Анилин

Эта статья находится на начальном уровне проработки, в одной из её версий выборочно используется текст из источника, распространяемого под свободной лицензией
Материал из энциклопедии Руниверсалис
Анилин
Общие
Традиционные названия Аминобензол
Анилин
Бензоламин
Фениламин
Хим. формула C6H5NH2
Рац. формула C6H7N
Физические свойства
Состояние бесцветная или желтоватая жидкость
Молярная масса 93,1265 ± 0,0055 г/моль
Плотность 1,0217 г/см³
Поверхностное натяжение 43,3 Н/м
Динамическая вязкость 3,71 Па·с
Скорость звука в веществе 1659 м/с
Термические свойства
Температура
 • плавления −6,3 °C
 • кипения 184,13 °C
 • самовоспламенения 562 °C
Критическая точка  
 • температура 425,65 °C
 • давление 5,134 МПа
Критическая плотность 0,314 см³/моль
Химические свойства
Растворимость
 • в воде 3,6 г/100 мл
 • в циклогексане 66,7 (30,8°C)
Диэлектрическая проницаемость 6,89
Оптические свойства
Показатель преломления 1,5863
Структура
Дипольный момент 1,53 Д
Классификация
Рег. номер CAS 62-53-3
Рег. номер EINECS 200-539-3
SMILES
 
Безопасность
Предельная концентрация 0,3 мг/м3
ЛД50 9-12 мг/кг (кошки, внутрижелудочно),
132 мг/кг (мыши, внутрижелудочно)
Токсичность Чрезвычайно токсичен для мелких млекопитающих, высокотоксичен для человека, является гематотоксином (вызывает гемолиз).
Пиктограммы ECB Пиктограмма «T: Токсично» системы ECBПиктограмма «N: Опасно для окружающей среды» системы ECB
NFPA 704
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Анили́н (аминобензол, фениламин) — органическое соединение с формулой C6H5NH2, родоначальник класса ароматических аминов. Представляет собой бесцветную маслянистую жидкость с характерным запахом, немного плотнее воды и плохо в ней растворим, хорошо растворяется в органических растворителях. На воздухе быстро окисляется и приобретает красно-бурую окраску. Весьма токсичен. Название «анилин» происходит от названия одного из растений, содержащих индиго — Indigofera anil (современное международное название растения — Indigofera suffruticosa).

История

Впервые анилин был получен в 1826 году при перегонке индиго с известью немецким химиком Отто Унфердорбеном, который дал ему название «кристаллин».

В 1834 году Фридлиб Фердинанд Рунгe обнаружил анилин в каменноугольной смоле и назвал «кианолом».

В 1840 году Юлий Фрицше получил анилин нагреванием индиго с раствором гидроксида калия и назвал его «анилином».

В 1842 году Николай Зинин получил анилин восстановлением нитробензола действием (NH4)2S и назвал его «бензидамом».

В 1843 году Август Вильгельм Гофман установил идентичность всех перечисленных соединений.

Промышленное производство фиолетового красителя мовеина на основе анилина началось в 1856 году.

Получение

В промышленности анилин получают в две стадии.

На первой стадии бензол нитруется смесью концентрированной азотной и серной кислот при температуре 50—60 °C, в результате образуется нитробензол:

[math]\ce{ C6H6 + HNO3 ->[H_2SO_4,50-60 C] C6H5NO2 + H2 O }[/math]

На втором этапе нитробензол гидрируют при температуре 200—300 °C в присутствии катализаторов:

[math]\displaystyle{ \mathsf{C_6H_5NO_2 + 3H_2 \rightarrow C_6H_5NH_2 + 2H_2O} }[/math]

Впервые восстановление нитробензола было произведено с помощью железа:

[math]\displaystyle{ \mathsf{4C_6H_5NO_2 + 9Fe + 4H_2O \rightarrow 4C_6H_5NH_2 + 3Fe_3O_4} }[/math]

Другим способом получение анилина является восстановление нитросоединений — реакция Зинина:

[math]\displaystyle{ \mathsf{C_6H_5NO_2 + 3(NH_4)_2S \rightarrow C_6H_5NH_2 + 6NH_3 + 3S + 2H_2O} }[/math]

Также, в анилин — идёт восстановление нитробензола цинком в присутствии избытка соляной кислоты.

[math]\displaystyle{ \mathsf{Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2\uparrow} }[/math];

[math]\displaystyle{ \mathsf{C_6H_5NO_2 + 3H_2 \rightarrow C_6H_5NH_2 + 2H_2O} }[/math];

И этот избыток связывает образующийся анилин в соль под названием хлорид фениламмония (анилин солянокислый):

[math]\displaystyle{ \mathsf{C_6H_5NH_2 + HCl \rightarrow [C_6H_5NH_3]^+Cl^-} }[/math];

Эта соль легко растворима в образующейся при этом воде и может быть выкристаллизована из неё,

к тому же после обработки щелочью хлорид фениламмония — даёт анилин:

[math]\displaystyle{ \mathsf{[C_6H_5NH_3]^+Cl^- + Na^+OH^-\xrightarrow[]{NaOH, \ -NaCl} \ C_6H_5NH_2 + NaCl + H_2O} }[/math]

Химические свойства

Для анилина характерны реакции как по аминогруппе, так и по ароматическому кольцу. Особенности этих реакций обусловлены взаимным влиянием атомов. С одной стороны, бензольное кольцо ослабляет основные свойства аминогруппы по сравнению с алифатическими аминами и даже с аммиаком. С другой стороны, под влиянием аминогруппы бензольное кольцо становится более активным в реакциях замещения, чем бензол. Хорошо галогенируется, нитруется и сульфируется. Например, анилин энергично реагирует с бромной водой с образованием 2,4,6-триброманилина (белый осадок). С HNO2 дает диазосоединения.

Окисление

В отличие от аминов алифатического ряда, ароматические амины легко окисляются. Примером может служить реакция хромовой смеси с анилином, в результате образуется краситель «чёрный анилин».

Классическая реакция окисления анилина дихроматом калия в кислой среде часто используется как качественная реакция на анилин:

[math]\displaystyle{ \mathsf{6 C_6 H_5 NH_2 + 4 K_2 Cr_2 O_7 + 19 H_2 SO_4 \rightarrow} }[/math]
[math]\displaystyle{ \mathsf{6 C_6 H_4 O_2 + 4 K_2 SO_4 + 4 Cr_2 (SO_4)_3 + 3 (NH_4)_2 SO_4 + 16 H_2 O} }[/math]

Аналитическим эффектом в данном случае служит появление окраски раствора от тёмно-синей до чёрной. Как и в большинстве реакций окисления анилина, продуктами являются различные Хиноны.

Другой качественной реакцией на анилин, очень чувствительной, является окисление анилина хлорной известью, при котором появляется фиолетовое окрашивание[1].

Реакции электрофильного замещения

Аминогруппа, являясь заместителем первого рода, оказывает сильное активирующее влияние на бензольное кольцо, из-за чего при нитровании может произойти окисление молекулы анилина. Для предотвращения окисления аминогруппу перед нитрованием «защищают» ацилированием.

Реакции на азот

С азотистой кислотой образует катион диазония, например:

[math]\displaystyle{ \mathsf{C_6H_5NH_2+NaNO_2+2HCl \rightarrow C_6H_5N_2^+Cl^-+NaCl+2H_2O} }[/math]

Эта реакция может быть использована для получения фенола, если вместо соляной кислоты использовать разбавленную серную:

[math]\displaystyle{ \mathsf{2C_6H_5NH_2+2NaNO_2+2H_2SO_4 \rightarrow (C_6H_5N_2^+)_2SO4^{2-}+Na_2SO_4+4H_2O \rightarrow 2C_6H_5OH + 2N_2\uparrow + Na_2SO_4 + H_2SO_4 + 2H_2O} }[/math]

Где сначала образуется та же диазониевая соль, которая при нагревании в разбавленном водном растворе гидролизуется и разлагается до фенола, при этом выделяется молекулярный азот.

В связи с нестойкостью азотистой кислоты её часто заменяют нитритом щёлочного металла в кислой среде. Диазониевые соли используют для реакции Зандмейера.

Другие реакции

Гидрирование анилина в присутствии никелевого катализатора даёт циклогексиламин.

Анилин взаимодействует с соляной кислотой с образованием хлорида фениламмония[2]:

[math]\displaystyle{ \mathsf{C_6H_5NH_2+HCl \rightarrow [C_6H_5NH_3]Cl} }[/math]

Анилин взаимодействует с бромом и даже бромной водой с образованием 2,4,6-триброманилина[3]:

[math]\displaystyle{ \mathsf{C_6H_5NH_2+3Br_2 \rightarrow C_6H_2Br_3NH_2 + 3HBr} }[/math]

Производство и применение

Изначально анилин получали восстановлением нитробензола молекулярным водородом; практический выход анилина не превышал 15 %. При взаимодействии концентрированной соляной кислоты с железом выделялся атомарный водород, более химически активный по сравнению с молекулярным. Реакция Зинина является более эффективным методом получения анилина. В реакционную массу вливали нитробензол, который восстанавливается до анилина.

По состоянию на 2002 год, в мире основная часть производимого анилина используется для производства метилдиизоцианатов, используемых затем для производства полиуретанов. Анилин также используется при производстве искусственных каучуков, гербицидов и красителей (фиолетового красителя мовеина)[4].

В России он в основном применяется в качестве полупродукта в производстве красителей, взрывчатых веществ и лекарственных средств (сульфаниламидные препараты), но в связи с ожидаемым ростом производства полиуретанов возможно значительное изменение картины в среднесрочной перспективе.

Биологические свойства

Пиктограмма «T: Токсично» системы ECB Анилин — высокотоксичное вещество. В больших концентрациях фениламин оказывает негативное воздействие на центральную нервную систему. Кровеносный яд, вызывает кислородное голодание организма за счёт образования в крови метгемоглобина, гемолиза и дегенеративных изменений эритроцитов.

В организм анилин проникает при дыхании, в виде паров, а также через кожу и слизистые оболочки. Всасывание через кожу усиливается при нагреве воздуха или приёме алкоголя.

При лёгком отравлении анилином наблюдаются слабость, головокружение, головная боль, синюшность губ, ушных раковин и ногтей. При отравлениях средней тяжести также наблюдаются тошнота, рвота, иногда, шатающаяся походка, учащение пульса. Тяжёлые случаи отравления аминобензолом крайне редки.

При хроническом отравлении анилином (анилизм) возникают токсический гепатит, а также нервно-психические нарушения, расстройство сна, снижение памяти и т. д.

При отравлении анилином необходимо прежде всего удаление пострадавшего из очага отравления, обмывание тёплой (но не горячей) водой. Также применяют введение антидотов (метиленовая синь), сердечно-сосудистые средства или вдыхание карбогена. Пострадавшему надо обеспечить покой.

Предельно допустимая концентрация анилина в воздухе рабочей зоны 0,3 мг/м3[5] по ГОСТ 313-77. В водоёмах (при их промышленном загрязнении) — ПДК 0,1 мг/л (100 мг/м3)[6][7].

В соответствии с ГОСТ 12.1.007-76 аминобензол относится ко II классу опасности[8].

Охрана труда

Порог восприятия запаха анилина человеком может быть, например, 0,37-2,82 мг/м3[9]; 3,8 мг/м3[10]. ПДК аминобензола в воздухе рабочей зоны[11] 0,3 мг/м3 (максимальная разовая) и 0,1 мг/м3 (средняя сменная за 8 часов).

Примечания

  1. ↑ Окисление анилина раствором хлорной извести. Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов. Дата обращения: 14 августа 2017. Архивировано 14 августа 2017 года.
  2. ↑ Цветков Л.А. § 36. Амины // Органическая химия. Учебник для 10 класса. — 20-е изд. — М.: Просвещение, 1981. — С. 171—175.
  3. ↑ Габриелян О.С. § 16. Амины. Анилин // Химия. 10 класс. Базовый уровень : учеб. для общеобразоват. учреждений. — 4-е изд. — М.: Дрофа, 2008. — С. 116—121.
  4. ↑ Aniline (англ.) (недоступная ссылка). www.the-innovation-group.com (19 февраля 2002). — Aniline producers price capacity market demand consumption production growth uses outlook n.d., The Chemical Market Reporter, Schnell Publishing Company. Дата обращения: 14 августа 2017. Архивировано 19 февраля 2002 года.
  5. ↑ ГОСТ 313-77 Архивная копия от 13 августа 2020 на Wayback Machine Анилин технический. Технические условия (с Изменениями N 1, 2, 3).
  6. ↑ Анилин // Ангола — Барзас. — М. : Советская энциклопедия, 1970. — С. 32—33. — (Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров ; 1969—1978, т. 2).
  7. ↑ ГОСТ 12.1.005-76 Архивная копия от 28 февраля 2020 на Wayback Machine Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования.
  8. ↑ ГОСТ 5819-78 Архивная копия от 13 мая 2021 на Wayback Machine Анилин. Технические условия (с Изменением N 1).
  9. ↑ Ткачев П.Г. Материалы к гигиенической характеристике анилина как загрязнителя атмосферного воздуха / Рязанов В.А., Гольдберг М.С. (ред). — Предельно допустимые концентрации атмосферных загрязнений. — Москва: Издательство "Медицина", 1964. — С. 41—58. — 204 с. — (Выпуск 8). — 2800 экз.
  10. ↑ Gregory Leonardos, David Kendall & Nancy Barnard. Odor Threshold Determinations of 53 Odorant Chemicals (англ.) // Air & Waste Management Association Journal of the Air & Waste Management Association. — Taylor & Francis, 1969. — February (vol. 19 (iss. 2). — P. 91—95. — ISSN 1096-2247. — doi:10.1080/00022470.1969.10466465.
  11. ↑ (Роспотребнадзор). № 54 // ГН 2.2.5.3532-18 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны» / утверждены А.Ю. Поповой. — Москва, 2018. — С. 7. — 170 с. — (Санитарные правила). Архивная копия от 12 июня 2020 на Wayback Machine

Литература

  • Артеменко А. И. Органическая химия. — М.: «Высшая школа», 1987. — 430 с.

Ссылки

Источник — https://xn--h1ajim.xn--p1ai/index.php?title=Анилин&oldid=19176044