Нитрующая смесь (кислотный меланж) — смесь концентрированной азотной кислоты или окислов азота с неорганическими (H2SO4, BF3, AlCl3 и другими) или органическими (например, уксусный ангидрид) веществами. Оптимальный состав нитрующей смеси зависит от строения нитруемого соединения.
Нитрующая смесь генерирует активную нитрующую частицу — катион нитрония.
Применяется для нитрования ароматических (главным образом смесь азотной и серной кислот), ненасыщенных алифатических соединений, а также в синтезе нитроаминосоединений.
Структурная формула:
Способы получения:
Готовится смешением концентрированной серной кислоты (r=1,%-ая кислоты, моногидрата и даже олеума с содержанием SO3 до 20%) с концентрированной азотной кислотой (r=1,4¸1,5) (Азотная кислота (r=1,52) содержит около 99,67% HNO3). При мононитровании избыток азотной кислоты ~ 5%, а при получении полинитросоединений — 10¸20% от теории. Концентрация серной кислоты должна быть тем выше, чем меньше реакционная способность субстрата и чем больше число нитрогрупп вводится в его молекулу. (Например, состав смеси для мононитрования толуола: 35% HNO3, 50% H2SO4, 12% H2O, а для введения второй нитрогруппы необходима безводная смесь, состоящая из 33% HNO3 и 67% H2SO4.)
Состав нитрующей смеси строго определен в каждом конкретном случае. При этом к концу реакции на 1 моль H2SO4 должно приходиться не более двух молей воды, образующейся во время реакции и введенной с нитрующей смесью или нитруемым соединением.
Схема приготовление нитрующей смеси включает аппаратуру для отмеривания, смешения и хранения приготовленных смесей.
В качестве смесителя может быть использован любой аппарат, обеспечивающий интенсивное перемешивание жидкости и отвод тепла, выделяющегося в результате смешения кислот, внутренние поверхности которого защищены от кислой коррозии.
Интенсивное перемешивание компонентов осуществляется при помощи погружного насоса, механической мешалки и путем барботирования воздуха через реакционную массу.
Температура смеси не должна быть выше 35-40°С. Превышение этой температуры приводит к частичному разложению азотной кислоты с образованием окислов азота.
Установку для смешения кислот большой производительности снабжают выносным теплообменником, что позволяет поддерживать температуру смеси на заданном уровне.
0 комментариев