Vegyipari és Petrolkémiai Technológiák Szerves Kémiai Technológia

4. NITRÁLÁS
Nitrálásnak nevezzük azt az eljárást, melynek során szerves vegyületekbe
nitrálószerrel (salétromsavval vagy más reagenssel) -NO2 nitro-csoportot viszünk
be, úgy hogy e-csoport C- vagy N-atomhoz kapcsolódik [1]. A nitrálás gyakran
alkalmazott alapfolyamat az intermedierek és végtermékek elıállításában. Fontosak a
nitrovegyületek a mőanyag-, színezék- és robbanószer iparban.
4.1. ALIFÁS VEGYÜLETEK NITRÁLÁSA
A kis szénatomszámú paraffinok nitrálásához magas hımérséklet (350 – 500 o C),
gızfázisú reakció és híg (35-70 %-os) salétromsav alkalmazása az elınyös.
Alkalmazható az alifás vegyületek nitráláshoz nitrogén-dioxid is. A termék nem
egységes, izomer nitrovegyületek valamint az izomer nitrovegyületeken kívül kisebb
molekulasúlyú nitroszármazékok és oxidált termékek is keletkeznek.
Az alifás és az aromás vegyületek nitrálásának mechanizmusa különbözı.
Az alifás szénhidrogének nitrálása gyökös reakciómechanizmus szerint megy végbe,
a folyamatot oxigén, bróm vagy klór iniciálja.
Az etán nitrálásának feltételezett mechanizmusa a következı [1]:
A reakció elsı lépése a nitráló ágensként használatos híg (35-70 %-os) salétromsav
homolizise: HO-NO 2 -------> OH * +NO * 2 (4-1)
A feltételezések szerint a következı lépésben a hidroxilgyök vizet képezve
szénhidrogéngyökké alakítja a nitrálandó vegyületet.
CH 3 – CH 3 + OH * -------> CH 3 CH 2 * + H 2 O (4-2)
Ez salétromsavval vagy nitrogyökkel nitrovegyületté alakul.
*
CH 3 CH 2 + HO-NO 2 -------> CH 3 CH 2 NO 2 + OH * (4-3)
Mellékreakcióban a szénhidrogéngyök a hidroxilgyökkel alkoholt képez.
CH 3 – CH 2 * + OH * -------> CH 3 CH 2 -OH (4-4)
A melléktermék alkohol egy része nitritté alakul és ez kisebb molekulákká tördelıdik.
CH 3 – CH 2 ONO -------> CH 3 CH 2 -O * + NO * , (4-5)
CH 3 – CH 2 O * -------> CH * 3 + CH 2 O , (4-6)
CH 3 * + NO * 2 -------> CH 3 NO 2 (4-7)
79