В. С. Орехов, Т. П. Дьячкова
Рис. 4.16. Схема выделения м-нитротолуола из смеси изомерных нитротолуолов
жүктеу/скачать 1.35 Mb. Pdf көрінісі
|
| Рис. 4.16. Схема выделения м-нитротолуола из смеси изомерных нитротолуолов
Отгонку прекращают, когда температура застывания кубового остатка достигает +40 °С. Затем кубовый остаток, содер- жащий в основном пара- и мета-изомеры (и незначительное количество орто-изомера), перегоняют без ректификационной колонны, после чего кристаллизуют в кристаллизаторах трубчатого типа сначала при 39 – 40 °С, а затем при 18 °С. При этом отделяется жидкая эвтектическая смесь. Затем температуру в кристаллизаторе повышают до 50 °С и удаляют дополнительно жидкую часть. Когда темпераура застывания стекающей жидкой части достигнет 49 °С, оставшийся в трубках чистый м- нитротолуол выплавляют, нагревая аппарат выше температуры застывания продукта. Таким образом выделяют м- нитротолуол. Маточный раствор после кристаллизации п-нитротолуола подвергают двукратной ректификации. В результате получа- ют некоторое количество о- и п-нитротолуолов и фракцию, содержащую 90 % м-нитротолуола. Эту фракцию кристаллизуют сначала при 10 – 12 °С, а затем при –5 °С. Нагревая полученный продукт до 14 °С, отделяют оставшуюся жидкость, а затем выплавляют из кристаллизатора п-нитротолуол. При нитровании технического нитротолуола, представляющего собой смесь трех изомеров, нитрующей смесью при 75 – 80 °С получают технический динитротолуол, содержащий в основном 2,4- и 2,6-динитротолуолы (75,6 и 19,7 %, соответст- венно), а также еще четыре изомера (~4,7 %) (4.23). ректификация Смесь нитротолуолов ректификация о-Нитротолуол Кубовый остаток 1) перегонка; 2) кристаллизация п-Нитротолуол Маточный раствор о- и п- Нитротолуолы м-Нитротолуол (90%-ный) кристаллизация м-Нитротолуол CH 3 NO 2 NO 2 CH 3 NO 2 O 2 N CH 3 NO 2 O 2 N CH 3 NO 2 CH 3 CH 3 NO 2 CH 3 NO 2 O 2 N CH 3 NO 2 CH 3 CH 3 NO 2 CH 3 NO 2 O 2 N NO 2 NO 2 NO 2 NO 2 Из технической смеси динитротолуолов кристаллизацией при 30 °С с последующим повышением температуры до 67 °С вы- деляют 2,4-динитротолуол (температура застывания 68–69 °С). 2,4-Динитротолуол может быть получен также нитрованием инди- видуального м-нитротолуола. Нитрование технического динитротолуола приводит к 2,4,6-тринитротолуолу (тротил, тол). Нитротолуолы используют для получения соответствующих аминотолуолов (толуидинов). n-Нитротолуол является исход- ным продуктом для получения n-нитробензойной кислоты, 4,4-динитростильбен-2,2'-дисульфо-кислоты, n-нитробензальдегида и ряда других продуктов. Динитротолуолы при последующем восстановлении нитрогруппы превращаются в толуилендиамины. 2,4- Толуилендиамин, получаемый из 2,4-динитротолуола, применяют в синтезе красителей. Восстановлением смеси 2,4-и 2,6- динитро-толуолов получают смесь толуилендиаминов, которые затем превращают в толуилендиизоцианаты, применяемые в про- изводстве полимерных материалов (поропластов). Смесь динитротолуолов, из которой получают толуилендиамины, а затем толуилендиизоцианаты, должна иметь определен- ный состав: 65 ± 2 % 2,4-изомера и 35 ± 2 % 2,6-изомера. Смесь указанного состава может быть получена при нитровании достаточно чистого о-нитротолуола. В качестве нитрующей смеси при этом используют смесь, содержащую 23 % азотной кислоты, 67 % серной кислоты и 10 % воды. Количество азотной кислоты берут с избытком, примерно 10 % от теоретически требуемого. Нитрование проводят при 80 °С, заканчивая его при 105 °С. Затем отделяют готовый продукт от отработанной кислоты, промывают его горячей водой, горячим раствором карбоната натрия и снова горячей водой. При нитровании о-, м- и n-ксилолов образуются соответственно 4-нитро-о- и -м-ксилолы, 2-нитро-n-ксилол, которые при последующем восстановлении превращаются в соответствующие аминоксилолы (ксилидины) (4.24 – 4.26). CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 NO 2 CH 3 CH 3 NH 2 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 NO 2 CH 3 CH 3 NH 2 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 NO 2 CH 3 CH 3 NH 2 При нитровании о-ксилола в более жестких условиях образуется 3,5-динитро-о-ксилол, используемый в синтезе кино- фотоматериалов. При нитровании мезитилена (1,3,5-триметилбензола) однозначно образуется нитромезитилен, восстановлением которо- го получают мезидин (2-амино-1,3,5-триметилбензол) (4.27), применяемый в производстве антрахиноновых красителей. NO 2 CH 3 H 3 C CH 3 CH 3 H 3 C CH 3 CH 3 H 3 C CH 3 NH 2 . (4.27) . (4.26) ; (4.25) ; (4.24) (4.23) |