Методика синтеза

В трехгорлую колбу, снабженную обратным холодильником, термометром и мешалкой (см. рис. 11) помещают 185 мл азотной кислоты ( = 1,11 г/см³) и при сильном охлаждении на ледяной бане и энергичном перемешивании прибавляют к ней небольшими порциями из капельной воронки раствор 28,2 г фенола в минимальном количестве дистиллированной воды (или уксусной кислоты, или спирта). Раствор готовят следующим образом: к предварительно взвешенному в стакане (100 мл) количеству фенола небольшими порциями при постоянном перемешивании прибавляют дистиллированную воду (или уксусную кислоту, или спирт) до полного его растворения.

Внимание! Во время прикапывания раствора фенола температура реакционной смеси в реакционной колбе не должна превышать 15С во избежание образования ди- и тринитрофенолов, а также побочных продуктов окисления, снижающих выход основного продукта.

После введения всего количества фенола темноокрашенную смесь выдерживают 2 часа в ледяной воде, все время перемешивая содержимое колбы. Затем смесь выливают в двойной объем дистиллированной воды, используя коническую колбу Эрленмейера объемом 1 л, и выдерживают ее до тех пор, пока маслообразный (частично осмолившийся) продукт реакции не отделится от водного слоя и не осядет на дно колбы. Водный слой сливают методом декантации, а темный маслообразный слой промывают 2–3 раза водой для удаления следов азотной кислоты, используя прибор, представленный на рис. 12.

Для выделения о-нитрофенола маслянистую жидкость перегоняют с водяным паром (см. рис. 13), при этом о-нитрофенол отгоняется в виде желтого, быстро кристаллизующегося продукта, который начинает кристаллизоваться в холодильнике. Во избежание этого следует уменьшить подачу воды в холодильник. Перегонку считают оконченной, если из пробы нескольких миллилитров бесцветного дистиллята (проба на часовом стекле) при охлаждении не выделяется желтый кристаллический осадок.

Выделившиеся кристаллы отфильтровывают на воронке Бюхнера (см. рис. 14), сушат на воздухе.

Внимание! о-Нитрофенол нельзя сушить в сушильном шкафу ввиду его большой летучести.

Выход о-нитрофенола – 12 г.

Выделение и очистка п-нитрофенола

Остаток после отделения о-нитрофенола (после перегонки с паром) охлаждают до комнатной температуры, затем помещают в баню со льдом. Выделившиеся кристаллы п-нитрофенола отфильтровывают на воронке Бюхнера (см. рис. 14). Сырой продукт перекристаллизовывают из раствора 2%-ной соляной кислоты кипячением с активированным углем в течение 10–15 мин и последующим фильтрованием через воронку горячего фильтрования. Фильтрат оставляют на 24 часа, после чего выделившиеся бесцветные кристаллы п-нитрофенола отфильтровывают на воронке Бюхнера и сушат между листами фильтровальной бумаги. Упаривание фильтрата в фарфоровой чашке может дать еще небольшое количество п-нитрофенола.

Выход п-нитрофенола – 8 г.

Физические свойства

о-Нитрофенол – желтое кристаллическое вещество с острым ароматическим запахом; мало растворим в холодной воде; хорошо растворим в горячей воде, спирте, эфире:

Молярная масса 139,11; Т_пл = 45С; Т_кип = 217С; = 1,2712. Соли о-нитрофенола имеют оранжево-красную окраску.

п-Нитрофенол – бесцветные кристаллы, без запаха; хорошо растворим в горячей воде, спирте и эфире:

Т_пл = 114С; Т_кип = 279С (с разложением); = 1,480. Соли п-нитрофенола имеют желтую окраску.

Нитрофенолы применяются в производстве сернистых красителей, взрывчатых веществ, инсектицидов и гербицидов. п-Нитрофенол применяется также в качестве индикатора при колориметрическом определении рН.