2-Нитрохлорбензол

2-Нитрохлорбензо́л (орто-нитрохлорбензо́л, о-нитрохлорбензо́л, ОНХБ, 2-НХБ) — органическое вещество с формулой C6H4ClNO2, образующее моноклинные игольчатые кристаллы[10] от светло-жёлтого до жёлтого цвета[1].

2-​Нитрохлорбензол
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]
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
1
3
1
[9]
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

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

Сильный гемо- и нейротоксин[11].

Физические свойства

2-Нитрохлорбензол при нормальных условиях образует моноклинные кристаллы от светло-жёлтого до жёлтого цвета. Относительная плотность равна 1,305[12]. 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[12]. Температура кипения 2-нитрохлорбензола при нормальном давлении равна 245,5 °C, при 8 мм рт. ст. падает до 119 °C[13].

Практически не растворим в воде, очень хорошо растворим в ацетоне, пиридине, также растворим в толуоле, метаноле, четырёххлористом углероде[14], диэтиловом эфире, бензоле, этаноле[15] и хлорбензоле[12].

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[12]:

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[16]:

Из 2-нитрохлорбензола получают 2-нитроанилин нагреванием при температуре 170—200 °С с водным 30—34 % раствором аммиака при давлении 30—40 атм.[17]:

При восстановлении чугунной стружкой в присутствии хлористого железа образуется 2-хлоранилин[12]:

При восстановлении же 2-нитрохлорбензола цинковой пылью в щелочной среде получается 2,2'-дихлоргидрабензол[12]:

При взаимодействии 2-нитрохлорбензола с дисульфидом натрия образуется 2,2'-нитродифенилдисульфид, используемый для синтеза ортаниловой кислоты[18]:

При сульфировании 2-нитрохлорбензола образуется 3-нитро-4-хлорбензолсульфокислота[19]:

Аналогично при сульфохлорировании 2-нитрохлорбензола образуется 3-нитро-4-хлорбензолсульфохлорид[19]:

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[20].

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[21]:

Также существует способ получения 2-нитрохлорбензола из 2-нитроанилина[22]:

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[23], 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[24].

Применение

2-Нитрохлорбензол используется как сырьё для синтеза некоторых красителей и полупродуктов для фармацевтической промышленности[25]. В частности из него получают 2-хлорбензидин, 2-нитроанизол[24], 2-фенилендиамин, 4,6-дихлор-2-нитроанилин, 2-аминоанизол. Кроме того, он используется при производстве диазолей, дисперсных красителей, пигментов. Также применяется в качестве антивуалирующего агента в фотографии[16].

Токсичность

2-Нитрохлорбензол — вещество второго класса опасности, ПДК в воздухе 1 мг/м3. Cильный гемо- и нейротоксин[11][25]. По токсическому действию похож на нитробензол, в том числе, например, может вызывать токсидермию[25][26]. При вдыхании или проглатывании вызывает посинение губ, ногтей и кожи, головную боль, головокружение, тошноту, судороги, потерю сознания, возможен летальный исход[25][27].

Достоверных данных о канцерогенности 2-нитрохлорбензола не обнаружено[28].

Примечания
  1. Ластовский, 1949, с. 237—238.
  2. Lide, 1994—1995, pp. 3—35.
  3. Daubert, Danner, 1989.
  4. Lewis, 2001, p. 256.
  5. Toxic and Hazardous Industrial Chemicals Safety Manual, 1988, p. 124.
  6. 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.
  10. Lide, 2005—2006, pp. 3—108.
  11. Григорьев, 2004, с. 560—561.
  12. Венкатарман, 1956, с. 130.
  13. Воронцов, 1938, с. 262.
  14. Weast, 1979, с. 155.
  15. O’Neil, 2001, p. 370.
  16. Гайле, 2000, с. 198—200.
  17. Эфрос, 1971, с. 179—180.
  18. Эфрос, 1971, с. 188—189.
  19. Booth, 2005.
  20. Kolievskaya, Ivanyuk, 1975, с. 6—54.
  21. Roberts et al., 1954, pp. 4525—4534.
  22. Хиккинботтом, 1939, с. 443.
  23. Воронцов, 1955, с. 330—332.
  24. Вынту, 1968, с. 305—307.
  25. Лазарев, 1976, с. 264.
  26. Григорьев, 1967, с. 54.
  27. ICSC: 0028 2-CHLORO-1-NITROBENZENE (англ.). Дата обращения: 8 сентября 2017.
  28. 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. — 75th ed. — Boca Raton, Fl: CRC Press Inc., 1994—1995. — 2608 p.
  • Lide D. R. CRC Handbook of Chemistry and Physics. — 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.

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.