نترتة التولوين: رد الفعل المعادلة

دعونا نتحدث عن كيفية نترتة التولوين. أعد بالمثل عن طريق تفاعل عدد كبير من المنتجات شبه الجاهزة المستخدمة في تصنيع المتفجرات والمواد الصيدلانية.

أهمية نترتة

تتوفر في الصناعات الكيميائية الحديثة مشتقات البنزين كمركبات نيترو العطرية. نترات البنزين في الأنيلين هو منتج وسيط، والعطور، وإنتاج الأدوية. وهو مذيب ممتاز لكثير من المركبات العضوية، بما في ذلك السليلوز والنتريت لتشكيل كتلة هلامية معه. في مجال الصناعة النفطية انها تستخدم لتنقية لزيوت التشحيم. عندما نترتة التولوين هو مستعد بنزيدين، الأنيلين، وحمض أمينوساليسيليك، phenylenediamine.

خصائص نترتة

تتميز نترتة مجموعة NO2 مدخل إلى جزيء من المركبات العضوية. اعتمادا على المواد الاساسية، عائدات هذه العملية عن طريق أليفة النواة، وآلية جذرية، بالإلكترونات. الجسيمات النشطة بمثابة الكاتيونات nitronium وأيونات والمتطرفين NO2. يشير رد فعل التولوين نترتة إلى استبدال. بالنسبة للمواد عضوية أخرى قد تبديل نترتة، وإضافة الروابط الثنائية.

ويتم نترتة التولوين في جزيء من الهيدروكربونات العطرية خارج باستخدام حامض النترتة (الكبريتيك والنيتريك الأحماض). المحفز يسلك خصائص حامض الكبريتيك بمثابة تعني عملية vodotnimayuschego.

معادلة عملية

نترتة التولوين تتضمن استبدال ذرة الهيدروجين نيترو. كيف مخطط العملية الجارية؟

من أجل وصف نترتة التولوين، المعادلة رد فعل يمكن أن تكون ممثلة على النحو التالي:

ARH + HONO2 + = سورة NO2 + H2 O

انها تسمح لك أن يحكم فقط على المسار العام للتفاعل، ولكن لا تكشف عن ملامح هذه العملية. في الواقع هناك رد فعل بين الهيدروكربونات العطرية والمنتجات من حمض النتريك.

وبالنظر إلى أن المنتج يحتوي على جزيء الماء، فإنه يقلل من تركيز حامض النيتريك، نترتة التولوين وبالتالي يؤدي إلى إبطاء. من أجل تجنب هذه المشكلة، يتم تنفيذ عملية الخروج في درجات حرارة منخفضة باستخدام حمض النيتريك في المبلغ الزائد.

إضافة حمض الكبريتيك كما التجفيف وكلاء المستخدمة ، أنهيدريد الخليك، حامض polyphosphoric، فلوريد البورون. أنها تمكن snizat استهلاك حمض النيتريك، وزيادة كفاءة التفاعل.

الفروق الدقيقة في عملية

وقد وصفت نترتة التولوين في أواخر القرن التاسع عشر V. Markovnikov. وكان قادرا على إثبات وجود صلة بين وجود في خليط التفاعل يتركز حامض الكبريتيك ومعدل تدفق العملية. في إنتاج حامض النيتريك نترو تولوين اللامائية الحديثة المستخدمة، التي اتخذت في فائض طفيف.

وعلاوة على ذلك، sulfonation ونترتة التولوين ينطوي على استخدام متاح عنصر الفلوريد التجفيف البورون. إدخالها في عملية رد فعل يمكن أن تقلل من تكلفة المنتج التي تم الحصول عليها، الأمر الذي يجعل المتاحة نترتة التولوين. كانت معادلة العملية التي تتدفق بشكل عام على النحو التالي:

ARH + HNO3 + BF3 = سورة NO2 + BF3 · H2 O

بعد الانتهاء من إدخال الماء رد فعل، حيث أن الهيدرات البورون أشكال فلوريد ثنائي الهيدرات. تمت إزالته في الخلاء، ثم يضاف فلوريد الكالسيوم، والعودة إلى النموذج المركب الأصلي.

خصوصية نترتة

هناك بعض الميزات العملية المرتبطة اختيار الكواشف، الركيزة باستخدام تفاعل. النظر في بعض من أكثر الخيارات المتاحة لهم:

• حامض النيتريك 60-65 في المئة في خليط من حمض الكبريتيك 96 في المئة.
• مزيج من حمض النيتريك 98٪ وحمض الكبريتيك المركز للتفاعل المواد العضوية قليلا.
• نترات البوتاسيوم أو الأمونيوم مع حمض الكبريتيك المركز - هو خيار ممتاز لإنتاج البوليمر من المركبات نيترو.

حركية نترتة

الهيدروكربونات العطرية، و التفاعل مع خليط من الكبريت والأحماض النيتريك، نيترو ionically. V. Markovnikov قادرة على تميز خصوصية التفاعل. تستغرق العملية في عدة مراحل. يتم تشكيل حمض Nitrosernaya الأول الذي يخضع التفكك في محلول مائي. وكان رد فعل أيونات Nitronium مع التولوين لتشكيل باعتباره نترو تولوين المنتج. عندما تضاف إلى خليط من جزيئات الماء يحدث أثناء التباطؤ.

في المذيبات العضوية مع الطبيعة - النيتروميثان، أسيتونيتريل، صولفولين - يسمح بتشكيل الموجبة زيادة معدل نترتة.

كاتيون nitronium الناتجة تعلق على نواة العطرية التولوين، وبالتالي شكلت المتوسط. وعلاوة على ذلك هناك فجوة بروتون، مما أدى إلى نترو تولوين تشكيل.

للحصول على وصف مفصل للعملية الجارية يمكن أن نعتبر تشكيل "سيغما" و "بي" معقدة. التعليم "سيجما" للمجمع هو خطوة تحد من معدل التفاعل. معدل التفاعل يرتبط مباشرة إلى سرعة مرفق nitronium الموجبة لذرة الكربون في نواة المركبات العطرية. ويتم تقسيم بروتون الخروج من التولوين خارج على الفور تقريبا.

فقط في بعض الحالات، قد يكون هناك بعض المشاكل مع استبدال المرتبطة مع وجود تأثير حركة النظائر أساسية وهامة. ويرجع ذلك إلى تسريع عملية العودة في ظل وجود معوقات أنواع مختلفة هذا.

عند اختيار محفز وعامل ماء أو الرطوبة مع عملية حامض الكبريتيك المركز هناك تحول المتوازن للنحو تشكيل منتجات التفاعل.

استنتاج

شكلت في نترتة نترو تولوين التولوين، الذي هو نتاج قيما لصناعة الكيماويات. هذا هو الجوهر هو مركب ناسفة، لذلك الطلب في عمليات التفجير. ومن بين المشاكل البيئية المرتبطة تصنيع الصناعي، لاحظ استخدام كمية كبيرة من حمض الكبريتيك المركز.

للتعامل مع هذه المشكلة، الكيميائيين يبحثون عن سبل للحد من النفايات حمض الكبريتيك تم الحصول عليها بعد عملية نترتة. على سبيل المثال، يتم تنفيذ عملية الخروج في درجات حرارة منخفضة، والوسيلة المستخدمة هي regenerable بسهولة. حامض الكبريتيك له خصائص مؤكسدة قوية، مما يؤثر سلبا على تآكل المعادن يزداد خطر على الكائنات الحية. في الامتثال لجميع معايير السلامة الممكنة للتعامل مع هذه المشاكل، الحصول على جودة عالية من المركبات نيترو.