Nitrotoluole

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Nitrotoluole

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Nitrotoluole
Name 2-Nitrotoluol 3-Nitrotoluol 4-Nitrotoluol
Andere Namen o-Nitrotoluol,
2-Nitro-1-methylbenzol,
ONT, 2-NT
m-Nitrotoluol,
3-Nitro-1-methylbenzol
 
p-Nitrotoluol,
4-Nitro-1-methylbenzol
 
Strukturformel O-Nitrotoluol.svg M-Nitrotoluol.svg P-Nitrotoluol.svg
CAS-Nummer 88-72-2 99-08-1 99-99-0
PubChem 6944 7422 7473
Summenformel C7H7NO2
Molare Masse 137,14 g·mol−1
Aggregatzustand flüssig fest
Kurzbeschreibung gelbe aromatisch bittermandelartig
riechende Flüssigkeiten
kristalliner Feststoff
 
Schmelzpunkt −4,1 °C[1] 16,1 °C[2] 52 °C[3]
Siedepunkt 222 °C[1] 232 °C[2] 238 °C[3]
Dampfdruck 5,11 Pa (30 °C)[4]
30,47 Pa (50 °C)[4]
Löslichkeit praktisch unlöslich in Wasser,
löslich in Aceton, Benzol, Ethanol, Ether und Chloroform
GHS-
Kennzeichnung
aus EU-Verordnung (EG) 1272/2008 (CLP) [5]
08 – Gesundheitsgefährdend 07 – Achtung 09 – Umweltgefährlich
aus EU-Verordnung (EG) 1272/2008 (CLP) [6]
08 – Gesundheitsgefährdend 07 – Achtung 09 – Umweltgefährlich
aus EU-Verordnung (EG) 1272/2008 (CLP) [7]
06 – Giftig oder sehr giftig 08 – Gesundheitsgefährdend 09 – Umweltgefährlich
H- und P-Sätze 350-340-361f-302-411 302-373-411 331-311-301-373-411
keine EUH-Sätze keine EUH-Sätze keine EUH-Sätze
201-​273-​281-​308+313 273-​315 273-​280-​309+310
302+352-​304+340
Gefahrstoff-
kennzeichnung
aus EU-Verordnung (EG) 1272/2008 (CLP) [5]
Giftig Umweltgefährlich
Giftig Umwelt-
gefährlich
(T) (N)
aus EU-Verordnung (EG) 1272/2008 (CLP) [6]
Giftig
Giftig
(T)
aus EU-Verordnung (EG) 1272/2008 (CLP) [7]
Giftig Umweltgefährlich
Giftig Umwelt-
gefährlich
(T) (N)
R-Sätze 45-46-22-62-51/53 23/24/25-33 23/24/25-33-51/53
S-Sätze 53-45-61 28-36/37-45 (1/2)-28-37-45-61

Die Nitrotoluole bilden eine Stoffgruppe in der Chemie und sind aromatische Verbindungen mit einer Methylgruppe (–CH3) und einer Nitrogruppe (–NO2) als Substituenten am Benzolring. Durch unterschiedliche Anordnung der Substituenten (ortho, meta oder para) ergeben sich drei Konstitutionsisomere mit der Summenformel C7H7NO2. Das Stoffgemisch entsteht bei der Nitrierung von Toluol, wobei 2- und 4-Nitrotoluol die Hauptprodukte sind. Nitrotoluole treten als Zwischenprodukte bei der TNT-Herstellung auf und können dementsprechend häufig als Rüstungsaltlast im Boden und Grundwasser nachgewiesen werden.

Darstellung

Bei der elektrophilen aromatischen Substitution von Toluol mit Salpetersäure ist der +I-Effekt der Methylgruppe für die Direktion des Zweitsubstituenten ausschlaggebend. Als Hauptprodukte entstehen 2-Nitrotoluol (ortho) mit 65 % und 4-Nitrotoluol (para) mit 30 %, 3-Nitrotoluol (meta) dagegen nur zu 5 %.[8]

Nitrierung von Toluol zu Nitrotoluol

Das 3-Nitrotoluol ist aus 3-Nitro-4-aminotoluol zugänglich, indem man die Aminogruppe diazotiert und das entstandene Diazoniumsalz reduktiv mit Ethanol umsetzt (Dediazonierung).[9]

Eigenschaften

Die Siedepunkte der drei Isomere liegen nah beieinander, während ihre Schmelzpunkte sich deutlich unterscheiden. Das 4-Nitrotoluol, das die höchste Symmetrie aufweist, besitzt den höchsten Schmelzpunkt.

Verwendung

Die Nitrotoluole sind Zwischenprodukte bei der Herstellung von Toluidinen, bei der organischen Synthese von Pestiziden, Arznei-, Farb- und Kunststoffen.

2- und 4-Nitrotoluol sind Zwischenprodukte bei der TNT-Herstellung, sie werden zunächst zu 2,4-Dinitrotoluol weiternitriert. Man findet sie in Gesteins- und Bergbausprengstoffen.[10] 2-Nitrotoluol wird außerdem Plastiksprengstoffen als Markierungsstoff zugesetzt.

Generell sind die Nitrobenzoesäuren aus den Nitrotoluolen durch Oxidation der Methylgruppe zugänglich. So wird z. B. 4-Nitrotoluol durch Natriumdichromat in Gegenwart von konzentrierter Schwefelsäure zur 4-Nitrobenzoesäure oxidiert.[11]

Darstellung von 4-Nitrobenzoesäure

Sicherheitshinweise

Die Nitrotoluole können explosive Dämpfe bilden, greifen Gummi und Kunststoffe an und sind krebserregend.

Einzelnachweise

  1. 1,0 1,1 Eintrag zu 2-Nitrotoluol in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 1. März 2008 (JavaScript erforderlich).
  2. 2,0 2,1 Eintrag zu 3-Nitrotoluol in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 1. März 2008 (JavaScript erforderlich).
  3. 3,0 3,1 Eintrag zu 4-Nitrotoluol in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 1. März 2008 (JavaScript erforderlich).
  4. 4,0 4,1 H. Félix-Rivera, M.L. Ramírez-Cedeño, R.A. Sánchez-Cuprill, S.P. Hernández-Rivera: Triacetone triperoxide thermogravimetric study of vapor pressure and enthalpy of sublimation in 303–338 K temperature range, in: Thermochim. Acta, 2011, 514, S. 37–43; doi:10.1016/j.tca.2010.11.034.
  5. 5,0 5,1 Eintrag aus der CLP-Verordnung zu CAS-Nr. 88-72-2 in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA (JavaScript erforderlich)
  6. 6,0 6,1 Eintrag aus der CLP-Verordnung zu CAS-Nr. 99-08-1 in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA (JavaScript erforderlich)
  7. 7,0 7,1 Eintrag aus der CLP-Verordnung zu CAS-Nr. 99-99-0 in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA (JavaScript erforderlich)
  8. Beyer / Walter: Lehrbuch der Organischen Chemie; 19. Auflage; S. Hirzel Verlag; Stuttgart 1981; ISBN 3-7776-0356-2; S. 456.
  9. H. T. Clarke, E. R. Taylor: m-Nitrotoluene. In: Organic Syntheses. Coll. Vol. 1, p. 415 (1941); PDF.
  10. http://www.umwelt.sachsen.de/lfug/Salfaweb/salfaweb-nt/berichte/FuE_Stv/Stv-2-Nitrot.html.
  11. O. Kamm, A. O. Matthews: p-Nitrobenzoic acid. In: Organic Syntheses. Coll. Vol. 1, p. 392 (1941); PDF.

Weblinks