Получение м-нитробензойной кислоты из толуола

Дипломная работа - Химия

Другие дипломы по предмету Химия




Федеральное агентство по образованию

Волжский политехнический институт (филиал)

Волгоградского государственного технического университета

Кафедра химии и общей химической технологии

Курсовая работа

по органической химии

Тема: Получение м-нитробензойной кислоты из толуола

2005 г.

Введение

М-нитробензойная кислота

- COOH

NO2

представляет собой моноклинные листочки из воды. Нитробензойная кислота более сильная кислота чем бензойная Восстановление нитробензойной кислоты приводит к аминобензойным кислотам. Нитробензойную кислоту получают нитрованием бензойной кислоты нитратом калия в концентрированной серной кислоте при нагревании, причем образуются 3 изомера (22,3% -орто; 46,5% - мето; 1,2 % - паро-изомера).

М-нитробензойная кислота нашла широкое применение в осаждении и разделении таких элементов как цезий, цирконий, ртуть, гафний. Также для микрокристаллоскопического обнаружения алкалоидов м-нитробензойная кислота - бактерицид, обладает также бактериостатическим действием (задерживает рост бактерий). Нашла она также применение в получении м-аминобензойной кислоты восстановлением, которая используется при производстве азокрасителей.

1. Литературный обзор

.1 Способы получения

способ

Проходит в две стадии: первая - окисление толуола, который окисляется в бензойную кислоту; вторая - нитрование бензойной кислоты. Так как группа СООН является мето-ориентантом то группа NO3 идет в мето-положение:

[O] + HNO3

- CH3 - COOH - COOH

/

NO2

Реакция нитрования идет в присутствии концентрированной серной кислоты.

способ

Взаимодействие хлорбензойной кислоты с нитратом серебра

AgNO3

- CH3 - COOH + AgCl

/

NO2

1.2 Химические свойства

.2.1 Бензойная кислота

Бензойная кислота дает все основные реакции карбоновых кислот.

Кислотный характер карбоновых кислот ярко выражен. Это объясняется взаимным влиянием атомов в карбоксильной группе: электронная плотность смещена в сторону наиболее электроноакцепторного атома - кислорода:

d -

// О

- С d+

\ О - Н

Это ослабляет связь между кислородом и водородом и облегчает отделение иона водорода и облегчает отделение иона водорода, т.е. диссоциацию кислоты:

R - COOH R - COO - + H +

С участием карбоксильной группы кислоты образуют ряд производных: соли, галогенангедриды, сложные эфиры, амиды, нитрилы и т.д.

.2.1.1 Образование солей

Обладая кислым характером, бензойная кислота образует соли при действии активного металла, основного оксида, основания или соли слабых кислот, аммиака или аминов:

- COOH + Mg - COO - Mg + H2

2

- COOH + CaO - COO - Ca + H2O

2

- COOH + NaOH - CO - ONa + H2O

- COOH + NaHCO3 - CO - ONa + H2O + CO2

1.2.1.2 Восстановление

При действии восстановителей в присутствии катализаторов бензойная кислота восстанавливается до спиртов:

LiAlH4

- COOH - CH2OH

.2.1.3 Реакция этерификации

Со спиртом бензойная кислота дает сложный эфир:

H +

- COOH + C2H5OH - CO - OC2H5 + H2O

Если заместителей в орто-положении нет, то этерификация карбоксильной группы происходит так же легко, как в случае алифатических кислот. Если одно из орто-положений замещено, скорость этерификации сильно уменьшается, а если оба орто-положения заняты, этерификация обычно не идет.

.2.1.4 Действие галогенирующих агентов

Хлорангидрид бензойной кислоты получают действием хлорида фосфора (V) на кислоту:

- COOH + PCl5 - CO - Cl + POCl3 + HCl

Хлорангидрид может быть получен также действием на бензойную кислоту хлористого тионила:

- COOH + SOCl2 - CO - Cl + SO2 + HCl

1.2.1.5 Образование ангидридов

Ангидрид бензойной кислоты получаются действием водоотнимаюших средств:

2 - COOH + P2O5 - CO - O + 2HPO3

2

1.2.1.6 Образование амидов

Реакция бензойной кислоты с аммиаком приводит к образованию амидов:

- COOH + NH3 - CO - NH2 + HCl

1.2.1.7 Реакция электрофильного замещения

Так как карбоксильная группа является ориентантом второго рода, электрофильное замещение у бензойной кислоты проходит в мета-положение и весьма трудно:

t0

- COOH + HNO3 - COOH + H2O

/

NO2

.2.2 М-нитробензойная кислота

Так к