Перегляд вихідного коду сторінки Ксилени

{| align=right
|-
| [[Файл:Ortho-Xylol - ortho-xylene 2.svg|100px]] || [[Файл:Meta-Xylol - meta-xylene 2.svg|100px]] || [[Файл:Para-Xylol - para-xylene 2.svg|50px]]
|-
| ''о''-ксилен || ''м''-ксилен || ''п''-ксилен
|}

'''Ксиле́ни, ксило́ли''' (від {{lang-el|ξύλον}}, {{lang-el2|xylon}}&nbsp;— деревина)&nbsp;— [[органічні сполуки]] ряду [[Ароматичні сполуки|аренів]], [[ізомери]] складу C<sub>6</sub>H<sub>4</sub>(CH<sub>3</sub>)<sub>2</sub>. Залежно від взаємного розташування [[метильна група|метильних груп]] у [[бензен]]овому ядрі розрізняють: [[о-Ксилен|''орто''-ксилен]] (1,2-диметилбензен), [[мета-Ксилен|''мета''-ксилен]] (1,3-диметилбензен) і [[пара-Ксилен|''пара''-ксилен]] (1,4-диметилбензен).

== Історія ==
Ксилени вперше були виділені 1850 року французьким хіміком [[Огюст Андре Тома Каур|Огюстом Кауром]] з неочищеного [[деревний спирт|деревного спирту]]. В 1855 році їх отримали з [[кам'яновугільна смола|кам'яновугільної смоли]] німецький біохімік [[Карл Генріх Ріттхаузен]] і британський хімік [[Артур Герберт Черч]].

У проміжку з 1865 по 1869 роки [[Вільгельм Рудольф Фіттіг|Фіттіг]] та Ернст з'ясували, що виділена зі смоли речовина «ксилен» не є однією сполукою. Для перевірки цієї теорії вони синтезували ксилен з [[толуен]]у, назвавши його ''метилтолуен'' (пізніше стало відомо, що ним є [[пара-Ксилен|''пара''-ксилен]]). Після порівняння властивостей отриманого «метилтолуену» та «ксилену» дослідники дійшли до висновку, що присутні сполуки мають різні положення метильної групи.

У 1865 році Фіттіг розробив метод синтезу ксилену, що полягав у [[перегонка|перегонці]] кальцієвої солі 2,4,6-триметилбензойної (мезитойної) кислоти. І хоча отримана сполука виявляла властивості, подібні до раніше отриманих «ксилену» та «метилтолуену», вона не була ідентичною до них. Її назвали ''ізоксилен'' ([[мета-Ксилен|''мета''-ксилен]]). В ході подальших досліджень Фіттіг ідентифікував третій ізомер&nbsp;— [[орто-Ксилен|''орто''-ксилен]], що був виділений з кам'яновугільної смоли Оскаром Якобсоном у 1877 році.

== Поширення у природі ==
{{розширити|дата=березень 2016}}
Основним джерелом ксиленів у природі є [[нафта]]. Також для їхнього добування застосовується [[вугілля]].

== Фізичні властивості ==
{| class="wikitable"
|-
!  !! [[о-Ксилен|''орто''-Ксилен]] !! [[мета-Ксилен|''мета''-Ксилен]] !! [[пара-Ксилен|''пара''-Ксилен]]
|-
| Зовнішній вигляд 
| colspan=3 align = center | безбарвна рідина
|-
| [[Густина]], г/см³ || 0,8760 || 0,8599 || 0,8567
|-
| [[Температура плавлення]],&nbsp;°C || -25,2 || -47,8 || 13,25
|-
| [[Температура кипіння]],&nbsp;°C || 144,4 || 139,1 || 138,4
|-
| Розчинність у воді, г/л || 0,171 || 0,161 || 0,181
|-
| [[В'язкість]], мПа·с || 1,084 (0&nbsp;°C)<br/>0,760 (25&nbsp;°C)<br/>0,561 (50&nbsp;°C) || 0,795 (0&nbsp;°C)<br/>0,581 (25&nbsp;°C)<br/>0,445 (50&nbsp;°C) || 0,603 (25&nbsp;°C)<br/>0,457 (50&nbsp;°C)<br/>0,359 (75&nbsp;°C)
|-
| [[Показник заломлення]] || 1,5054 || 1,4971 || 1,4958
|-
| [[Діелектрична проникність]] || 2,562 || 2,359 || 2,2735
|-
| [[Температура спалаху]],&nbsp;°C || 32 || 27 || 27 
|-
| [[Вибухові границі]], %
| colspan=3 align=center | 1—7
|-
| [[Температура самозаймання]],&nbsp;°C || 463 || 527 || 528
|-
| colspan=4 align = center | <small>Якщо не зазначено інше, дані приведені для речовин у [[стандартний стан|стандартному стані (за 25&nbsp;°C, 100&nbsp;кПа)]]</small>
|}

== Отримання ==
=== Каталітичний риформінг ===
{{Докладніше|Риформінг}}
Ксилени (переважно ''пара-'' та ''орто'') отримують з легких фракцій (температурою 65—170&nbsp;°C). 

=== Отримання з толуену ===
Толуен [[диспропорціонування|диспропорціонує]] з утворенням [[бензен]]у і ксилену (переважно ''пара''- та ''орто''-):
: [[Файл:Disproportionation of toluene.jpg|400пкс|]]

Також він отримує метильну групу внаслідок [[трансалкілювання]] при взаємодії з алкілбензенами, що мають більший бічний ланцюг, в тому числі з [[етилбензен]]ом.

=== Інші методи ===
Ксилени можна синтезувати шляхом [[алкілювання]] бензенового ядра за [[реакція Фріделя — Крафтса|реакцією Фріделя — Крафтса]]:
: [[Файл:Friedel-Crafts reaction benzene to Toluene.svg|350пкс|]]
Введення другої метильної групи здійснюється за ''орто''- або ''пара''-положеннями, оскільки перший метильний замісник є орієнтантом першого роду.

Складність синтезу шляхом алкілювання полягає в тому, що продукти мають здатність [[ізомеризація|ізомеризуватися]], особливо за великого надлишку каталізаторів. Так, ''п''- і ''о-''ксилени можуть ізомеризуватися до ''м''-ксилену<ref>{{книга|автор=Робертс, Дж., Касерио, М. |частина= |посилання частина= |заголовок=Основы органической химии |оригінал= |посилання= |відповідальний=Под ред. А. Н. Несмеянова |видання= |місце={{М.}} |видавництво=Мир |рік=1978 |том=2 |сторінки=193—194 |сторінок= |серія= |isbn= |ref=Робертс, Касерио }} {{ref-ru}}</ref>.

== Хімічні властивості ==
Хімічні властивості ксиленів більшою мірою визначаються наявність [[метильна група|метильних груп]].

=== Окиснення ===
При [[Окиснення|окисненні]] ксиленів відбуваються переважно перетворення CH<sub>3</sub>-груп. Так, при взаємодії з сильними окисниками типу [[дихромат]]ів, [[перманганат]]ів, метильні групи окиснюються до [[карбоксильна група|карбоксильних]]. Ця реакція має широке значення в отриманні промислово важливої [[терефталева кислота|терефталевої кислоти]] (бензен-1,4-діової) з ''п''-ксилену.

Окрім того є можливим проведення неповного окиснення метильних груп&nbsp;— за допомогою суміші [[оксид хрому(VI)|оксиду хрому(VI)]] та [[оцтовий ангідрид|оцтового ангідриду]]. Окиснення проходить лише до стадії отримання [[альдегідна група|альдегідних груп]], оскільки подальший процес є неможливим через приєднання до атомів Карбону [[ацильна група|ацильних груп]], які за даних умов є стійкими. Подальшим кислотним [[гідроліз]]ом отримують ароматичний діальдегід{{sfn|Реутов, Курц, Бутин|1999|pp=386}}.

Окремий випадок складає [[каталіз|каталітичне]] окиснення ''о''-ксилену до [[фталевий ангідрид|фталевого ангідриду]]:
: [[Файл:Ortho-xylene oxidation.svg|300пкс|]]

До випадків окиснення [[бензольне кільце|бензенового кільця]] можна віднести [[озоноліз]] ксиленів&nbsp;— відбувається розрив подвійних зв'язків та утворення простіших оксосполук. Наприклад, при озонолізі ''о''-ксилену утворюються [[гліоксаль]], [[метилгліоксаль]] і [[діацетил]] у співвідношенні 3:2:1<ref>{{книга|автор=Чирва В.&nbsp;Я., Ярмолюк С.&nbsp;М., Толкачова Н.&nbsp;В., Земляков О.&nbsp;Є. |частина= |посилання частина= |заголовок=Органічна хімія |оригінал= |посилання= |відповідальний= |видання= |місце=Львів |видавництво=БаК |рік=2009 |том= |сторінки=662 |сторінок= |серія= |isbn=966-7065-87-4 |тираж=}}</ref>.

=== Відновлення ===
Повне відновлення ([[Гідрогенізація|гідрування]]) ксиленів іде з утворенням диметилциклогексанів. При цьому утворюється суміш [[Цис–транс ізомерія|''цис''- і ''транс''-ізомерів]], що відрізняються положенням CH<sub>3</sub>-груп по відношенню до площини бензенового кільця. При гідруванні на твердих [[каталізатор]]ах переважними є ''цис''-ізомери&nbsp;— це пов'язано із ''цис''-розташуванням метильних груп при закріпленні на поверхні каталізатору. Так, продуктами гідрування на [[родій|родієвому]] каталізаторі (при 100&nbsp;°C, 30 атм) є ''цис-'' і ''транс''-ізомери у співвідношенні 9:1{{sfn|Реутов, Курц, Бутин|1999|pp=389}}.

Неповне відновлення ксиленів проходить із утворенням заміщених циклогексадієнів. Таку реакцію можна здійснити відновленням [[натрій|натрієм]] в рідкому [[аміак|аміаці]] ([[відновлення за Берчем]])<ref>{{книга|автор=Травень В. Ф. |частина= |посилання частина= |заголовок=Органическая химия. Учебник для вузов |оригінал= |посилання= |відповідальний= |видання= |місце={{comment|М.|Моска}} |видавництво=ИКЦ «Академкнига» |рік=2004 |том=1 |сторінки=478 |сторінок= |серія= |isbn=5-94628-068-6 }} {{ref-ru}}</ref>:
: [[Файл:Para-xylene reduction.svg|400пкс|]]

У промисловості відновлення ксиленів як нафтової сировини застосовують для отримання бензену: при високих температурах відбувається [[деметилювання]], що веде до утворення бензену і [[метан]]у<ref>{{Ластухін Органічна хімія 3|сторінки=620}}</ref>:
: <math>\mathrm{ C_6H_4(CH_3)_2 + 2H_2 \ \xrightarrow{600^oC, \ 4-6 MPa} \ C_6H_6 + 2CH_4 }</math>

=== Галогенування ===
Подібно до [[толуен]]у, [[галогенування]] ксиленів відбувається за вільнорадикальним механізмом, у бічний ланцюг. Взаємодія з [[хлор]]ом та [[бром]]ом при наявності сонячного світла веде до утворення моно- і дигалогенопохідних{{sfn|Реутов, Курц, Бутин|1999|pp=381—382}}.

== Токсичність ==
Потрапляння ксиленів до організму можливе шляхом [[інгаляція|інгаляції]] або [[резорбція|резорбції]] крізь шкіру.

Їхня повторювана дія спричинює подразнення [[дихальні шляхи|дихальних шляхів]] та [[слизові оболонки|слизових оболонок]]. Контактуючи зі шкірою, вони можуть залишати пухирці і провокувати [[дерматит]]. При концентрації у повітрі від 100 до 1000 см³/м³ ксилени подразнюють [[ЦНС]], наслідками чого можуть бути сповільнена реакція, [[головний біль]], нудота. Також спостерігаються зміни [[кров'яний тиск|кров'яного тиску]]. Дія ксиленів у великих дозах (близько 10 000 см³/м³) призводить до [[набряк легень|набряку легень]] і подальшої смерті.

Тривала дія ксиленів призводить до сильного пошкодження [[ЦНС]], внаслідок чого з'являється порушення сну, [[диспепсія]]. Усі симптоми є зворотніми. Окрім поступового збільшення [[толерантність (біологія)|толерантності]] до подразника, може також спостерігатися [[Звикання (фармакологія)|звикання]] (ксилени демонструють пренаркотичну і [[наркоманія|наркотичну]] дії).

Ксилени не проявляють явних [[канцероген]]них і [[мутаген]]них властивостей. У довготермінових експериментах з пацюками дія ксиленів мала незначний вплив на розвиток [[Плід (анатомія)|плоду]].

== Застосування ==
Основна частина ксиленів (які здебільшого отримують за допомогою [[риформінг]]у) застосовується як додатки до [[пальне|пального]].  ''пара''-Ксилен має найбільше практичне значення&nbsp;— з нього синтезують [[терефталева кислота|терефталеву кислоту]], що йде на виробництво [[диметилтерефталат]]у і [[поліетилентерефталат]]у. Отримуваний ''орто''-ксилен є [[прекурсор]]ом для отримання [[фталевий ангідрид|фталевого ангідриду]]&nbsp;— компоненту [[пластифікатор]]ів. Також з ''орто''-ксилену синтезують [[фталонітрил]], котрий використовується в отриманні барвників [[фталоціан]]ів. ''Мета''-ксилен може використовуватися для синтезу [[ізофталева кислота|ізофталевої кислоти]], що йде на отримання поліестерів, ізофталонітрилу та його похідної&nbsp;— [[фунгіцид]]у тетрахлороізофталонітрилу, однак загалом він не має значного застосування, тому основну його частину [[ізомеризація|ізомеризують]] з метою добування інших ксиленів.

Ксилени можуть використовуватися в ролі розчинників та компонентів покриттів, але це застосування не є поширеним через їхню небезпеку для довкілля.

Розчин ксилену використовують для депарафінізації при виділення [[Дезоксирибонуклеїнова кислота|ДНК]] з архівних тканин, що були фіксовані в [[Формальдегід|формальдегіді]] та залучені в парафіновий блок.

== Див. також ==
{{commonscat|Xylene}}
* [[Толуен]]
* [[Фталева кислота]]

== Примітки ==
{{reflist}}

== Джерела ==
* {{книга|автор= |частина= |посилання частина= |заголовок=CRC Handbook of Chemistry and Physics |оригінал= |посилання= |відповідальний=Lide, D.&nbsp;R., editor  |видання= 86th|місце=Boca Raton (FL) |видавництво=CRC Press|рік=2005 |volume= |pages= |allpages=2656|серія= |isbn=0-8493-0486-5 |тираж=}} {{ref-en}}
* {{книга|автор= Cannella, William J. |частина=Xylenes and Ethylbenzene |посилання частина= |заголовок=Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology |оригінал= |посилання= |відповідальний= |видання=4th |місце=New York |видавництво=John Wiley & Sons |рік=2004 |volume=Supplement |pages=410—424 |allpages= |серія= |isbn=978-0-471-48517-9 |doi=10.1002/0471238961.2425120503011414.a01 |тираж=}} {{ref-en}}
* {{книга|автор= |частина= |посилання частина= |заголовок=Lange's Handbook of Chemistry|оригінал= |посилання= |відповідальний=Dean, John&nbsp;A., editor |видання=15th |місце=New York |видавництво=McGraw-Hill |рік=1999 |volume= |pages= |allpages= |серія= |isbn= 0-07-016384-7 |doi= |тираж=}} {{ref-en}}
* {{книга|автор=Fabri, J., Graeser, U., Simo, Thomas A. |частина=Xylenes |посилання частина= |заголовок=Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry |оригінал= |посилання= |відповідальний= |видання=6th |місце=Weinheim |видавництво=Wiley-VCH |рік=2005 |volume= |pages= |allpages=21 |серія= |isbn= |doi=10.1002/14356007.a28_433 | тираж=}} {{ref-en}}
* {{книга|автор=Реутов О. А., Курц А. Л., Бутин К. П. |частина= |посилання частина= |заголовок=Органическая химия |оригінал= |посилання= |відповідальний= |видання= |місце={{М.}} |видавництво=Изд. МГУ |рік=1999 |том=2 |сторінки=386 |сторінок= |серія= |isbn=5-211-03491-0 |ref=Реутов, Курц, Бутин}} {{ref-ru}}

[[Категорія:Ароматичні вуглеводні]]
[[Категорія:Алкілбензени]]
[[Категорія:Нафтопродукти]]
[[Категорія:Вуглеводневі розчинники]]
[[Категорія:Помірно небезпечні речовини]]
[[Категорія:Товарні хімікати]]