Методика синтеза

В реакционную колбу (см. рис. 16) помещают: 50 г монохлоруксусной кислоты (осторожно! монохлоруксусная кислота вызывает ожоги кожи), 100 мл воды и постепенно прибавляют 30 г безводного углекислого натрия до слабощелочной реакции по универсальному индикатору.

Затем приливают раствор 36 г нитрита натрия в 100 мл воды и осторожно нагревают колбу на асбестовой сетке. При температуре около 80С начинают выделяться первые пузырьки углекислого газа. Если реакция идет слишком медленно, смесь осторожно нагревают до 85С. При этой температуре разложение натриевой соли нитроуксусной кислоты происходит так быстро, что дальнейшего нагревания не требуется. Образующийся нитрометан отгоняется с водой в виде тяжелых маслянистых капель.

По мере отгонки содержимое реакционной колбы приобретает бурую окраску, а температура самопроизвольно повышается до 100С, после чего нагревание возобновляют, доводя температуру до 110С в течение 10 мин. Отгонку заканчивают, когда прекращается выделение масляных капель.

Выделение нитрометана осуществляют, используя прибор, изображенный на рис. 17. Полученный дистиллят переносят в делительную воронку, отделяют нитрометан (нижний слой) в коническую колбу.

Водный слой (верхний) насыщают поваренной солью с целью выделения еще небольшого количества нитрометана (для уменьшения растворимости нитрометана в воде) и повторяют операцию разделения слоев в делительной воронке.

Соединяют нижние слои, полученные при отделении дистиллята и дополнительном извлечении, и сушат над прокаленным хлоридом кальция.

Высушенный над хлористым кальцием нитрометан перегоняют при атмосферном давлении на воздушной бане в приборе, изображенном на рис. 7, собирая фракцию, кипящую при температуре 98–102С.

Выход нитрометана – 10–12 г.

Физические свойства

Н итрометан – бесцветная жидкость со своеобразным запахом, напоминающим запах горького миндаля. Молярная масса 61,042; Т_пл = –29,0С; Т_кип = 102С (при 0,1 МПа); = 1,13816; = 1,38188. Растворимость в воде – 9–10 г в 100 мл при 20С; растворяется в этаноле, диэтиловом эфире.

Применяется в качестве растворителя, например, эфироцеллюлозных лаков, виниловых смол; горючего для реактивных двигателей; добавки к дизельному топливу.

Отличительная реакция

Нагревают 0,5 мл нитрометана с 1 мл 1н раствора едкого калия; смесь окрашивается в желтый цвет. Затем прибавляют несколько капель хлорного железа и осторожно по каплям разбавленную соляную кислоту, при этом смесь окрашивается в кроваво-красный цвет.

Контрольные вопросы

1. Написать уравнения реакций: а) монохлоруксусной кислоты с углекислым натрием при комнатной температуре, б) между обра­зовавшимся продуктом и нитритом натрия, в) разложения вновь по­лученного вещества, г) суммарное уравнение реакций, д) гидролиза хлорацетата натрия в щелочной среде, его механизм, е) образования эфира азотистой кислоты при взаимодействии нитрита с хлорацетатом натрия, ж) гидролиза углекислого натрия при комнатной температуре и при нагревании, з) взаимодействия нитрометана со щелочью [1–11, 37].

2. При применении готового хлорацетата натрия взять его в количестве, эквимолекулярном количеству хлоруксусной кислоты. Уменьшить при этом количество углекислого натрия на величину, необходимую для нейтрализации хлоруксусной кислоты.

3. С какой целью приемник для нитрометана охлаждают?

4. По какой причине насыщают хлористым натрием водный слой?

5. С чем связано изменение окраски при проведении отличительной реакции?

5.3. -Нитронафталин

Сведения о веществах, принимающих участие в реакции, и вспомогательных материалах, представлены в табл. 8.

Таблица 8. Вещества, принимающие участие в реакции синтеза -нитронафталина, и вспомогательные материалы

Реактив	Плотность, г/см^3	Концентрация, %	Количество
			г	мл
Нафталин	–	98,0	16,6	–
Азотная кислота	1,340	[29]	–	18,0
Серная кислота	1,830	[29]	–	14,3
Вода дистиллированная	1,000	–	–	–
Этанол (разб.)	0,812	96,0 (об.)	–	–
Уголь активированный	–	–	–	–
Универсальная индикаторная бумага	–	–	–	–

Примечание. Перед началом синтеза уточнить концентрации имеющихся в лаборатории реактивов.