硝基苯合成及新工艺课稿.ppt

硝基苯毒性 硝基苯污染皮肤后的吸收率为2mg/cm2·h,其蒸气可同时经皮肤和呼吸道吸收,在体内总滞留率可达80% 。硝基苯的转化物主要为对氨基酚,还有少量间硝基酚与对硝基酚,和邻与间氨基酚。生物转化所产生的中间物质,其毒性常比其母体为强。硝基苯在体内经转化后,水溶性较高的转化物即可经肾脏排出体外,完成其解毒过程。硝基苯的主要毒作用: a.形成高铁血红蛋白的作用:主要是硝基苯在体内生物转化所产生的中间产物对氨基酚、间硝基酚等的作用。b.溶血作用:发生机制与形成高铁血红蛋白的毒性有密切关系。硝基苯进入人体后,经过转化产生的中间物质,可使维持细胞膜正常功能的还原型谷胱甘肽减少,从而引起红细胞破裂,发生溶血。c.肝脏损害:硝基苯可直接作用于肝细胞致肝实质病变。引起中毒性肝病、肝脏脂肪变性。严重者可发生亚急性肝坏死。d.急性中毒者还有肾脏损害的表现,此种损害也可继发于溶血。 　　 实验室中硝基苯的合成方法 最常用的硝化剂是浓硝酸与浓硫酸混合液，常称混酸。在硝化反应中，因被硝化物结构的不同所需的混酸浓度和反应温度也各不相同，硝化反应是不可逆反应，混酸中浓硫酸的作用不仅在于脱水，更重要的是有利于NO2+离子的生成，增加NO2+离子的浓度，加快反应速度，进而提高硝化能力。硝化反应是强放热反应，进行硝化反应时，必须严格控制升温和加料速度，同时进行充分的搅拌。 主要仪器和药品 三口烧瓶（250ml），温度计（0℃～100℃），量筒（10ml），分流漏斗（120ml）玻璃漏斗（20mm）（8mm，L300ml），锥形瓶（100ml），水浴锅。 苯、浓硝酸、浓硫酸、碳酸钠溶液（10%）、饱和食盐水，无水氯化钙、PH试纸等。 实验内容 在250ml三口烧瓶中加入17.8ml苯，三口烧瓶配上一支300mm长的玻璃管作为空气冷凝管，左口装一支0℃～100℃温度计，右口装上液滴漏斗，将冷却的混酸分批加入，每加一次后，必须充分振荡烧瓶，使苯和混酸充分接触，此时反应液温度升高，待反应液温度不再上升，且趋于下降时，再继续加混酸，加酸时，要使反应的温度控制在40～50℃，若超过50度，可用冷水浴冷却，加料完毕后，将烧瓶放在50℃的水浴中，并加热使烧瓶中的反应液的温度控制在60℃～65℃并保持40min。在此期间应间歇地摇荡烧瓶。 反应结束后，将烧瓶移出水浴，待反应液冷却后，将其倒入分液漏斗中，静置，分层，分出酸层。将酸液倒入指定的回收瓶中，粗硝基苯用等体积的冷水洗涤，再用10%的碳酸钠溶液洗涤多次，直到洗涤液不显酸性，最后用去离子水洗至中性，将粗硝基苯从分液漏斗中放入干燥的小锥形瓶中，加入无水氯化钙干燥，并间歇地摇荡锥形瓶。将粗硝基苯倒入干燥的小锥形瓶中，称重，并计算产率。 注意事项 1、 混酸配法：在50ml锥形瓶中加入20.0ml浓硫酸，把锥形瓶放放冷水浴中，在摇动条件下将14.6ml的硝酸慢慢加入浓硫酸中，混匀。 2、 苯的硝化是一个放热反应，在开始加入混酸时，硝化反应速度较快，每次加入的混酸量宜为0.5ml～1.0ml.随着混酸的加入，硝基苯逐渐生成，反应混合物中苯的浓度逐渐降低，硝反反应的速度也随之减慢，所以在加后一半混酸是，每次混酸可加入1.0ml～1.5ml 。 3、用吸管吸取少量上层反应液，滴到饱和食盐水中，当观察到油珠下沉时，则表示硝化反应已经完成。 4、 硝基苯有毒，处理时需多加小心，如果溅到皮肤上，可先用少量酒精洗控擦，再用肥皂水洗净。 硝基苯合成工艺 1、混酸硝化法 2、绝热硝化法 3、硝酸硝化法 4、氮的氧化物硝化法 混酸法 工艺过程包括:混酸配制、硝化、产物分离、产品精制、废酸处理等 混酸硝化法的优点是:硝化能力强,反应速度快,硝化产率高;硫酸比热容大,能吸收硝化反应中放出的热量,传热效率高,可使硝化反应平稳地进行;产品纯度较高,不易发生氧化等副反应 混酸硝化法的缺点是:产生大量待浓缩的废硫酸和含硝基苯的废水,以及对于硝化设备要求具有足够的冷却面积 绝热硝化法 在该绝热硝化工艺中，苯在大量的硫酸存在下进行硝化，硫酸则吸收反应热和稀释热作为显热使得体系温度升高，这样在真空条件下便可利用闪蒸浓缩酸，从而大大减少去除水所需的能量。同时，由于反应热被酸吸收，反应器中也就不再需要冷却蛇管。该技术既避免了硫酸的处理问题，又减少了苯的扩散损失，并使硝基苯的产率达到99％以上。该工艺生产所需的能量只有等温硝化工艺的10％，且比等温硝化工艺所需费用少30％。 硝酸硝化法 方法：主要有液相硝化、气相硝化、苯和硝酸一同通过高分子膜进行硝化等。 特点：主要困难是反应生成的水会使硝化速度下降因而必须设法保持较高的硝酸含量。设备必须是不锈钢材质必须设投资费用高,而且要使反应过程中的硝酸保持高