Увага! Роботу проводять в витяжній шафі!

В круглодонній колбі ємністю 100 мл змішують 8,3 мл нітробензену і 25 мл конц. сульфатної кислоти. В реакційну суміш занурюють термометр і нагрівають до 80-90°С. Невеликими порціями додають 12,5 г дрібно розтертого натрій нітрату, слідкуючи за тим, щоб температура не піднімалася вище 130°С. Натрію нітрат розчиняється, сульфатна кислота стає каламутною. м-Динітробензен, що утворюється, спливає у вигляді маслянистого шару. Нагрівання продовжують 30 хв до повного розчинення осаду. Потім вміст колби охолоджують до 70°С і при енергійному перемішуванні виливають в склянку з 120 г товченого льоду. м‑Динітробензен виділяється у вигляді жовтої аморфної маси. Водно-кислотний шар зливають з осаду. До осаду додають 50 мл води і нагрівають до кипіння при перемішуванні скляною паличкою. м-Динітробензен при цьому плавиться. Воду зливають, приливають ще 50 мл води і додають натрію карбонат до різко лужної реакції. Охолодивши розчин, зливають воду через фільтр, а залишок на дні склянки у вигляді твердого коржа (м-динітробензен) ще два рази плавлять в гарячій воді (по 50 мл). Охолоджений водний шар зливають через той же фільтр. Кристали на фільтрі промивають холодною водою, віджимають на фільтру­валь­ному папері й об’єднують з основною масою м-динітробензену, який виймають із склянки і віджимають між листами фільтрувального паперу. Очищують м-динітробензен перекристалізацією з етанолу.

Практичний вихід: 11 г (80 % від теоретичного). Т.пл. 84-86 °С; т.кип. 297°С.

Контрольні запитання

1. Які процеси будуть йти при нітруванні нітробензену при більш високих температурах ніж 130^оС? Наведіть рівняння відповідних реакцій.

2. Чому нітробензен нітрують при 130^оС,а бензен – при 50-60^оС?

3. Чому при нітруванні бензену використовують концентровану нітратну кислоту, а при нітруванні нітробензену – нітрат натрію? Яку роль в цих реакціях виконує сульфатна кислота?

4. Чому в результаті нітрування нітробензену утворюється переважно м-динітро­бензен, а не о- чи п-динітробензен? Чи можна очікувати утворення тринітробензену?

5. Опишіть процес перекристалізації м-динітробензену з етанолу. В якому випадку він потрібний, для чого?

2.4.4 Орто- і пара-Нітрофенол [10, с.119]

Фенол	28,2 г
Розведена нітратна кислота (20%-ний розчин, =1,11)	185 мл
Натрію гідроксид, активоване вугілля, хлоридна кислота

До фенолу додають 5 мл води, нагрівають до плавлення і суміш поступово при перемішуванні вносять в нітратну кислоту. Колбу з нітратною кислотою охолоджують водою, слідкуючи за тем, щоб температура реакційної суміші весь час була нижчою за 20°С. Суміш, забарвлену в темний колір, залишають стояти на декілька годин в холодній воді, періодично збовтуючи. По закін­ченні реакції ретельно зливають кислоту, маслянисту частково осмолену масу промивають декілька разів водою і піддають її перегонці з водяною парою (рис. 2.8 та рис. 1.16, стор. 26). В приймач переходить о‑нітрофенол у вигляді жовтого масла, що швидко кристалізується. Якщо він почне кристалізуватися в холодильнику, то на деякий час припиняють подачу води в нього; гарячий конденсат розтоплює кристали о‑нітрофенолу и він переходить в приймач. Осад о‑нітрофенолу відфільтровують на лійці Бюхнера, віджимають між листами фільтрувального паперу і сушать на повітрі.

Вихід ~9 г. Т.пл. чистого о‑нітрофенолу 45°С. Якщо отриманий продукт плавиться при більш низькій температурі, його перекристалізовують із метанолу.

Д

Рис.2.8 Прилад для перегонки з водяною парою

ля виділення п‑нітрофенолу зали­шок реакційної маси в колбі кип’ятять з 170 мл 10%-вого розчину натрію гід­роксиду і невеликою кількістю акти­вованого вугілля і фільтрують га­рячим. Гарячий темний фільтрат упарюють до тих пір, поки крапля розчину по охо­лод­жен­ні не буде застигати. Розчин охо­лоджують, осад п‑нітрофеноляту нат­рію від­фільтро­ву­ють, промивають де­кіль­ка разів невеликими порціями 10%-вого розчину натрію гідроксиду і добре віджимають на фільтрі. Отриману сіль переносять в склянку і при нагріванні розкладають 10 %-вою хлоридною кислотою. Утворений п‑нітрофенол по охолодженню застигає. Водний розчин зливають і перекристалізовують п‑нітрофенол із гарячої 1-2%-вої хлоридної кислоти. Після охолодження розчину п‑нітрофенол виділяється у вигляді довгих безбарвних голок.

Вихід 3,5 - 4 г. Т.пл. 114°С.