о- И n-НИТРОТОЛУОЛ*

Реактивы

Толуол, чистый 46 г (53 мл)

Азотная кислота (d=l,45) 52 г (36 мл) 

Серная кислота (d=l,84) 80 г (43 мл)

Поваренная соль

Лед  

Аппаратура

Колба круглодонная, трех-горлая —400 мл емк. 300—

Колба круглодонная емк. 200 мл

Колба круглодонная емк. 50 мл

Воронка капельная емк. 150 мл

Воронка делительная емк. 250 мл

Холодильник воздушный Колба перегонная емк. 150 мл

Стакан емк. 150 мл

Дефлегматор Мешалка механическая Воронка Бюхнера Колба Бунзена

В круглодонную трехгорлую колбу емкостью 300—400 мл, снабженную механической мешалкой, термометром на 360°, доходящим почти до дна колбы, и капельной воронкой емкостью 150 мл, помещают 46 г (0,5 моля) чистого толуола. Прибор устанавливают под тягой. Нитрующую смесь приготовляют в другой круглодонной колбе емкостью 200 мл.

В колбу вносят 52 г азотной кислоты (d—l,45) и к ней постепенно, порциями, при сильном перемешивании и охлаждении холодной водой, приливают 80 г концентрированной серной кислоты (примечание 1).

Нитрующую смесь помещают в капельную воронку и по каплям, при энергичном перемешивании, приливают к толуолу. "Скорость прили-вания смеси следует отрегулировать таким образом, чтобы температура реакционной смеси не превышала 60°, причем в случае необходимости колбу охлаждают холодной водой (примечание 2). После прибавления всего количества нитрующей смеси реакционную массу нагревают 30 минут на водяной бане при температуре 60°, переносят в делительную воронку, спускают нижний кислотный слой, а верхний слой несколько раз промывают водой, хорошо встряхивая воронку. После тщательного отделения водного слоя от масляного последний сушат над несколькими кусочками гранулированного хлористого кальция (до тех пор, пока масло не станет прозрачным) и перегоняют из перегонной колбы емкостью-150 мл, нагревая ее на сетке до температуры 150° (примечание 3). Остаток после перегонки переносят в стакан емкостью 150 мл и охлаждают в течение 8 часов смесью (2:1) льда с солью. Выделившиеся кристаллы n-нитротолуола быстро отфильтровывают на воронке Бюхнера и перегоняют из маленькой перегонной колбы с дефлегматором и воздушным холодильником, собирая фракцию с т. кип. 232—238°. Масляный слой перегоняют* в том же приборе и отбирают фракцию, кипящую при 216— 222°; она состоит главным образом из о-нитротолуола. Подвергая полученные продукты повторной перегонке, получают почти чистые о- и n-нитротолуолы (примечание 4).

Выход смесей изомеров нитротолуола—около 62—65 г (90—95% от теоретического).

о-Нитротолуол—жидкость желтого цвета, с т. кип. 222,3°, кристаллизующаяся в двух аллотропных формах в виде прозрачных игл с т. пл. —10,6° и в виде непрозрачных пучков игольчатых кристаллов с т. пл. —4,1°. о-Нитротолуол растворяется в спирте и эфире в любом отношении; «-Нитротолуол образует бесцветные иглы с т. кип-. 238° и т. пл. 57°. Хорошо растворим в спирте и эфире.

Примечания

1. Толуол нитруется очень легко, причем согласно правилу замещения образуется главным образом смесь о- и л-нитротолуола. Соотношение количества изомеров о-: п-: м- составляет 61—62% : 33% : 4%.

2. Во время нитрования толуола следует тщательно соблюдать описываемые условия, для того чтобы избежать образования побочных продуктов полинитропроизводных или продуктов окисления метальной группы.

3. Это делается для того, чтобы отогнать не вошедший в реакцию толуол, который остается в результате нитрования при низкой температуре или при недостаточной концентрации азотной кислоты.

4. Тщательное разделение о- и n-изомеров довольно трудно. Лучше всего это достигается фракционной перегонкой в вакууме (первым отгоняется о-нитротолуол) с последующей кристаллизацией. Чистый о-ни-тротолуол (со следами m-изомера) можно также выделить из смеси, восстанавливая ее при комнатной температуре щелочным восстановителем (например, сульфидом натрия). В этих условиях только n-нитротолуол восстанавливается в n-толуидин, который легко отделить благодаря его основным свойствам.

* Проверил J. Ciechanowski.

www.pirotek.info - пиротехника и взрывчатка, взрывы и детонация

Интересные факты жизни известных людей