Ի՞նչ է նիտրոբենզոլը: Սա օրգանական միացություն է, որը անուշաբույր միջուկ է և դրան կցված նիտրո խումբ: Արտաքին տեսքով, կախված ջերմաստիճանից, դրանք վառ դեղին բյուրեղներ են կամ յուղոտ հեղուկ։ Ունի նուշի բույր։ Թունավոր.
Նիտրոբենզոլի կառուցվածքային բանաձև
Նիտրո խումբը շատ ուժեղ էլեկտրոնային խտության ընդունիչ է: Հետևաբար, նիտրոբենզոլի մոլեկուլն ունի բացասական ինդուկտիվ և բացասական մեզոմերային ազդեցություն։ Նիտրո խումբը բավականին ուժեղ է ձգում անուշաբույր միջուկի էլեկտրոնային խտությունը՝ անջատելով այն։ Էլեկտրաֆիլ ռեակտիվներն այլևս այդքան ուժեղ չեն ձգվում դեպի միջուկը, և, հետևաբար, նիտրոբենզոլն այնքան էլ ակտիվորեն ներգրավված չէ նման ռեակցիաներում: Նիտրոբենզոլին ևս մեկ նիտրո խումբ ուղղակիորեն ավելացնելու համար անհրաժեշտ են շատ կոշտ պայմաններ, շատ ավելի խիստ, քան մոնոնիտրոբենզոլի սինթեզում: Նույնը վերաբերում է հալոգեններին, սուլֆո խմբերին և այլն:
Նիտրոբենզոլի կառուցվածքային բանաձևից երևում է, որ ազոտի մի կապը թթվածնի հետ մեկ է, իսկ մյուսը՝ կրկնակի։ Բայց իրականում, մեզոմերային էֆեկտի շնորհիվ, նրանք երկուսն էլ համարժեք են և ունեն նույն երկարությունը՝ 0,123 նմ։
Արդյունաբերության մեջ նիտրոբենզոլի ստացում
Նիտրոբենզոլը կարևոր միջանկյալ նյութ է բազմաթիվ նյութերի սինթեզում: Հետեւաբար, այն արտադրվում է արդյունաբերական մասշտաբով: Նիտրոբենզոլ ստանալու հիմնական միջոցը բենզոլի նիտրացումն է։ Սովորաբար դրա համար օգտագործվում է նիտրացնող խառնուրդ (խտացված ծծմբի և ազոտական թթվի խառնուրդ): Ռեակցիան իրականացվում է 45 րոպե մոտ 50 °C ջերմաստիճանում։ Նիտրոբենզոլի ելքը 98% է։ Այդ իսկ պատճառով այս մեթոդը հիմնականում կիրառվում է արդյունաբերության մեջ։ Դրա իրականացման համար կան ինչպես պարբերական, այնպես էլ շարունակական տիպի հատուկ կայանքներ։ 1995 թվականին ԱՄՆ-ում նիտրոբենզոլի արտադրությունը կազմում էր տարեկան 748,000 տոննա։
Բենզոլի նիտրացումը կարող է իրականացվել նաև ուղղակի խտացված ազոտաթթվի միջոցով, սակայն այս դեպքում արտադրանքի բերքատվությունը կլինի ավելի ցածր։
Նիտրոբենզոլի ստացում լաբորատորիայում
Նիտրոբենզոլ ստանալու ևս մեկ միջոց կա: Այստեղ որպես հումք օգտագործվում է անիլին (ամինոբենզոլ), որը օքսիդացված է պերօքսի միացություններով։ Դրա շնորհիվ ամինո խումբը փոխարինվում է նիտրո խմբով։ Բայց այս ռեակցիայի ընթացքում առաջանում են մի քանի ենթամթերք, ինչը խանգարում է արդյունաբերության մեջ այս մեթոդի արդյունավետ կիրառմանը։ Ավելին, նիտրոբենզոլը հիմնականում օգտագործվում է անիլինի սինթեզի համար, ուստի անիմաստ է անիլին օգտագործել նիտրոբենզոլի արտադրության համար։
Ֆիզիկական հատկություններ
Սենյակային ջերմաստիճանում նիտրոբենզոլը դառը նուշի հոտով անգույն յուղոտ հեղուկ է: 5,8 °C ջերմաստիճանում այնկարծրացնում է դեղին բյուրեղների: Նիտրոբենզոլը եռում է 211°C-ում, իսկ 482°C-ում ինքնաբուխ բռնկվում է։ Այս նյութը, գրեթե, ինչպես ցանկացած անուշաբույր միացություն, անլուծելի է ջրում, բայց շատ լուծելի է օրգանական միացություններում, հատկապես բենզոլում։ Կարելի է նաև գոլորշով թորել։
Էլեկտրաֆիլային փոխարինում
Նիտրոբենզոլի համար, ինչպես ցանկացած արեն, բնորոշ են միջուկում էլեկտրոֆիլ փոխարինման ռեակցիաները, թեև դրանք որոշ չափով դժվար են բենզոլի համեմատ՝ նիտրո խմբի ազդեցության պատճառով։ Այսպիսով, դինիտրոբենզոլը նիտրոբենզոլից կարելի է ստանալ հետագա նիտրացիայի միջոցով ազոտային և ծծմբական թթուների խառնուրդով բարձր ջերմաստիճանում: Ստացված արտադրանքը հիմնականում (93%) բաղկացած կլինի մետա-դինիտրոբենզոլից: Հնարավոր է նույնիսկ ուղղակի ճանապարհով ստանալ տրինիտրոբենզոլ։ Բայց դրա համար անհրաժեշտ է օգտագործել էլ ավելի խիստ պայմաններ, ինչպես նաև բորի տրիֆտորիդ։
Նույն ձևով նիտրոբենզոլը կարող է սուլֆոնացվել: Դա անելու համար օգտագործեք շատ ուժեղ ծծմբացնող նյութ՝ օլեում (ծծմբի օքսիդի VI լուծույթ ծծմբաթթվի մեջ): Ռեակցիոն խառնուրդի ջերմաստիճանը պետք է լինի առնվազն 80 °C: Մեկ այլ էլեկտրոֆիլ փոխարինման ռեակցիա ուղղակի հալոգենացումն է: Որպես կատալիզատոր օգտագործվում են ուժեղ Լյուիս թթուները (ալյումինի քլորիդ, բորի տրիֆտորիդ և այլն) և բարձր ջերմաստիճանները։
Նուկլեոֆիլային փոխարինում
Ինչպես երևում է կառուցվածքային բանաձևից, նիտրոբենզոլը կարող է արձագանքել ուժեղ էլեկտրոն-դոնոր միացությունների հետ: Սահնարավոր է նիտրո խմբի ազդեցության պատճառով: Նման ռեակցիայի օրինակ է փոխազդեցությունը ալկալային մետաղների խտացված կամ պինդ հիդրօքսիդների հետ։ Բայց այս ռեակցիան չի առաջացնում նատրիումի նիտրոբենզոլ: Նիտրոբենզոլի քիմիական բանաձևը ավելի շուտ հուշում է միջուկին հիդրօքսիլ խմբի ավելացում, այսինքն՝ նիտրոֆենոլի ձևավորում: Բայց դա տեղի է ունենում միայն բավականին ծանր պայմաններում:
Նմանատիպ ռեակցիա տեղի է ունենում մագնեզիումի օրգանական միացությունների դեպքում: Ածխաջրածնային ռադիկալը կցվում է կորիզին օրթո կամ պարա դիրքով նիտրո խմբին: Կողմնակի գործընթաց այս դեպքում նիտրո խմբի կրճատումն է ամինային խմբին: Նուկլեոֆիլային փոխարինման ռեակցիաները ավելի հեշտ են, եթե կան մի քանի նիտրո խմբեր, քանի որ դրանք ավելի ուժեղ են քաշում միջուկի էլեկտրոնային խտությունը:
Վերականգնման ռեակցիա
Ինչպես գիտեք, նիտրոմիացությունները կարող են վերածվել ամինների: Բացառություն չէ նիտրոբենզոլը, որի բանաձեւը հուշում է այս ռեակցիայի հավանականությունը։ Այն հաճախ օգտագործվում է արդյունաբերության մեջ անիլինի սինթեզի համար:
Բայց նիտրոբենզոլը կարող է շատ այլ վերականգնման միջոցներ տալ: Ամենից հաճախ ատոմային ջրածնով ռեդուկցիան օգտագործվում է դրա արձակման պահին, այսինքն՝ ռեակցիայի խառնուրդում իրականացվում է թթու-մետաղ ռեակցիա, իսկ ազատված ջրածինը փոխազդում է նիտրոբենզոլի հետ։ Սովորաբար այս փոխազդեցությունից առաջանում է անիլին։
Եթե նիտրոբենզոլը մշակվում է ցինկի փոշով ամոնիումի քլորիդի լուծույթում, ռեակցիայի արդյունքը կլինի N-ֆենիլհիդրօքսիլամինը:Այս միացությունը կարող է բավականին հեշտությամբ վերածվել անիլինի՝ ստանդարտ եղանակով, կամ օքսիդացնել նորից՝ դառնալով նիտրոբենզոլ՝ ուժեղ օքսիդացնող նյութով:
Ռեդուկցիան կարող է իրականացվել նաև գազային փուլում մոլեկուլային ջրածնով պլատինի, պալադիումի կամ նիկելի առկայության դեպքում: Այս դեպքում ստացվում է նաև անիլին, սակայն կա բենզոլային օղակի բուն կրճատման հավանականություն, որը հաճախ անցանկալի է։ Երբեմն օգտագործվում է նաև այնպիսի կատալիզատոր, ինչպիսին է Raney նիկելը: Այն ծակոտկեն նիկել է, հագեցած ջրածնով և պարունակում է 15% ալյումին։
Երբ նիտրոբենզոլը կրճատվում է կալիումի կամ նատրիումի սպիրտներով, առաջանում է ազօքսիբենզոլ: Եթե դուք օգտագործում եք ավելի ուժեղ վերականգնող նյութեր ալկալային միջավայրում, դուք ստանում եք ազոբենզոլ: Այս ռեակցիան նույնպես բավականին կարևոր է, քանի որ դրա օգնությամբ սինթեզվում են որոշ ներկանյութեր։ Ազոբենզոլը կարող է ենթարկվել հետագա նվազման ալկալային միջավայրում՝ առաջացնելով հիդրազոբենզոլ:
Սկզբում նիտրոբենզոլի վերականգնումն իրականացվել է ամոնիումի սուլֆիդով։ Այս մեթոդը առաջարկվել է 1842 թվականին Ն. Ն. Զինինի կողմից, ուստի ռեակցիան կրում է նրա անունը: Բայց այս պահին այն հազվադեպ է օգտագործվում գործնականում ցածր եկամտաբերության պատճառով:
Դիմում
Նիտրոբենզոլն ինքնին շատ հազվադեպ է օգտագործվում, միայն որպես ընտրովի լուծիչ (օրինակ՝ ցելյուլոզային եթերների համար) կամ մեղմ օքսիդացնող նյութ: Երբեմն այն ավելացվում է մետաղի փայլեցնող լուծույթներին:
Գրեթե ամբողջ արտադրված նիտրոբենզոլն օգտագործվում է այլ օգտակար նյութերի (օրինակ՝ անիլին) սինթեզի համար, որն իր հերթին.օգտագործվում է դեղերի, ներկանյութերի, պոլիմերների, պայթուցիկ նյութերի և այլն սինթեզի համար։
Վտանգ
Իր ֆիզիկական և քիմիական հատկությունների շնորհիվ նիտրոբենզոլը շատ վտանգավոր միացություն է։ Այն ունի առողջական վտանգի մակարդակ՝ չորրորդից երեքը՝ համաձայն NFPA 704-ի: Բացի ներշնչվելուց կամ լորձաթաղանթների միջոցով, այն նաև ներծծվում է մաշկի միջոցով: Նիտրոբենզոլի մեծ կոնցենտրացիայից թունավորվելիս մարդը կարող է կորցնել գիտակցությունը և մահանալ։ Ցածր կոնցենտրացիաների դեպքում թունավորման ախտանշանները ներառում են տհաճություն, գլխապտույտ, ականջների զնգոց, սրտխառնոց և փսխում: Նիտրոբենզոլով թունավորման առանձնահատկությունը վարակման բարձր մակարդակն է: Ախտանիշներն ի հայտ են գալիս շատ արագ՝ խանգարվում են ռեֆլեքսները, արյունը դառնում է մուգ շագանակագույն՝ դրանում մետեմոգլոբինի առաջացման պատճառով։ Երբեմն մաշկի վրա կարող են ցան լինել։ Ընդունման համար բավարար կոնցենտրացիան շատ ցածր է, թեև մահացու չափաբաժնի վերաբերյալ ճշգրիտ տվյալներ չկան: Մասնագիտացված գրականության մեջ հաճախ տեղեկություններ են գտնում, որ 1-2 կաթիլ նիտրոբենզոլը բավական է մարդուն սպանելու համար։
Բուժում
Նիտրոբենզոլով թունավորման դեպքում տուժածին պետք է անհապաղ հեռացնել թունավոր տարածքից և ազատել աղտոտված հագուստից։ Մարմինը լվանում են տաք օճառի ջրով, որպեսզի մաշկից հեռացնեն նիտրոբենզոլը: Յուրաքանչյուր 15 րոպեն մեկ տուժողին ներշնչում են կարբոգեն: Թեթև թունավորման դեպքում պետք է ընդունել ցիստամին, պիրիդոքսին կամ լիպոաթթու: Ավելի ծանր դեպքերում խորհուրդ է տրվում ներերակային մեթիլեն կապույտ կամ քրոմոսմոն: ժամըԲերանի միջոցով նիտրոբեզնոլով թունավորվելիս անհրաժեշտ է անհապաղ փսխում առաջացնել և ստամոքսը լվանալ տաք ջրով: Հակացուցված է ցանկացած ճարպ ընդունելը, ներառյալ կաթը։
