VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

п-Динитрозобензол (п-ДНБ) применяется как низкотемпературный вулканизующий агент каучуков и адгезивов резина-металл [1]. Обычно в промышленности и лабораторной практике ПДНБ получают окислением п-бензохинондиоксима (п-БХД) различными окислителями.

Одним из первых способов получения п-ДНБ основан на окислении п-бензохинондиоксима (п-БХД) железосинеродистым калием в щелочной среде. В дальнейшем был разработан ряд способов получения п-ДНБ с использованием других окислителей: хлорида железа (III), хлора, азотной кислоты, гипохлорита или гипобромита натрия [2, 3, 4]. Перечисленные способы объединяет ряд существенных недостатков: необходимость утилизировать побочные продукты, токсичность применяемых окислителей, снижение выхода целевого продукта из-за протекания побочных реакций.

В связи с этим перспективным в синтезе п-ДНБ является использование экологически безопасного окислителя перекиси водорода. Известно, что в нейтральной среде перекись водорода не вступает в реакцию окисления с п-БХД (1). При проведении реакции в щелочной среде идет количественное образование п-динитробензола (2) [5]. В кислой среде (в присутствии соляной кислоты) происходит практически количественное образование п-ДНБ (3). Это связывают с тем, что хлорид-ион катализирует разложение перекиси водорода [6, 7]:

Для оптимизации стадии синтеза п-ДНБ было исследовано влияние времени окисление и избытка перекиси водорода на состав и выход целевого продукта. По требованиям нормативной документации содержание исходного п-БХД в готовом продукте не должно превышать 2%.

Для получения п-ДНБ в реактор загружали воду, п-БХД, соляную кислоту. Затем при перемешивании и температуре 50⁰С медленно дозировали расчетное количество 35%-ного раствора перекиси водорода. Реакционную массу выдерживали требуемое время. Далее продукт отфильтровывали, промывали водой и высушивали. Содержание п-БХД определяли спектрофотометрически по известной методике. Результаты экспериментов представлены в таблицах 1 и 2.

Таблица 1. Влияние времени окисления на состав и выход п-ДНБ

Время синтеза, час.	2,0	3,0	4,0	5,0
Содержание п-БХД, %масс.	3,1	2,4	1,91	1,9
Выход п-ДНБ, %	93,0	93,1	94,1	94,11

Таблица 2. Влияние избытка перекиси водорода на состав и выход п-ДНБ

(время синтеза 4 часа)

Мольное соотношение п-БХД: перекись водорода	1:1	1:1,1	1:1,2
Содержание п-БХД, %масс.	3,15	1,91	1,9
Выход п-ДНБ, %	91,0	94,1	94,12

Как следует из приведенных данных, для получения п-ДНБ требуемого качества с максимально возможным выходом процесс следует проводить в течение 4-часов, используя 10%-ный избыток перекиси водорода. Увеличение времени синтеза до 5 часов и избытка перекиси водорода до 20% является не целесообразным, т.к. не приводит к заметному увеличению выхода п-ДНБ и снижению содержания п-бензохинондиоксима.

Литература:

1.Тихонова Н.П., Гинзбург Л.В. и др. //Каучук и резина.1987,№ 3. С.13.

2.Хищенко Ю.С., Макаров М.А. и др.//ЖПХ,1969,т XLII, вып.10, с.2384-2386.

4. А.С. СССР 395360 1973.

5. Хмельницкий Л.И., Новиков С.С. и др. Химия фуроксанов. М. Наука, 1996. с. 260.

6. Ермаков О.А., Комкова Ю.Ф. // ЖОрХ, 1984, том ХХ, вып. 10, с.2252-2253.

7. Пат. RU 2266897 2005.

Код для цитирования: Скопировать