Нитрование ароматических соединений

Нитрующим агентом является смесь концентрированных HNО₃ и H₂SO₄ (меланж). H₂SО₄ является катализатором процесса, водоотнимающим средством и веществом, способствующим более полному использованию HNО₃.

Введение 2-й и 3-й NО₂ группы в бензольное кольцо затрудняется, т.к. нитрогруппа, являясь электроноакцепторной, оттягивает плотность от кольца

Условия реакции определяется главным образом температурой и нитрующей способностью смеси HNО₃ и H₂SO₄. Нитрующая способность смеси определяется фактором нитрующей активности (ФНА), который численно равен концентрации отработанной H₂SО₄ при условии полного использования HNO₃.

Для нитрования каждого конкретного ароматического соединения имеется свое предельное значение ФНА, который должен быть тем выше, чем ниже реакционная способность ароматического соединения

При нитровании толуола для получения моно-нитротолуола ФНА должен быть 70, динитро - 82, тринитро - 93.

Нитрование ароматических соединений является необратимой и сильно экзотермичной реакцией. Тепловой эффект в расчете на 1 вводимую нитрогруппу составляет - 150 кДж. Тепловой эффект реакции, кроме того, увеличивается из-за разбавления нитрующей смеси выделяющейся водой. Ароматические углеводороды плохо смешиваются с нитрующей смесью. Поэтому необходимо организовывать интенсивное перемешивание этой 2-х фазной системы.

Процесс обычно ведут в каскаде реакторов с мешалкой с промежуточным разделением органической и кислотной части. При этом организуют противоток реагентов. Ароматическое соединение вводят в 1-й реактор, а нитрующую смесь - в последний реактор каскада.

Нитробензол используется для получения анилина, динитро - для фенилендиамина.

Фенол при. непосредственном нитровании окисляется. Поэтому его сначала сульфируют

2,4,6-тринитрофенол –пикриновая кислота используется как взрывчатое вещество и как промежуточный продукт в органическом синтезе.

    В настоящее время разрабатываются процессы бессернокислотного нитрования аренов на гетерогенных катализаторах.