Выход бромистого бутила 23 г
G Техника безопасности:особую осторожность следует проявлять при смешении компонентов в реакционной колбе. Недопустим перегрев вследствие недостаточного охлаждения или слишком быстрого смешения. В этом случае возможно вскипание смеси, выделение ядовитых паров брома и даже выброс содержимого колбы наружу. Кислоту добавлять в реакционную колбу только небольшими порциями, каждый раз перемешивая содержимое осторожным покачиванием штатива. Эту операцию проводить обязательно в защитных очках или маске.
Нитрование.
Реакция нитрования. Нитрующие агенты. Строение нитрогруппы. Нитрование алифатических углеводородов, циклопарафинов и гомологов бензола в боковую цепь. Жидкофазное (по Коновалову) и парофазное нитрование. Условия и механизм реакций. Процессы, сопутствующие нитрованию. Получение алифатических и жирно-ароматических нитросоединений из соответствующих галогенпроизводных углеводородов.
Нитрование ароматических углеводородов. Нитрование бензола. Условия проведения реакции. Нитрующая смесь. Механизм реакции. Нитрование нафталина. Направленность и условия реакции.
Нитрогруппа как заместитель бензольного кольца. Влияние нитрогруппы на протекание реакций электрофильного и нуклеофильного замещения в ароматических углеводородах.
Синтез 1-нитронафталина
Уравнения основных реакций:
Побочные реакции:
Реактивы
Основные.
| Нафталин | 16,7 г |
| Азотная кислота | 11,3 см3 |
| Серная кислота | 14,3 см3 |
Вспомогательные.
| Дистиллированная вода | 300 см3 |
| Этиловый спирт | 50 см3 |
Посуда и приборы
| Стаканы химические (200 и 500 см3) | 3 шт. |
| Термометр | 1 шт. |
| Установка для вакуум-фильтрования | 1 шт. |
| Электроплитка | 1 шт. |
| Водяная баня | 1 шт. |
| Стеклянная палочка для перемешивания | 1 шт. |
| Круглодонная колба | 1 шт. |
| Холодильник обратный | 1 шт. |
Выполнение синтеза
В стакан емкостью 200 см3, помещенный в водяную баню с холодной водой, снабженный термометром, доходящим до дна стакана, помещают 11,3 см3 азотной кислоты и при охлаждении и перемешивании осторожно добавляют 14,3 см3 серной кислоты. Затем к смеси кислот небольшими порциями, при перемешивании прибавляют 16,7 г тонко растертого нафталина. Добавление последнего ведут с такой скоростью, чтобы температура реакционной массы не превышала 50°С, в случае необходимости стакан охлаждают проточной водой.
Так как нафталин нитруется при температуре, лежащей ниже температуры его плавления, перед реакцией необходимо тщательно растереть его; в противном случае выход продукта окажется пониженным. При несоблюдении температурного режима наряду с 1-нитронафталином могут получаться в значительном количестве 1,5- и 1,8-нитронафталины.
После добавления всего количества нафталина реакционную массу выдерживают в водяной бане в течение 1 часа при 60°С, постоянно перемешивая содержимое стакана, при этом выделяются ядовитые окислы азота (см. примечание). Затем реакционную массу выливают в стакан на 500 см3 , содержащий 200 см3 холодной воды, при этом 1-нитронафталин застывает в виде лепешки, плавающей на поверхности раствора.
Водно-кислотный слой сливают, а сырой 1-нитронафталин кипятят несколько раз по 15 минут в стакане с 100 см3 воды. После каждого кипячения воду сливают. Продукт кипятят до тех пор, пока жидкость не перестанет показывать кислую реакцию. Расплавленный 1-нитронафталин при энергичном перемешивании выливают тонкой струей в стакан с 200 см3 холодной воды, в которой он застывает в виде красноватых шариков.
Осадок отфильтровывают на установке для вакуум-фильтрования (Приложение В, рис. 4), отжимают между листами фильтровальной бумаги и сушат на воздухе.
Для получения чистого продукта его перекристаллизовывают из разбавленного спирта. Перекристаллизацию ведут следующим образом. Растворяют
1-нитронафталин в небольшом количестве кипящего спирта в колбе с обратным холодильником (Приложение В, рис. 3). Затем осторожно, при перемешивании, по каплям добавляют горячую воду до тех пор, пока не появится слабое помутнение. Снова вносят несколько капель горячего спирта до исчезновения мути и охлаждают раствор. Выпавшие чистые кристаллы 1-нитронафталина отфильтровывают на установке для вакуум-фильтрования и сушат между листами фильтровальной бумаги.