3-Нитрохлорбензол

3-​Нитрохлорбензол
Общие
Систематическое наименование	1-​нитро-​3-​хлорбензол
Сокращения	3-НХБ
Традиционные названия	мета-нитрохлорбензол
Хим. формула	C6H4ClNO2
Физические свойства
Состояние	кристаллы светло-жёлтого цвета[1][2]
Молярная масса	157,553 г/моль
Плотность	1,534[3]
Поверхностное натяжение	4,37·10^-2 (при 44,5 °С)[4] Н/м
Энергия ионизации	9,92 эВ[10]
Термические свойства
Температура
• плавления	46[3]
• кипения	236[3] °C
• вспышки	127[5] °C
• самовоспламенения	260[5] °C
Критическая точка
• температура	468,85[4] °C
• давление	39,28[4]
Удельная теплота испарения	3,54·10^5 (при 44,5 °С)[4]
Давление пара	0,097 мм рт. ст. (при 25 °С)[4]
Химические свойства
Растворимость
• в воде	0,273[6]
Оптические свойства
Показатель преломления	1,343 (при 50 °С)[1]
Структура
Дипольный момент	1,2E−29 Кл·м
Классификация
Рег. номер CAS	121-73-3
PubChem	8489
Рег. номер EINECS	204-496-1
SMILES	C1=CC(=CC(=C1)Cl)[N+](=O)[O-]
InChI	1S/C6H4ClNO2/c7-5-2-1-3-6(4-5)8(9)10/h1-4H; KMAQZIILEGKYQZ-UHFFFAOYSA-N KMAQZIILEGKYQZ-UHFFFAOYSA-N
RTECS	CZ0940000
ChEBI	82420
ChemSpider	21106013
Безопасность
Предельная концентрация	0,001 мг/л[7]
ЛД50	мыши: 380 мг/кг[8], крысы: 420 мг/кг[9]
Сигнальное слово	Опасно
NFPA 704	1 2 0 [2]
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

3-Нитрохлорбензо́л (мета-нитрохлорбензо́л, м-нитрохлорбензо́л, 3-НХБ) — органическое вещество с формулой C₆H₄ClNO₂, образующее кристаллы светло-жёлтого цвета^[1] .

Является ядовитым веществом; ПДК в воздухе 1 мг/м³. Сильный гемо- и нейротоксин, по своей токсичности напоминает нитробензол^[7].

Физические свойства

3-Нитрохлорбензол при нормальных условиях твёрдое кристаллическое вещество светло-жёлтого цвета. Практически нерастворим в воде, хорошо растворим в горячем этаноле, диэтиловом эфире, бензоле, хлороформе, ледяной уксусной кислоте^[1], сероуглероде. Частично растворим в холодном этаноле^[3].

Химические свойства

Вступает в реакцию аммонолиза, но в отличие от 2- и 4-нитрохлорбензолов требуются более жёсткие условия чем нагрев до 200 °С и давление 30-40 атм.^[11]:

Вступает в реакцию нуклеофильного замещения с имидазолом, образуя 1-(3-нитрофенил)-1H-имидазол. Реакция протекает в ДМФА при 120 °С в присутствии карбоната калия и оксида меди (II)^[12].

Определение

Существует способ определения 3-нитрохлорбензола в воздухе рабочей зоны при помощи газовой хроматографии^[13].

Лабораторное получение

В лаборатории 3-нитрохлорбензол получают диазотированием 3-нитроанилина с последующим замещением диазониевой группы на атом хлора по реакции Зандмейера^[1]:

Может быть получен с выходом 92% дезаминированием 4-нитро-2-хлоранилина в ТГФ под действием трет-бутилнитрита и ДМСО при температуре 30 °С в течение 1 часа^[14].

Промышленное производство

При нитровании хлорбензола образуются следовые количества 3-нитрохлорбензола, поэтому в отличие от 2- и 4-нитрохлорбензола получать его таким способом нерентабельно^[15]. Для получения 3-нитрохлорбензола в промышленности применяют каталитическое хлорирование нитробензола при нагревании, в качестве катализатора может применяться FeCl₃, SbCl₃ или I₂. Помимо целевого продукта также образуются изомеры 3-нитрохлорбензола и динитрохлорбензолы, которые отделяют ректификацией^[16]:

Применение

3-Нитрохлорбензол применяется главным образом для синтеза 3-нитроанилина, применяемого в холодном крашении^[16], а также 3-фенилендиамина, являющегося полупродуктом в производстве красителей, медицинских препаратов и стабилизаторов полимеров^[17].

Токсичность

3-Нитрохлорбензол — сильный гемо- и нейротоксин^[7][18]. По своему токсическому действию похож на нитробензол, в том числе, например, может вызывать токсидермию^[18][19]. При вдыхании или проглатывании возникают следующие симптомы: посинение губ, ногтей и кожи, головная боль, головокружение, тошнота, судороги, спутанное сознание. При попадании в глаза вызывает покраснение. Может впитываться через кожу^[20].

Достоверных данных о канцерогенности 3-нитрохлорбензола не обнаружено^[21].

Примечания

1. О. А. Птицина. Лабораторные работы по органическому синтезу: учебное пособие для химических и биологических специальностей педагогических институтов / Редактор Т. В. Александрова. — М.: Просвещение, 1979. — С. 161—162. — 256 с. — 21 000 экз.
2. 3-CHLORONITROBENZENE CAMEO Chemicals NOAA< (англ.). Дата обращения: 30 сентября 2017. Архивировано 15 июля 2021 года.
3. O'Neil, M.J. (ed.). The Merck Index - An Encyclopedia of Chemicals, Drugs, and Biologicals. 13th Edition, Whitehouse Station, NJ: Merck and Co., Inc., 2001., p. 370
4. T. E. Daubert, R. P. Danner. Physical and Thermodynamic Properties of Pure Chemicals Data Compilation. — Washington, D.C.: Taylor and Francis, 1989.
5. Fire Protection Guide to Hazardous Materials. — 13th Edition. — Quincy, MA: National Fire Protection Association, 2002. — С. 325.
6. S. H. Yalkowsky, Y. He. Handbook of Aqueous Solubility Data: An Extensive Compilation of Aqueous Solubility Data for Organic Compounds Extracted from the AQUASOL dATAbASE. — Version 5. — Boca Raton, FL: CRC Press LLC, 2003. — С. 205.
7. З. Э. Григорьев. Органическая химия: Учебник для вузов: в 2-х томах / Зав. редакцией М. Р. Погосбекова. — М.: Академкнига, 2004. — Т. 2. — С. 560—561. — 582 с. — 5000 экз. — ISBN 5-94628-068-6, 5-94628-172-0.
8. Gigiena Truda i Professional'nye Zabolevaniya. Labor Hygiene and Occupational Diseases. Vol. 25(8), Pg. 50, 1981
9. "Toxicometric Parameters of Industrial Toxic Chemicals Under Single Exposure," Izmerov, N.F., et al., Moscow, Centre of International Projects, GKNT, 1982Vol. -, Pg. 92, 1982
10. David R. Lide, Jr. Basic laboratory and industrial chemicals (англ.): A CRC quick reference handbook — CRC Press, 1993. — ISBN 978-0-8493-4498-5
11. Л. С. Эфрос. Химия и технология ароматических соединений задачах и упражнениях / Редактор докт. хим. наук проф. Л. А. Павлова. — Л.: Химия, 1971. — С. 179—180, 188—189. — 496 с. — 7000 экз.
12. M. Lakshmi Kantam, Jagjit Yadav, Soumi Laha, Bojja Sreedhar, Shailendra Jha. N-Arylation of Heterocycles with Activated Chloro- and Fluoroarenes using Nanocrystalline Copper(II) Oxide // Advanced Synthesis & Catalysis. — 2007-08-06. — Т. 349, вып. 11-12. — С. 1938–1942. — ISSN 1615-4169 1615-4150, 1615-4169. — doi:10.1002/adsc.200600483. Архивировано 15 июля 2021 года.
13. Kolievskaya Y. A., Ivanyuk E. G.; DETERMINATION OF NITROCHLOROBENZENE IN THE WORK AREA AIR BY GAS CHROMATOGRAPHY; GIG TR PROF ZABOL (12) 54-6 (1975)
14. Lu Fang, Liang Qi, Longfei Ye, Zhentao Pan, Wenjun Luo. Dimethyl Sulfoxide-Accelerated Reductive Deamination of Aromatic Amines with T-BuONO in Tetrahydrofuran // Journal of Chemical Research. — 2018-11. — Т. 42, вып. 11. — С. 579–583. — ISSN 2047-6507 1747-5198, 2047-6507. — doi:10.3184/174751918x15402967122774. Архивировано 15 июля 2021 года.
15. И. И. Воронцов. Полупродукты анилинокрасочной промышленности. — М.: Государственное научно-техническое издательство химической литературы, 1955. — С. 330—332, 408. — 579 с.
16. Л. С. Эфрос, М. В. Горелик. Химия и технология промежуточных продуктов. — Л.: Химия, 1980. — С. 182. — 544 с. — 3700 экз.
17. Патент на изобретение № RU 2012144566 A от 27.12.2013. Автор(ы): Сергей Александрович Приходько, Антон Юрьевич Шабалин, Николай Юрьевич Адонин, Зинаида Петровна Пай, Александр Моисеевич Бескопыльный, Дарья Павловна Тучапская, Валентин Николаевич Пармон
18. Вредные вещества в промышленности. том 2, 1976, с. 264.
19. З. Э. Григорьев. Справочник профпатолога. — Л.: Медицина, 1967. — С. 54. — 420 с.
20. ICSC: 0028 1-CHLORO-3-NITROBENZENE (англ.). Дата обращения: 30 сентября 2017. Архивировано 15 июля 2021 года.
21. IARC. Monographs on the Evaluation of the Carcinogenic Risk of Chemicals to Humans. Geneva: World Health Organization, International Agency for Research on Cancer, 1972—PRESENT. (Multivolume work). Available at: http://monographs.iarc.fr/ENG/Classification/index.php Архивная копия от 25 июня 2018 на Wayback Machine , p. 65 290 (1996)

Литература

• Лазарев Н. В.. Вредные вещества в промышленности. том 2. — Л.: Химия, 1976. — 624 с.