2-нітротолуен

2-нітротолцен (орто-нітротолуен) — нітросполука з формулою $\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{H}{\phantom{A}}_4\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$, один з трьох ізомерів нітротолуену.

Фізичні властивості

За стандарних умов і кімнатної температури 2-нітролуен є жовтою рідиною з ароматичним запахом. Погано розчинний у воді, проте розчинний у більшості органічних розчинників. У твердому стані має дві форми.

Отримання

2-нітротолуен отримують нітруванням толуену в присутності сульфатної кислоти за температури 25—40°С. При цьому утворюється суміш 2-, 3-, та 4-нітротолуену, яку розділяють дистиляцією:

$\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{H}{\phantom{A}}_5\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3+\mathrm{H}\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3\stackrel{\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4}{\to }\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{H}{\phantom{A}}_4\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

Хімічні властивості

Окиснення

При окисненні утворюється 2-нітробензальегід (при реакції з манган діоксидом у розведеній сульфатній кислоті) або 2-нітробензойна кислота (при реакції з манган діоксидом у концентрованій сульфатній кислоті, з перманганатом калію, з дихроматом калію або з нітратною кислотою). Реакція з перманганатом калію:

$\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{H}{\phantom{A}}_4\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3+2\mathrm{K}\mathrm{M}\mathrm{n}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4⟶\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{H}{\phantom{A}}_4\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}\mathrm{K}+2\mathrm{M}\mathrm{n}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}+\mathrm{K}\mathrm{O}\mathrm{H}$

Відновлення

Шаблон:Див. також При відновлненні залізним порошком у розчині гідроксиду натрію утворюється 2-азокситолуен і 2-азотолуен:

$\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{H}{\phantom{A}}_4\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3-\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2-\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{H}{\phantom{A}}_4\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\stackrel{\mathrm{F}\mathrm{e},\mathrm{O}\mathrm{H}{\phantom{A}}^{-}}{\to }\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{H}{\phantom{A}}_4\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3-\mathrm{N}=\mathrm{N}-\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{H}{\phantom{A}}_4\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3$

Відновлення цинковим порошком в алкогольному розчині гідроксду натрію дає 2-гідразитолуен:

$\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{H}{\phantom{A}}_4\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3-\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2-\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{H}{\phantom{A}}_4\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\stackrel{\mathrm{Z}\mathrm{n},\mathrm{O}\mathrm{H}{\phantom{A}}^{-}}{\to }\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{H}{\phantom{A}}_4-\mathrm{N}\mathrm{H}-\mathrm{N}\mathrm{H}-\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{H}{\phantom{A}}_4\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3$

Якщо застосовувати цинковий порошок і аміак у розчині етанолу та води, утворюється 2-толілгідроксиламін:

$\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{H}{\phantom{A}}_4\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3-\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2\stackrel{\mathrm{Z}\mathrm{n},\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3}{\to }\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{H}{\phantom{A}}_4\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3-\mathrm{N}\mathrm{H}\mathrm{O}\mathrm{H}$

Повне відновлення до 2-толуїдину відбувається при реакції з гідрогеном у присутності каталізатора або з залізом у кислоті:

$\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{H}{\phantom{A}}_4\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+3\mathrm{H}{\phantom{A}}_2⟶\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{H}{\phantom{A}}_4\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_2+2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

Утворення антранілової кислоти

У киплячому розчині гідроксиду натрію 2-нітроолуен ізомеризується, утворюючи антранілову кислоту:

$\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{H}{\phantom{A}}_4\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\stackrel{\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}}{\to }\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{H}{\phantom{A}}_4\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}\mathrm{H}$

Але вихід реакції замалий, тому вона не використовується у промисловості.

Реакції електрофільного заміщення

При хлоруванні в присутності заліза утворюється суміш 4-хлоро-2-нітротолуену та 6-хлоро-2-нітротолуену:

$\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{H}{\phantom{A}}_4\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3+\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2⟶\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3+\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}$

Аналогічно відбувається нітрування, при якому утворюється суміш 2,4-динітротолуену та 2,6-динітротолуену.

Реагує з формальдегідом, утворюючи динітродитолілметан:

$2\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{H}{\phantom{A}}_4\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{C}\mathrm{O}\stackrel{\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4}{\to }(\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3){\phantom{A}}_2\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_2+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

Використання

При відновленні 2-нітротолуену або його похідних (наприклад, 6-хлоро-2-нітротолуену чи 4-сульфо-2-нітротолуену) утворюється 2-толуїдин/його похідні (наприклад, 6-хлоро-2-амінонтолуен), які використовується для отримання азобарвників.

Токсинчість

Можливо, викликає метгемоглобінемію (такі результати було показано лише у дослідженнях на котах). Є канцерогеном.