Sintesi del meta-dinitro-benzene

Premetto si operare sotto cappa aspirante efficiente data la tossicità de componenti utilizzati.

Ho riscaldato la miscela che ho usato per la nitrazione del benzene a nitrobenzene,una parte di nitrobenzene dopo separazione con imbuto separatore è rimasta nella miscela di nitrazione.

Continuando a riscaldare la temperatura di ebollizione si ferma a 120°C e distilla una sostanza solida giallina che tappezza le pareti del refrigerante ad aria e si raccoglie in un pallone posto in un recipiente contenente ghiaccio.La sostanza è certamente il meta-dinitro-benzene(1,3 dinitrobenzene).

C6H5NO2 + HNO3 ==> C6H4(NO2)2 + H2O

La meta dinitro benzene si è solubilizzato nell'alcol etilico 95°C da cui si può separare formando dei cristalli giallo chiari.

Pezzetti di Dinitrobenzene

Se uno ne volesse ottenerne di più si prendono 60 gr di Nitrobenzene riscaldato a 100°C e si aggiunge una miscela di 80gr di acido nitrico 80% di 95 gr di acido solforico concentrato si agita il tutto con l'agitatorre magnetico.Questa soluzione si fa cadere a goccia a goccia su nitrobenzene, per trenta minuti e non si deve superare la temperatura di 115-120 .Poi si raffredda e si aggiunge acqua che fa precipitare il metadinitrobenzene che si secca e si lascia cristallizzare dopo averlo sciolto in alcol etilico 95°.

La foto (non si apre, si vede solo in piccolo) è quello da te ottenuto?

In tal caso, molto bene! Prova magari il p.f. (se puro, 89-90°)

Nella procedura seguente che hai messo, usi HNO3 all'80%...altre procedure sono simili, ma indicano di solito sempre HNO3 d.1,5 ovvero al 98% per avere maggior resa e nitrare fino in fondo.

Il tri-derivato è estremamente più duro, economicamente quasi impossibile quindi anche se ricade nel :esplosivo: il problema non sussiste...

Ho voluto riprendere il discorso su questa sintesi cercando di dare maggiori dettagli operativi.

Reagenti:

- acido nitrico (densità a 20 °C = 1,50)

- acido solforico 66 Bè

- nitrobenzene (CAS 98-95-3)

- etanolo 95%

- ghiaccio tritato

- carbonato di sodio anidro

- NaOH soluzione acquosa al 30%

Nota: tutti i reagenti devono essere di buona purezza, non è necessario che siano per analisi.

Apparecchiature e vetreria

- n° 2 beute da 500 mL con raccordo conico 29/32 + tappo in vetro

- refrigerante di Liebig, lunghezza 250 mm, cono NS 29/32

- agitatore magnetico termoriscaldante con ancoretta magnetica da almeno 40 mm

- termometro in vetro con scala 0/150 °C, lunghezza ca. 150 mm

- contenitore in vetro adatto a contenere la beuta e il ghiaccio tritato

- beker da 600 mL

Procedura:

Avvertenza:Le operazioni descritte qui di seguito devono essere condotte sotto idonea cappa aspirante. Durante la manipolazione dei prodotti chimici usare sempre idonei guanti protettivi e indossare gli occhiali. Tenere sempre a portata di mano un secchio colmo d'acqua.

Nella prima beuta si introducono 61,5 g di nitrobenzene e si chiude con il tappo per limitare le esalazioni di prodotto. Preparare a parte il contenitore con il ghiaccio tritato e posizionarvi la seconda beuta. Il tutto va poi collocato sull'agitatore magnetico.

Introdurre quindi 225 g di acido solforico e di seguito, sotto continua agitazione dell'ancoretta, goccia a goccia, 70 g di acido nitrico. Controllare con l'ausilio del termometro immerso nell'acido che la temperatura non superi mai i 10 °C. Al termine di questa fase la miscela solfonitrica è pronta all'uso.

Montare il refrigerante sulla prima beuta (quella con il nitrobenzene), posizionare il termometro internamente ( di lato, evitando che tocchi l'ancoretta in rotazione) e iniziare a introdurre molto lentamente dall'alto la miscela solfonitrica. Si regola tale aggiunta in modo che la temperatura dei reagenti non superi mai i 115 °C. Terminata l'aggiunta si scalda per almeno 30 minuti badando di non superare il limite prefissato.

Si travasa il tutto in un beker da 500 mL. Si lascia raffreddare a circa 60/70 °C, poi sotto energica agitazione si aggiungono con estrema attenzione per evitare schizzi, circa 300 g di acqua freddissima.

Il m-dinitrobenzene precipita sotto forma di una massa grumosa (vedi foto seguente)

Si separa il liquido mediante decantazione e aspirazione con pipetta.

Il m-dinitrobenzene greggio avrà questo aspetto:

Si addizionano quindi circa 300 g di acqua molto calda, proseguendo il riscaldamento su piastra fino a che tutto fonda, cosa che avviene a circa 90 °C. Aggiungere a piccole dosi carbonato di sodio solido finché cessi l'effervescenza e poi ancora un poco in modo da avere un pH nettamente basico.

Lasciare raffreddare bene e separare la parte liquida.

Ripetere l'aggiunta di acqua calda ma stavolta addizionare sotto continua agitazione la soluzione di NaOH fino a raggiungere un pH superiore a 10.

Dopo raffreddamento e decantazione si ottiene un prodotto già abbastanza puro. Si procede infine alla sua purificazione sciogliendo il prodotto grezzo in alcole etilico caldo, filtrando poi su Buchner i cristalli che si separano dopo raffreddamento.

Ecco il prodotto finale:

La resa è dell'87%.

saluti

Mario