Нитробензол.

Нитробензол - C6H5NO2 - слегка желтоватая маслянистая жидкость с запахом горького миндаля, почти нерастворимая в воде и растворимая большинстве органических растворителей. Молекулярная масса 123,1; температура плавления 5,7град.С, кипения 210,9град.С, плотность 1,205г/куб.см. Нитробензол - сильный яд, действующий на кровь, внутренние органы, ЦНС; опасно как вдыхание паров, так и попадание на кожу.

Жидкий нитробензол не обладает взрывчатыми свойствами, и используется либо при синтезе динитробензола, либо как компонент смесевых ВВ - в частности, панкластита - раствора нитробензола в сжиженом диоксиде азота (тетраоксиде азота, N2O4). В области соотношения компонент, соответствующей нулевому кислородному балансу (70весовых% N2O4), работоспособность нитробензольного панкластита имеет острый максимум и достигает 505куб.см, превышая таковую для нитроглицерина (т.е. панкластит относится к самым мощным ВВ). Однако из-за относительно низкой плотности (1,36г/куб.см) бризантность нитробензольного панкластита не очень высока.

По Штетбахеру при получении нитробензола к 100кг бензола медленно приливали (поддерживая температуру 25-30град.С) смесь 120кг азотной кислоты (плотностью 1,40г/куб.см) и 180кг серной кислоты (плотностью 1,84г/куб.см); после добавления кислот смеси дают разогреться до 50град.С, далее смесь разделяют, нитробензол промывают и нейтрализуют; остатки бензола отгоняют с водяным паром.

Приведенный ниже способ синтеза изложен по учебному пособию "Практикум по органическому синтезу" (ред. Т.В. Ветроградова).

Необходимые реактивы: бензол 9мл, серная кислота (плотностью 1,84г/куб.см) 12,5мл, азотная кислота (плотностью 1,41г/куб.см) 10мл, гидроксид натрия, прокаленный хлорид кальция.

Оборудование: колба 100мл с воздушным холодильником и стеклянной (фторопластовой) мешалкой, обогреватель, термометр, коническая колбочка 50мл, делительная воронка; мерные цилиндры.

Этапы синтеза:

1) В колбу 100мл с обратным холодильником вносят 12,5мл серной кислоты и при взбалтывании постепенно прибавляют 10мл азотной кислоты; охлаждают смесь до комнатной температуры;

2) К смеси постепенно при интенсивном размешивании (образование эмульсии) приливают 9мл бензола; при приливании температуру поддерживают в пределах 25-50град.С (изменяя скорость приливания и/или охлаждая колбу холодной водой); далее колбу выдерживают 45мин на водяной бане при 60град.С; внимание ! пары и бензола, и нитробензола весьма токсичны (тяга !);

3) Колбу охлаждают холодной водой, переливают в делительную воронку и сливают нижний (кислотный) слой;

4) Нитробензол промывают водой, разбавленным раствором NaOH и снова водой;

5) Нитробензол сливают в сухую коническую колбочку 50мл, добавляют прокаленный CaCl2, закрывают обратным холодильником и греют на водяной бане до полной прозрачности жидкости;

6) Если образуется слой водного раствора, его отделяют и снова повторяют этап 4);

7) При необходимости получения нитробензола без примеси DNB сухой нитробензол перегоняют в перегонном кубе с воздушным холодильником, собирая фракцию, кипящую при 207-211град.С (не перегонять досуха - во избежание взрыва DNB !); выход нитробензола около 11г;

Если нитробензол предполагается использовать для синтеза DNB, при изготовлении нитробензольного панкластита или в виде раствора в высококонцентрированной азотной кислоте, то этапы 4)-7) (очистку и нейтрализацию) можно исключить.

C6H6 + HNO3 = H2O + C6H5NO2

К 150 гр. крепкой серной кислоты добавляется  100 гр. азотной кислоты.  При комнатной температуре добавить 50 гр. бензола. После нитрования нитробензол будет на поверхности. Удобно на делительной воронке отделить нижний слой (кислоты) от продукта. Потом нитробензол встряхивают с водой. Здесь он будет нижним слоем. Помещают нитробензол в колбу с хлористым кальцием и нагревают на водяной бане, пока жидкость не станет ямной. Затем  продукт очищаем перегонкой. Выход - 60-70 гр

Источник: А. А. Солонина "Лабораторное приготовление вв"

Вернуться на www.pirotek.info - пиротехника и взрывчатые вещества, взрывы и салюты