2-Нитрохлорбензол

2-​Нитрохлорбензол
Изображение химической структуры Изображение молекулярной модели
Общие
Систематическое
наименование		 1-​нитро-​2-​хлорбензол
Сокращения 2-НХБ, ОНХБ
Традиционные названия орто-нитрохлорбензол
Хим. формула C6H4ClNO2
Физические свойства
Состояние кристаллы от светло-жёлтого до жёлтого цвета[1]
Молярная масса 157,553 г/моль
Плотность 1,368·10−3 г/см3 (при 242 °C)[2]
Поверхностное натяжение 4,37·10−2 (при 43,85 °C)[3] Н/м
Динамическая вязкость 2,09·10−3 (при 43,85 °C)[3] Па·с
Термические свойства
Температура
 • плавления 32[4] °C
 • кипения 245,5[4] °C
 • вспышки 127[5] °C
 • самовоспламенения 470[6] °C
Удельная теплота испарения 1,038·1010 Дж/кг (при 32,85 °C)[3]
Давление пара 0,018 мм рт. ст.[3]
Химические свойства
Растворимость
 • в воде 0,0441 г/л[7]
Структура
Дипольный момент 1,5E−29 Кл·м[10]
Классификация
Рег. номер CAS 88-73-3
PubChem 6945
Рег. номер EINECS 201-854-9
SMILES
 
InChI
 
RTECS CZ0875000
ChEBI 34270
ChemSpider 13853953
Безопасность
Предельная концентрация 0,001 мг/л[8]
ЛД50 крысы: 1320 мг/кг (самцы), 655 мг/кг (самки); кролики: 445 мг/кг (самцы), 355 мг/кг (самки)[6]
Сигнальное слово Опасно
NFPA 704
NFPA 704 four-colored diamondОгнеопасность 1: Следует нагреть перед воспламенением (например, соевое масло). Температура вспышки выше 93 °C (200 °F)Опасность для здоровья 3: Кратковременное воздействие может привести к серьёзным временным или умеренным остаточным последствиям (например, хлор, серная кислота)Реакционноспособность 1: Обычно стабильное, но может стать неустойчивым при повышенных температуре и давлении (например, пероксид водорода, гидрокарбонат натрия)Специальный код: отсутствует
1
3
1
[9]
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе

2-Нитрохлорбензо́л (орто-нитрохлорбензо́л, о-нитрохлорбензо́л, ОНХБ, 2-НХБ) — органическое вещество с формулой C6H4ClNO2, образующее моноклинные игольчатые кристаллы[11] от светло-жёлтого до жёлтого цвета[1].

В промышленности получается нитрованием хлорбензола. Применяется как сырьё для синтеза некоторых красителей и полупродуктов для фармацевтической промышленности.

Сильный гемо- и нейротоксин[12].

Физические свойства

2-Нитрохлорбензол при нормальных условиях образует моноклинные кристаллы от светло-жёлтого до жёлтого цвета. Относительная плотность равна 1,305[13]. Чистый 2-нитрохлорбензол плавится при 32 °С, но если присутствует примесь 4-нитрохлорбензола, то температура плавления падает по 0,5 °С на 1 % 4-нитрохлобензола. Смесь изомеров, содержащая 66,9 % 4-нитрохлобензола и 33,1 % 2-нитрохлорбензола образует эвтектику с температурой плавления 14,65 °С[13]. Температура кипения 2-нитрохлорбензола при нормальном давлении равна 245,5 °C, при 8 мм рт. ст. падает до 119 °C[14].

Практически не растворим в воде, очень хорошо растворим в ацетоне, пиридине, также растворим в толуоле, метаноле, четырёххлористом углероде[15], диэтиловом эфире, бензоле, этаноле[16] и хлорбензоле[13].

Химические свойства

Наличие нитрогруппы в бензольном кольце облегчает протекание реакций нуклеофильного замещения, но не настолько, чтобы, например, легко заместить атом хлора водным раствором щёлочи при нормальном давлении[1]. При более жёстких условиях реакция всё же идёт с образованием 2-нитрофенола[13]:

При взаимодействии 2-нитрохлорбензола с 80—90 % водным раствором метанола при 95—110 °С в течение 4—8 часов в присутствии воздуха или кислорода и щёлочи в промышленности получают 2-нитроанизол[17]:

Из 2-нитрохлорбензола получают 2-нитроанилин нагреванием при температуре 170—200 °С с водным 30—34 % раствором аммиака при давлении 30—40 атм.[18]:

При восстановлении чугунной стружкой в присутствии хлористого железа образуется 2-хлоранилин[13]:

При восстановлении же 2-нитрохлорбензола цинковой пылью в щелочной среде получается 2,2'-дихлоргидрабензол[13]:

При взаимодействии 2-нитрохлорбензола с дисульфидом натрия образуется 2,2'-нитродифенилдисульфид, используемый для синтеза ортаниловой кислоты[19]:

При сульфировании 2-нитрохлорбензола образуется 3-нитро-4-хлорбензолсульфокислота[20]:

Аналогично при сульфохлорировании 2-нитрохлорбензола образуется 3-нитро-4-хлорбензолсульфохлорид[20]:

Определение

2-Нитрохлорбензол определяют, восстанавливая нитрогруппу до аминогруппы с последующим диазотированием. В качестве восстановителя может использоваться цинковая пыль, а в качестве индикатора — йодкрахмальная бумага[1]. Также существует метод определения 2-нитрохлорбензола при помощи газовой хроматографии[21].

Синтез

Лабораторное получение

В лаборатории 2-нитрохлорбензол можно получить нитрованием хлорбензола ацетилнитратом. В этом случае, однако, образуется не только 2-нитрохлорбензол, но и его изомеры[22]:

Также существует способ получения 2-нитрохлорбензола из 2-нитроанилина[23]:

Промышленное производство

В промышленности 2-нитрохлорбензол также получают нитрованием хлорбензола с образованием смеси изомеров, содержащей 60—63 % 4-нитрохлобензола, 37—40 % 2-нитрохлорбензола и следы 3-нитрохлорбензола[24], однако для нитрования применяют нитрующие смеси или смеси нитратов щелочных металлов с серной кислотой. Нитрование осуществляют при 20—35 °С, добавляя нитрующую смесь небольшими порциями. При более низких температурах в опасном количестве образуется азотная кислота, а при более высоких увеличивается образование нецелевого продукта — 2,4-динитрохлорбензола. После добавления всей нитрующей смеси при постоянном перемешивании температуру поднимают до 45 °С. Образовавшуюся смесь изомеров отстаивают, отделяют от остальной массы и нейтрализуют 5—10 % раствором карбоната натрия.

2-Нитрохлорбензол и 4-нитрохлорбензол трудно разделяются кристаллизацией и ректификацией. При охлаждении смеси до 16 °С и последующего фильтрования нельзя выделить более половины 4-нитрохлорбензола. Для более полного разделения после фильтрования смесь подвергают фракционированию в ректификационной колонне. Изомеры нитрохлорбензола можно также разделить нитрованием смеси изомеров при 60—100 °С, при этом 2-нитрохлорбензол превращается в 2,4-динитрохлорбензол, а 4-нитрохлорбензол нитруется слабо[25].

Применение

2-Нитрохлорбензол используется как сырьё для синтеза некоторых красителей и полупродуктов для фармацевтической промышленности[26]. В частности из него получают 2-хлорбензидин, 2-нитроанизол[25], 2-фенилендиамин, 4,6-дихлор-2-нитроанилин, 2-аминоанизол, 1,2-Дихлорбензол. Кроме того, он используется при производстве диазолей, дисперсных красителей, пигментов. Также применяется в качестве антивуалирующего агента в фотографии[17].

Токсичность

2-Нитрохлорбензол — ядовитое вещество; ПДК в воздухе 1 мг/м3. Cильный гемо- и нейротоксин[12][26]. По токсическому действию похож на нитробензол, в том числе, например, может вызывать токсидермию[26][27]. При вдыхании или проглатывании вызывает посинение губ, ногтей и кожи, головную боль, головокружение, тошноту, судороги, потерю сознания, возможен летальный исход[26][28].

Достоверных данных о канцерогенности 2-нитрохлорбензола не обнаружено[29].

Примечания

  1. ↑ 1 2 3 4 Ластовский, 1949, с. 237—238.
  2. ↑ Lide, 1994—1995, pp. 3—35.
  3. ↑ 1 2 3 4 Daubert, Danner, 1989.
  4. ↑ 1 2 Lewis, 2001, p. 256.
  5. ↑ Toxic and Hazardous Industrial Chemicals Safety Manual, 1988, p. 124.
  6. ↑ 1 2 Screening Information Data Set for 1-Chloro-2-nitrobenzene, 88-73-3, 2001, p. 40.
  7. ↑ Yalkowsky, Dannenfelser, 1992.
  8. ↑ Алексеева, 1954, с. 290.
  9. ↑ OSHA Occupational Chemical Database (англ.). Дата обращения: 30 сентября 2017. Архивировано 30 сентября 2017 года.
  10. ↑ David R. Lide, Jr. Basic laboratory and industrial chemicals (англ.): A CRC quick reference handbook — CRC Press, 1993. — ISBN 978-0-8493-4498-5
  11. ↑ Lide, 2005—2006, pp. 3—108.
  12. ↑ 1 2 Григорьев, 2004, с. 560—561.
  13. ↑ 1 2 3 4 5 6 Венкатарман, 1956, с. 130.
  14. ↑ Воронцов, 1938, с. 262.
  15. ↑ Weast, 1979, с. 155.
  16. ↑ O’Neil, 2001, p. 370.
  17. ↑ 1 2 Гайле, 2000, с. 198—200.
  18. ↑ Эфрос, 1971, с. 179—180.
  19. ↑ Эфрос, 1971, с. 188—189.
  20. ↑ 1 2 Booth, 2005.
  21. ↑ Kolievskaya, Ivanyuk, 1975, с. 6—54.
  22. ↑ Roberts et al., 1954, pp. 4525—4534.
  23. ↑ Хиккинботтом, 1939, с. 443.
  24. ↑ Воронцов, 1955, с. 330—332.
  25. ↑ 1 2 Вынту, 1968, с. 305—307.
  26. ↑ 1 2 3 4 Лазарев, 1976, с. 264.
  27. ↑ Григорьев, 1967, с. 54.
  28. ↑ ICSC: 0028 2-CHLORO-1-NITROBENZENE (англ.). Дата обращения: 8 сентября 2017. Архивировано 9 сентября 2017 года.
  29. ↑ Monographs on the Evaluation of the Carcinogenic Risk of Chemicals to Humans, 1996, p. 65.

Источники

  • Алексеева М. В. Определение вредных веществ в воздухе производственных помещений. — 2-е изд. — М.: Государственное научно-техническое издательство химической литературы, 1954. — 411 с.
  • Венкатарман К. Химия синтетических красителей / Под ред. проф. Б. А. Порай-Кошица. — Л.: Государственное научно-техническое издательство химической литературы, 1956. — Т. 1. — 2114 с.
  • Воронцов И. И. Полупродукты анилинокрасочной промышленности. — М.: Государственное научно-техническое издательство химической литературы, 1955. — 579 с.
  • Воронцов И. И. Ректификация в органической химической промышленности / Отв. ред. С. Р. Сергиенко. — М.: ГОНТИ НКТП, 1938. — 348 с. — 2500 экз.
  • Вынту В. Технология нефтехимических производств = Tehnologie petrochimica / Ред. И. А. Нечаев. — М.: Химия, 1968. — 352 с. — 5000 экз.
  • Гайле А. А. Ароматические углеводороды: выделение, применение, рынок. — СПб.: Химиздат, 2000. — 544 с. — 1500 экз. — ISBN 5-93808-009-6.
  • Григорьев З. Э. Органическая химия: Учебник для вузов: в 2-х томах / Зав. редакцией М. Р. Погосбекова. — М.: Академкнига, 2004. — Т. 2. — 582 с. — 5000 экз. — ISBN 5-94628-068-6, 5-94628-172-0.
  • Григорьев З. Э. Справочник профпатолога. — Л.: Медицина, 1967. — 420 с.
  • Лазарев Н. В. Вредные вещества в промышленности. том 2. — Л.: Химия, 1976. — 624 с.
  • Ластовский Р. П. Технический анализ в производстве промежуточных продуктов и красителей / Ред. Р. С. Ромм. — 2-е изд. — М.-Л.: Государственное научно-техническое издательство химической литературы, 1949. — 279 с. — 5000 экз.
  • Хиккинботтом В. Реакции органических соединений / Под ред. Б. Н. Рутовского. — М.: Государственное объединённое научно-техническое издательство, 1939. — 562 с. — ISBN 9785458251266.
  • Эфрос Л. С. Химия и технология ароматических соединений задачах и упражнениях / Ред. докт. хим. наук проф. Л. А. Павлова. — Л.: Химия, 1971. — 496 с. — 7000 экз.
  • Booth G. Nitro Compounds, Aromatic // Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. — Wiley-VCH: Weinheim, 2005. — doi:10.1002/14356007.a17_411.
  • Daubert T. E., Danner R. P. Physical and Thermodynamic Properties of Pure Chemicals Data Compilation. — Washington, D.C.: Taylor and Francis, 1989.
  • Kolievskaya Y. A., Ivanyuk E. G. Determination of nitrochlorbenzene in the work area air by gas chromatography (англ.) // GIG TR PROF ZABOL. — 1975. — Iss. 12.
  • Lewis R. J. Sr. Hawley's Condensed Chemical Dictionary. — 14th ed. — NY: John Wiley & Sons, Inc., 2001. — 1248 p. — ISBN 0471387355.
  • Lide D. R. CRC Handbook of Chemistry and Physics[англ.]. — 75th ed. — Boca Raton, Fl: CRC Press Inc., 1994—1995. — 2608 p.
  • Lide D. R. CRC Handbook of Chemistry and Physics[англ.]. — 86th ed. — Boca Raton, Fl: CRC Press Inc., 2005—2006.
  • O’Neil M. J. The Merck Index — An Encyclopedia of Chemicals, Drugs, and Biologicals. — 13th ed. — Whitehouse Station, NJ: Merck and Co., Inc., 2001.
  • Roberts J. D., Sanford J. K., Sixma F. L. J., Cerfontain H., Zagt R. Orientation in Aromatic Nitration Reactions // JACS. — 1954. — Vol. 76. — P. 4525—4234. — doi:10.1021/ja01647a005.
  • Weast R. C. Handbook of Chemistry and Physics. — 60th ed. — Boca Raton, Florida: CRC Press Inc., 1979.
  • Yalkowsky S. H., Dannenfelser R. M. Aquasol Database of Aqueous Solubility. — Version 5. — Tucson, AZ: College of Pharmacy, University of Arizona, 1992.
  • Monographs on the Evaluation of the Carcinogenic Risk of Chemicals to Humans. — Geneva: World Health Organization, International Agency for Research on Cancer, 1996. — Vol. Multivolume work. — 290 p.
  • Screening Information Data Set for 1-Chloro-2-nitrobenzene, 88-73-3. — Organisation for Economic Cooperation and Development, 2001. — 106 p. Архивная копия от 4 января 2012 на Wayback Machine
  • Toxic and Hazardous Industrial Chemicals Safety Manual. — Tokyo: The International Technical Information Institute, 1988.