODUCȚIA DE ȚEIȘI ȘI GAZE TESTARE A PUNZURILOR DE încălzire electrică Cercetare puțuri de pompare adânci CERCETARE A EFICIENȚEI cablului ESP renovare majoră puțuri Complex de echipamente tip KOS și KOS1 PROIECTAREA POMPĂ TIJĂ Șurub PROIECTAREA UNITĂȚII DE VALVE Coroziune Macarale. FIXARE PUNZURI KTPPN COLECTOR Amenajare pendular Măsuri de siguranță la prepararea soluțiilor acide METODA DE CALCUL A CORRILOR DE FORAGE METODE DE COMBATEREA DEPOZITĂRILOR DE PARAFINĂ ÎN PUNZURI Metode de influențare a zonei din apropierea sondei pentru a crește recuperarea petrolului METODE ȘI INSTRUMENTE PENTRU MĂSURARE ȘI INSTRUMENTE PENTRU MĂSURARE ȘIRURI DE LICHIDĂ Secțiunea de studiere a sondei . METODE DE MĂSURĂRI INDIRECTE DE PRESIUNE METODE DE ELIMINARE A SĂRURII MECANISME DE MIȘCARE ȘI ALINIERARE A UNITĂȚILOR DE FORAT MECANISME DE MIȘCARE ȘI Aliniere MECANISME DE MIȘCARE ȘI ALINIERE ÎN OPERAȚIILE DE ÎNCĂRCARE ÎN TIMPUL SĂRĂRILOR DE FORAJ AFECTAȚI LA UNITATE Echipamente de pompare Funcționarea de pompare a petrolului și a puțurilor heterogene. știri NOI TEHNOLOGICE ȘI TEHNICE ASIGURAREA MEDIULUI SIGURANȚĂ A PROCESELOR DE PRODUCȚIE ECHIPAMENTE PENTRU PUNZURI DE GAZ ECHIPAMENTE PENTRU MECANIZAREA OPERAȚIUNILOR DE FOARTE Echipamente pentru petrol și gaz ECHIPAMENTE PENTRU OPERARE SEPARATĂ SIMULTANĂ ECHIPAMENTE PENTRU FURNIZAREA DE ECHIPAMENTE DE PUNZANIE DE UTILIZARE foraj COMPRESOR WELLHEAD ECHIPAMENT WELLHEAD ECHIPAMENTE Echipament cap de sondă pentru exploatarea ESP ECHIPAMENTE PENTRU PUTANȚE DE FLORII ECHIPAMENTE PENTRU PUTANȚE DE FLORII tratarea zonei fundului găurii FORMAREA HIDRATILOR ȘI METODE DE COMBATE A LOR FORMAREA HIDRATILOR DE CRISTAL ÎN PUTANȚE DE ȚEI CONCEPTE GENERALE DESPRE CONCEPȚII SUBTERANE ȘI CAPITALICE DE RECUPERARE ENERGETICĂ AFLUXUL DE APĂ PRODUSĂ Periculoasă și dăunătoare factori fizici DETERMINAREA PRESIUNII LA IEȘIREA POMPEI ÎNCERCAREA ORIZONTURILOR PROMITĂTOARE OPTIMIZAREA MODULUI DE FUNCȚIONARE A OPERAȚIUNII DE SUPPORT EXPERIENȚĂ ÎN OPERAREA UNUI BORTH CU UN ELEMENT DE TRACȚIUNE FLEXIBIL DEZVOLTARE ȘI TESTARE PUNZĂRI DEZVOLTARE ȘI PUNERE ÎN EXPUNERE ÎN PROGRAMARE A PROTECȚIUNILOR CONCEPTE ȘI PREVEDeri DE BAZĂ CONCEPTE ȘI PREVEDERI INFORMAȚII DE BAZĂ DESPRE ȚEIUL, GAZ ȘI GAZ CONDENS BAZELE CALCULĂRILOR HIDRAULICE ÎN FORARE BAZELE PRODUCȚIEI DE ȚEIȘI ȘI GAZ BAZELE DE PROIECTAREA PUNZURILOR DIRIGIATE BAZELE DE SECURITATE INDUSTRIALE CURĂȚARE ȘI CURATARE ȘI CURATARE INDUSTRIALE ȘI CURATARE ȘI SURFAȚARE ing AMBALATOR HYDROME AMBALATORI CAUCI DUBLE PGMD1 AMBALATORI HIDROMECANICI, HIDRAULICI ȘI MECANICI PENTRU ÎNCERCAREA COLONILOR AMBALATORI CAPAC CAUciuC-METAL AMBALATORI PRMP-1 ȘI ANCORE PARAMETRI ȘI COMPLETĂȚIUNEA SISTEMELOR DE CIRCULAȚIE Parametrii blocurilor de lucru cu PRIMĂRI DE TRAVĂȚII OF CIMENTAREA UNITĂȚILOR ȘI UNITĂȚILOR MOBILE DE POMPARE PRELUCRAREA UTEIULUI (NĂMOLUL DE ȚEI) PERSPECTIVE DE LIFTARE A GAZ IODIC PENTRU UTILIZARE A VIITORULUI DE FOND CREȘTEREA EFICIENȚEI CREȘTEREA EFICIENȚEI DE FUNCȚIONARE A SSPU Scufundarea pompelor sub nivelul dinamic Echipament subteran al puțurilor de fântâni TVISCO SPAȚIUL ANUAL AL FÂNȚIILOR INSTRUMENTE PENTRU DISTRUGERE ROCĂ MANOMETRE PISTON Pierderi de presiune în timpul deplasării fluidului de-a lungul tubulaturii Reguli de siguranță pentru funcționarea puțurilor Reguli pentru lucrările de reparații în puțuri RD 153-39-023-97 PREVENIREA FORMĂRII SĂRURILOR PREVENIREA FORMĂRII PREVENIREA FORMĂRII ARDF în timpul funcționării SRP AVANTAJE CURSĂRI LUNGI Prepararea soluţiilor acide. PREGĂTIREA, CURĂȚAREA NĂMORILOR DE FORAT APLICAREA COMPRESOARELOR JET PENTRU ELIMINAREA APLICAREA ESP ÎN FUNȚINE OJSC „ORENBURGNEFT” PRINCIPIUL DE FUNCȚIONARE ȘI CARACTERISTICI DE PROIECTARE A BORTH CU LMP CAUZELE ȘI ANALIZA ACCIDENTELOR PREDICȚIA PROIECȚIEI PROIECTAREA PROIECȚIEI ELLS PROIECTAREA, CONSTRUCȚIA ȘI ANALIZA DEZVOLTAREA CÂMPURILOR DE HIDROCARBURI Performanța pompei CERCETARE ÎN CÂMP METODE PENTRU DETERMINAREA ZONELOR DE FORMARE A NASULUI CÂMPURI DE COLEGERE ȘI PREGĂTIREA ECHIPAMENTULUI DE CONTROL ȘI ECHIPAMENTE DE CONTROLUL UTILIZĂRII UTILIZĂRII DE PEI, GAZ ȘI APĂ PUNZURI DE INJECȚIE PENTRU DISTRUGEREA DIVERSE A ROMEI DISTRIBUȚIA FRUZELOR DE-A lungul lungimii coloanelor de tijă CALCULUL FOND CALCULUL PRODUCTIVITĂȚII FOND Reglarea proprietăților mortarului de ciment și pietrei folosind reactivi Moduri de producție și puțuri de injectare. REZERVE PENTRU REDUCEREA CONSUMULUI DE ENERGIE ÎN TIMPUL OPERAȚIUNII REPARAȚII PENTRU ÎMBUNĂTĂȚAREA MEDIULUI A INSTALAȚILOR DE PUTANȚĂ ROLUL TUBILOR DE DEBUT UNITĂȚI AUTOPROPULSE CU MOBILE... LOCALIZARE PUTANȚĂ GRĂUL LUMINOARE SISTEME DE COLEGERE HIDROCARBURI SISTEME DE PENTRU GÂNĂ ȘOLE Pompe centrifuge pentru producerea uleiului COMPOZIȚIA ȘI UNELE PROPRIETĂȚI ALE APEI ÎN LOCURI DE ȚEIȘI ȘI GAZE POMPĂ SPECIALE NEINSERTABILE METODE DE PRODUCȚIE DE ULEI APLICATE ÎN DOMENIILE OJSC METODE DE EVALUAREA STATII DE POP TESTE COMPARATIVE ALE INSTALATIILOR DE POMPARE ȘI ECHIPAMENTE DE INSTALATIE DE POMPARE ȘI ECHIPAMENTE DE FORMAȚIE MIJLOACE ŞI METODE DE VERIFICARE A CONTORELOR DE LICHID ÎN ETAPA DE DEZVOLTARE A CÂMPULUI Maşini-unelte - unităţi de pompare Pompe cu jet pompă cu jet CONTORE DE GAZ CONTORE DE LICHID MECANISME DE TRAFIC TEMPERATURA ŞI PRESIUNEA ÎN ROCI ŞI PUNTURI Baza teoretica siguranță TEHNICI DE MĂSURARE A DEBITULUI Fizică tehnică TRAIECTOR DE MIȘCARE A FONDULUI PUNZĂȚII Țevi INSTRUCȚIUNI PENTRU CALCULUL CURENȚILOR DE SCURT CIRCUIT CONDIȚII DE INTRODUCERE DE LICHID ȘI GAZ ÎN PUTANȚE Instalații de pompe hidraulice cu piston pentru producția de ulei Instalații de pompe submersibile electrice submersibile cu șurub. pompe Echipament cap de sondă Țevi de foraj ponderate ESP ESP complet FACTORI AFECTAT INTENSITATEA FORMĂRII ASPO Proprietățile fizice și mecanice ale rocilor rezervor CARACTERISTICI FIZICE ALE GAZELOR ȚIEILOR ȘI GAZELOR LOCURI FILTRE Metoda fântânii de producere a petrolului CIMENTAREA PUNZURILOR SISTEME DE CIRCULAȚIE ALE SISTEMELOR DE DRENARE ȘI cimenturilor Cimenturi de zgură-nisip de măcinare a îmbinărilor Tije de absorbție (SR) UNITĂȚI DE POMPARE TIJĂ (SRPU) POMPE TIJEI PENTRU RIDICARE LICENȚĂ POMPE PENTRU PUNZĂTĂ DE TIJEI Pompe de puțuri cu tije SSN EXPLOATARE PUNZURI DE GAZ exploatarea puțurilor cu randament redus OPERAREA puțurilor cu randament redus ÎN MOD CONTINU EXPLOATARE PUNZURI CU PARAFINĂ UTILIZARE PUNTURI UTILIZARE PUNZURI ESP DESHIDRATOR ELECTRIC. POMPĂ ELECTRICĂ A MEMBRANĂ Unitate electrică de economisire a energiei pentru fundul puțului YAKORISă vorbim despre cum se realizează nitrarea cu toluen. Primit prin interacțiuni similare o cantitate mare semifabricate utilizate la fabricarea explozivilor și a produselor farmaceutice.
Importanta nitrarii
Derivații benzenului sub formă de compuși nitro aromatici sunt produși în industria chimică modernă. Nitrobenzenul este un produs intermediar în coloranții cu anilină, parfumuri și producția farmaceutică. Este un solvent excelent pentru mulți compusi organici, inclusiv nitritul de celuloză, formând cu acesta o masă gelatinoasă. ÎN industria petrolului Este folosit ca agent de curățare pentru uleiuri lubrifiante. Nitrarea toluenului produce benzidină, anilină și fenilendiamină.
Caracteristici de nitrare
Nitrarea se caracterizează prin introducerea unei grupări NO2 în molecula unui compus organic. În funcție de substanța inițială, acest proces are loc conform unui mecanism radical, nucleofil sau electrofil. Cationii de nitroniu, ionii de NO2 și radicalii acționează ca particule active. Reacția de nitrare a toluenului este o reacție de substituție. Pentru alte substanțe organice, este posibilă nitrarea substitutivă, precum și adăugarea la o legătură dublă.
Nitrarea toluenului într-o moleculă de hidrocarbură aromatică se realizează folosind un amestec de nitrare (acizi sulfuric și azot). Acționează ca un agent de îndepărtare a apei în acest proces și prezintă proprietăți catalitice.
Ecuația procesului
Nitrarea toluenului implică înlocuirea unui atom de hidrogen cu o grupare nitro. Cum arată diagrama de flux a procesului?
Pentru a descrie nitrarea toluenului, ecuația reacției poate fi reprezentată după cum urmează:
ArH + HONO2+ = Ar-NO2 +H2O
Ea permite să se judece doar cursul general al interacțiunii, dar nu dezvăluie toate caracteristicile acestui proces. Ceea ce are loc de fapt este o reacție între hidrocarburile aromatice și produșii acidului azotic.
Având în vedere că produsele conțin molecule de apă, acest lucru duce la o scădere a concentrației de acid azotic, astfel încât nitrarea toluenului încetinește. Pentru a evita această problemă, acest proces se realizează la temperaturi scăzute, folosind acid azotic în cantități în exces.
Pe lângă acidul sulfuric, acizii polifosforici și trifluorura de bor sunt utilizați ca agenți de îndepărtare a apei. Ele fac posibilă reducerea consumului de acid azotic și creșterea eficienței interacțiunii.
Nuanțe de proces
Nitrarea toluenului a fost descrisă la sfârșitul secolului al XIX-lea de V. Markovnikov. El a reușit să stabilească o legătură între prezența în amestecul de reacție și viteza procesului. ÎN producție modernă se folosește nitrotoluen, acid azotic anhidru, luat în oarecare exces.
În plus, sulfonarea și nitrarea toluenului este asociată cu utilizarea componentului disponibil pentru îndepărtarea apei, fluorură de bor. Introducerea sa în procesul de reacție face posibilă reducerea costului produsului rezultat, ceea ce face accesibilă nitrarea toluenului. Ecuația procesului în desfășurare în vedere generala prezentat mai jos:
ArH + HNO3 + BF3= Ar-NO2 + BF3 ·H2O
După terminarea reacției, se introduce apă, datorită căreia fluorura de bor monohidrat formează un dihidrat. Este distilat în vid, apoi se adaugă fluorură de calciu, revenind compusul la forma sa originală.
Specificul nitrarii
Există câteva caracteristici ale acestui proces legate de alegerea reactivilor și a substratului de reacție. Să ne uităm la câteva dintre opțiunile lor mai detaliat:
- 60-65% acid azotic amestecat cu 96% acid sulfuric;
- un amestec de acid azotic 98% și acid sulfuric concentrat este potrivit pentru substanțele organice ușor reactive;
- Nitratul de potasiu sau amoniu cu acid sulfuric concentrat este o alegere excelentă pentru producerea de compuși nitro polimerici.
Cinetica de nitrare
Reacționând cu un amestec de acizi sulfuric și azotic, aceștia sunt nitrați printr-un mecanism ionic. V. Markovnikov a reușit să caracterizeze specificul a acestei interacțiuni. Procesul are loc în mai multe etape. În primul rând, se formează acidul nitrosulfuric, care suferă disociere într-o soluție apoasă. Ionii de nitroniu reacţionează cu toluenul, formând nitrotoluen ca produs. Când se adaugă molecule de apă în amestec, procesul încetinește.
În solvenți cu natură organică - nitrometan, acetonitril, sulfolan - formarea acestui cation vă permite să creșteți viteza de nitrare.
Cationul de nitroniu rezultat se atașează la miezul aromatic de toluen, formând un intermediar. În continuare, are loc extracția de protoni, ducând la formarea nitrotoluenului.
Pentru o descriere detaliată a procesului în curs, putem lua în considerare formarea complexelor „sigma” și „pi”. Formarea complexului „sigma” este etapa limitativă a interacțiunii. va fi direct legată de viteza de adăugare a cationului de nitroniu la atomul de carbon din nucleul compusului aromatic. Îndepărtarea unui proton din toluen are loc aproape instantaneu.
Numai în anumite situații pot exista probleme de substituție asociate cu un efect de izotop cinetic primar semnificativ. Acest lucru se datorează accelerării procesului invers în prezența diferitelor tipuri de obstacole.
Atunci când se alege acid sulfuric concentrat ca catalizator și agent de îndepărtare a apei, se observă o schimbare a echilibrului procesului către formarea produșilor de reacție.
Concluzie
Nitrarea toluenului produce nitrotoluen, care este un produs valoros al industriei chimice. Această substanță este un compus exploziv, prin urmare este solicitată în operațiunile de sablare. Printre probleme de mediu asociat cu producția sa industrială, remarcăm utilizarea unei cantități semnificative de acid sulfuric concentrat.
Pentru a face față acestei probleme, chimiștii caută modalități de a reduce deșeurile de acid sulfuric produse în urma procesului de nitrare. De exemplu, procesul se desfășoară la temperaturi scăzute și se utilizează medii ușor de regenerat. Acidul sulfuric are proprietăți oxidante puternice, care afectează negativ coroziunea metalelor și prezintă un pericol crescut pentru organismele vii. Dacă respectați toate standardele de siguranță, puteți depăși aceste probleme și puteți obține compuși nitro de înaltă calitate.
Autorul L.A. TsvetkovNitrarea benzenului poate fi efectuată cu cantități mici de materii prime fără a izola un produs pur. Pentru a obține nitrobenzen folosind ecuația:
C6H6 + HNO3 à C6H5NO2+ H2O
este necesar acid azotic concentrat (gravitate specifică 1,4). Amestecul de reacție nu trebuie încălzit peste 50-60°C Când se utilizează acid diluat, reacția de nitrare nu are loc cu creșterea temperaturii, începe o formare vizibilă de dinitrobenzen.
Din ecuație rezultă că reacția necesită cantități echimoleculare de materii prime. Cu toate acestea, în acest caz, reacția nu va ajunge la final, deoarece apa eliberată va dilua acidul azotic și își va pierde proprietatea de nitrare. În consecință, pentru a finaliza reacția, este necesar să se ia mai mult acid azotic decât ar trebui conform teoriei. Dar pentru a preveni ca reacția să devină prea violentă, acidul azotic trebuie dizolvat în acid sulfuric concentrat, care nu lipsește acidul azotic de efectul său de nitrare și leagă apa eliberată în timpul reacției.
Pentru a preveni posibilitatea creșterii temperaturii în timpul reacției, nu amestecați toate substanțele deodată, ci adăugați treptat benzen în amestecul de acizi. Într-un balon mic se toarnă 8 ml de acid sulfuric concentrat și 5 ml de acid azotic concentrat. Se răcește amestecul într-un jet de apă. Apoi se adaugă 4 ml de benzen în amestecul răcit în porții mici, agitând constant balonul pentru a obține o amestecare mai mare a lichidelor care nu se dizolvă unele în altele (amestecul de acizi formează stratul inferior, benzenul formează stratul superior) . După ce se adaugă tot benzenul pentru a obține reacția completă, balonul se închide cu un dop cu un tub vertical (vaporii de benzen sunt volatili) și se încălzește într-o baie de apă preîncălzită la 60°C.
Agitați balonul din când în când pentru a amesteca mai bine lichidele.
Durata de încălzire poate fi determinată nu atât de necesitatea de a obține caracterul complet al reacției, cât de disponibilitatea timpului în lecție. Când lucrați într-o cană, încălzirea trebuie să continue timp de 30-40 de minute. În lecție, este posibil să se demonstreze formarea nitrobenzenului după încălzire timp de 10 minute și chiar fără încălzire suplimentară, dacă reacția a decurs bine când a fost adăugat benzen la un amestec de acizi.
Nitrobenzenul este plasat într-un strat deasupra amestecului acid. Se toarnă conținutul balonului într-un pahar cu multă apă. În acest caz, acizii se dizolvă în apă, în timp ce nitrobenzenul se adună pe fundul paharului sub forma unui lichid greu gălbui. Dacă timpul vă permite, scurgeți o parte din lichid din nitrobenzen și separați-l folosind o pâlnie de separare.
Când se obțin cantități semnificative de nitrobenzen și este necesară purificarea acestuia, nitrobenzenul se spală cu apă, o soluție alcalină diluată (5 la sută), apoi din nou cu apă, separând de fiecare dată lichidele folosind o pâlnie de separare. Nitrobenzenul este apoi deshidratat prin încălzirea acestuia cu clorură de calciu granulară până când lichidul devine limpede. Încălzirea este necesară pentru a reduce vâscozitatea nitrobenzenului și pentru a obține astfel un contact mai complet cu clorura de calciu. În cele din urmă, nitrobenzenul poate fi distilat dintr-un balon mic cu un răcitor de aer la o temperatură de 204-207°C. Pentru a evita descompunerea reziduurilor de dinitrobenzen, nu se recomandă distilarea uscată.
1 .. 40 > .. >> Următorul
TNT nepurificat poate fi utilizat numai pentru fabricarea amestecurilor explozive destinate utilizării rapide, de exemplu, pentru operațiuni de sablare. TNT utilizat pentru echiparea muniției care este supusă depozitării pe termen lung trebuie supus epurării.
TEHNOLOGIE PENTRU OBȚINEREA TNT
Regularități ale procesului de nitrare
Nitrarea toluenului în mononitrotoluen. Când toluenul este nitrat în mononitrotoluen, se obțin trei izomeri: orto-, para- și meta, cu orto-merul predominant. Meta-izomerul se formează într-o cantitate relativ mică, dar deoarece nitrarea sa ulterioară produce trinitrotolueni nesimetrici, formarea sa este nedorită.
Lucrarea principală privind studierea legilor reacției de nitrare a toluenului la mononitrotoluen a vizat în principal identificarea condițiilor pentru cel mai mic randament al izomerului let. Când procesele continue de nitrare au devenit dominante și a apărut problema designului rațional al nitratorilor, a început studiul cineticii nitrației, în principal în hetero-
Orez. 17. Solubilitatea toluenului în acid sulfuric de diferite concentrații la 55 °C.
65 70 75 80 85 90 Concentrație HzS047%
95
mediul genetic, care corespunde condițiilor industriale. Totodată, s-a studiat solubilitatea toluenului în amestecuri de acid sulfuric-azot, distribuția componentelor între straturi, efectul agitației și raportul dintre volumele straturilor organice și acide asupra vitezei de reacție. Solubilitatea toluenului în acid sulfuric crește odată cu creșterea concentrației de acid; până la o concentrație acidă de 80%, solubilitatea toluenului este foarte scăzută (Fig. 17).
Viteza de nitrare a toluenului în condiții eterogene depinde puternic de intensitatea agitației și de modulul băii (raportul dintre volumele straturilor minerale și organice) (Fig. 18).
Coeficientul de distribuție al acidului azotic între straturile de toluen și acid sulfuric este 0,066. Acest lucru indică faptul că acidul azotic în timpul nitrării heterogene a toluenului trece în stratul organic doar într-o mică măsură și, prin urmare, proporția reacției care are loc acolo este practic zero.
Solubilitatea scăzută a toluenului în acid sulfuric de concentrații moderate, absența tranziției acidului azotic în stratul organic, precum și dependența accentuată a vitezei de reacție a nitrarii toluenului de intensitatea amestecării și fracția de volum a stratului mineral. sugerează că reacția de nitrare a toluenului în condiții eterogene are loc la interfața straturilor. Viteza de reacție în acest caz depinde de concentrația componentelor de reacție^ pe această suprafață, care la rândul său este determinată de viteza de difuzie a componentelor de reacție de la adâncimea stratului la interfață și de viteza de plecare a reacției. produse din acesta. Toate acestea, precum și starea componentelor care reacţionează, depind de temperatură (Fig. 19, c), de concentrația amestecului acid (Fig. 19, b) și de intensitatea agitării (Fig. 18) și de rata de nitrare a toluenului în condiții eterogene este mai mică decât în condiții omogene (Fig. 19.6).
Formarea a 5-6% l-nitrotoluen în timpul nitrarii toluenului conduce în continuare la formarea a 5-6% trinitrotolueni nesimetrici care contaminează TNT. Temperatura de solidificare
Orez. 18. Influența intensității de agitare (a) și a modulului de yana (6") asupra gradului de nitrare a toluenului.
Concentrația de TNT care conține izomeri asimetrici scade în funcție de următoarea dependență:
Г3 = (80,80 - 0,465С)
unde C este conținutul de l-nitrotoluen din mononitrotoluenul original, %.
Compoziția izomeră a mononitrotoluenului este influențată semnificativ de temperatura de nitrare a toluenului (vezi pagina 85). Studiul vitezei de nitrare a toluenului la 0 și 30 °C și determinarea compoziției izomerice a făcut posibilă calcularea în ecuația Arrhenius (vezi pagina 54) a coeficientului B pentru intrarea grupului nitro în diferite poziții relativ. la grupa CH3: B0 = 2,90 V, Bp = 2, 70 Vm\ energia de activare pentru pozitiile corespunzatoare este egala cu: E„ - E0 = 3,83 kJ/(mol-°C), E„ - ?„ = 4,61 kJ /(mol-°C). Din aceste date se poate formula următoarea regulă: „o scădere a temperaturii de nitrare ajută la creșterea randamentului de p-nitrotoluen și la scăderea randamentului de o- și m-nitrotolueni.
Activitatea de nitrare a amestecului acid are o influență semnificativă asupra randamentului de l-nitrotoluen. O creștere a F de la 68 la 82% în timpul nitrării toluenului cu amestecuri de acid sulf-azot la 55 °C reduce randamentul izomerului lăsat de 2,4 ori. În fig. Figura 20 prezintă efectul temperaturii și al factorului de activitate de nitrare al amestecului acid asupra randamentului de l-nitrotoluen.
Utilizarea acidului azotic diluat (70%) pentru nitrarea toluenului duce la formarea de produși de oxidare, în principal acid benzoic. Utilizarea unui acid și mai diluat (32%) la temperatură ridicată (105 ° C) determină nitrarea lanțului lateral, se formează fenil-nitrometan, care se obține și prin nitrarea toluenului cu dioxid de azot.
-l-I-a,; ,„i, I_I I-1_¦ \ ¦_I
25 zo 40 60 No. 70 in 64 her her yu 72 74
Tvmperashura, °С F
Orez. 19. Dependența ratei de nitrare a toluenului de temperatură (a) și a factorului de activitate de nitrare F (6*):
Proprietățile fizice ale metilbenzenului (toluenului) sunt similare cu benzenul. În condiții normale, este un lichid incolor, insolubil în apă, dar solubil în solvenți organici. Ca și benzenul, este un solvent bun pentru compușii organici. Toluenul este acum utilizat mai pe scară largă ca solvent decât benzenul datorită toxicității sale mult mai scăzute.
Proprietăți chimice
Toate reacțiile metilbenzenului pot fi împărțite în două tipuri: a) reacții care implică inelul benzenic și b) reacții care implică gruparea metil.
Reacții în inelul aromatic. Metilbenzenul suferă toate reacțiile de substituție electrofilă descrise mai sus pentru benzen și anume: nitrarea, halogenarea, sulfonarea și reacția Friedel-Crafts. În toate aceste reacții, metilbenzenul prezintă o reactivitate mai mare și reacțiile sale au loc cu o viteză mai rapidă.
Nitrarea metilbenzenului poate fi efectuată în același mod ca și benzenul. Produsul nitrarii metilbenzenului este un amestec de doi izomeri ai metilnitrobenzenului:
Clorarea toluenului (metilbenzen) în inelul benzenic poate fi realizată prin trecerea clorului gazos prin toluen în prezența clorurii de aluminiu (reacția se desfășoară pe întuneric). Clorura de aluminiu joacă rolul de catalizator în acest caz. În acest caz, se formează izomeri substituiți 2 și 4:
Sulfonarea metilbenzenului cu acid sulfuric concentrat duce, de asemenea, la formarea unui amestec de izomeri 2 și 4 substituiți:
Mecanismul tuturor acestor reacții de substituție electrofile este similar cu mecanismul reacțiilor corespunzătoare ale benzenului. În aceste reacții, izomerii 3-substituiți se formează în cantități atât de mici încât pot fi neglijați. Mai jos această caracteristică va fi discutată în detaliu atunci când se ia în considerare capacitatea de direcționare (orientare) a grupurilor de substituție.
Reacții laterale în lanț. Gruparea metil din metilbenzen poate suferi anumite reacții caracteristice alcanilor, dar și alte reacții necaracteristice alcanilor. Să ne uităm la un exemplu din fiecare dintre aceste reacții.
Ca și alcanii, gruparea metil poate fi halogenată printr-un mecanism radical. Pentru a efectua această reacție, clorul este suflat prin metilbenzen la fierbere în prezența luminii solare sau a unei surse de lumină ultravioletă. Rețineți că halogenarea inelului benzenic în metilbenzen necesită condiții complet diferite.
Vă rugăm să rețineți că această reacție este o substituție. Halogenarea ulterioară duce la formarea următorilor compuși:
Bromurarea metilbenzenului se efectuează în condiții similare și duce la formarea compușilor corespunzători de substituție a bromului.
Secțiunea anterioară a indicat că alcanii nu intră în reacții de oxidare chiar și cu agenți oxidanți atât de puternici precum permanganatul de potasiu. Cu toate acestea, lanțul lateral de metil din metilbenzen este supus oxidării chiar și de către agenți de oxidare relativ ușori precum oxidul.
Mai mult agenţi oxidanţi puternici, de exemplu permanganatul de potasiu, provoacă oxidare suplimentară:
Efectul de direcție (orientare) al substituenților asupra inelului benzenic
Am indicat deja mai sus că substituția electrofilă a metilbenzenului duce la formarea de izomeri 2- și 4-substituiți ai metilbenzenului. Prin urmare, gruparea metil din metilbenzen este numită grupare 2,4-directoare (sau, în caz contrar, orientată către pozițiile 2 și 4). Există și alți substituenți pe ciclul benzenic care au, de asemenea, un efect de direcție 2,4 în reacțiile de substituție electrofilă. Pentru astfel de reacții se poate scrie următoarea ecuație generală:
În această ecuație reprezintă electrofil și X-2,4 este un substituent de direcție. Astfel de substituenți sunt de obicei grupări saturate. Acestea includ. La anumite condiții Substituenții de direcție 2,4 se dovedesc, de asemenea, a fi de direcție 6:
Reacțiile de substituție electrofilă la pozițiile 2 și 4 au în general o viteză mai mare decât reacțiile corespunzătoare în benzen.
Acestea includ grupuri precum și. Reacțiile de substituție electrofilă la poziția 3 decurg mai lent decât reacțiile corespunzătoare ale benzenului.
Capacitatea de direcționare (orientare) a substituenților depinde dacă aceștia sunt donatori de electroni pentru inelul benzenic sau, dimpotrivă,
trage electronii departe de el. 2,4-Substituția este cauzată de un efect inductiv pozitiv sau de un efect mezomer pozitiv. -Grupurile de direcție donează electroni inelului benzenic, provocând aceste efecte și activează astfel inelul. Prin urmare, ele sunt numite grupuri activatoare. 3-Grupurile de direcție atrag electronii departe de inelul benzenic, provocând efecte - și -. Acestea se numesc grupuri de dezactivare.
Așa că hai să o spunem din nou!
1. Compușii aromatici au următoarele proprietăți generale: a) arde cu formarea unei flăcări fumurii;
(vezi scanare)
Orez. 18.7. Cele mai importante reacții ale benzenului.
Orez. 18.8. Cele mai importante reacții ale metilbenzenului (toluenului).
b) suferă reacții de substituție,
c) suferă cu dificultate reacţii de adiţie.
2. Molecula de benzen poate fi considerată ca un hibrid rezonant format din două structuri rezonante limitative.
3. Cel mai important reacții chimice benzenul sunt prezentate în Fig. 18.7.
4. Cele mai importante reacții chimice ale metilbenzenului sunt prezentate în Fig. 18.8.
5. În reacțiile de condensare, două molecule care reacţionează se combină într-o nouă moleculă cu eliminarea simultană a unei mici molecule dintr-un compus simplu, cum ar fi apa sau clorura de hidrogen.
6. Substituenții saturați de pe ciclul benzenic au un efect de direcție (orientare) 2,4.
7. Substituenții nesaturați de pe ciclul benzenic au un efect de direcție (orientare).
