www.wikidata.uk-ua.nina.az

Ксилени о ксилен м ксилен п ксиленКсиле ни ксило ли від грец ξύλον xylon деревина органічні сполуки ряду аренів ізомери

Ксилени

о-ксилен м-ксилен п-ксилен

Ксиле́ни, ксило́ли (від грец. ξύλον, xylon — деревина) — органічні сполуки ряду аренів, ізомери складу C6H4(CH3)2. Залежно від взаємного розташування метильних груп у бензеновому ядрі розрізняють: орто-ксилен (1,2-диметилбензен), мета-ксилен (1,3-диметилбензен) і пара-ксилен (1,4-диметилбензен).

Історія Редагувати

Ксилени вперше були виділені 1850 року французьким хіміком Огюстом Кауром з неочищеного деревного спирту. В 1855 році їх отримали з кам'яновугільної смоли німецький біохімік Карл Генріх Ріттхаузен і британський хімік Артур Герберт Черч.

У проміжку з 1865 по 1869 роки Фіттіг та Ернст з'ясували, що виділена зі смоли речовина «ксилен» не є однією сполукою. Для перевірки цієї теорії вони синтезували ксилен з толуену, назвавши його метилтолуен (пізніше стало відомо, що ним є пара-ксилен). Після порівняння властивостей отриманого «метилтолуену» та «ксилену» дослідники дійшли до висновку, що присутні сполуки мають різні положення метильної групи.

У 1865 році Фіттіг розробив метод синтезу ксилену, що полягав у перегонці кальцієвої солі 2,4,6-триметилбензойної (мезитойної) кислоти. І хоча отримана сполука виявляла властивості, подібні до раніше отриманих «ксилену» та «метилтолуену», вона не була ідентичною до них. Її назвали ізоксилен (мета-ксилен). В ході подальших досліджень Фіттіг ідентифікував третій ізомер — орто-ксилен, що був виділений з кам'яновугільної смоли Оскаром Якобсоном у 1877 році.

Поширення у природі Редагувати

Цей розділ потребує доповнення. (березень 2016)

Основним джерелом ксиленів у природі є нафта. Також для їхнього добування застосовується вугілля.

Фізичні властивості Редагувати

орто-Ксилен мета-Ксилен пара-Ксилен
Зовнішній вигляд безбарвна рідина
Густина, г/см³ 0,8760 0,8599 0,8567
Температура плавлення, °C -25,2 -47,8 13,25
Температура кипіння, °C 144,4 139,1 138,4
Розчинність у воді, г/л 0,171 0,161 0,181
В'язкість, мПа·с 1,084 (0 °C)
0,760 (25 °C)
0,561 (50 °C)		 0,795 (0 °C)
0,581 (25 °C)
0,445 (50 °C)		 0,603 (25 °C)
0,457 (50 °C)
0,359 (75 °C)
Показник заломлення 1,5054 1,4971 1,4958
Діелектрична проникність 2,562 2,359 2,2735
Температура спалаху, °C 32 27 27
Вибухові границі, % 1—7
Температура самозаймання, °C 463 527 528
Якщо не зазначено інше, дані приведені для речовин у стандартному стані (за 25 °C, 100 кПа)

Отримання Редагувати

Каталітичний риформінг Редагувати

Ксилени (переважно пара- та орто) отримують з легких фракцій (температурою 65—170 °C).

Отримання з толуену Редагувати

Толуен диспропорціонує з утворенням бензену і ксилену (переважно пара- та орто-):

Також він отримує метильну групу внаслідок трансалкілювання при взаємодії з алкілбензенами, що мають більший бічний ланцюг, в тому числі з етилбензеном.

Інші методи Редагувати

Ксилени можна синтезувати шляхом алкілювання бензенового ядра за реакцією Фріделя — Крафтса:

Введення другої метильної групи здійснюється за орто- або пара-положеннями, оскільки перший метильний замісник є орієнтантом першого роду.

Складність синтезу шляхом алкілювання полягає в тому, що продукти мають здатність ізомеризуватися, особливо за великого надлишку каталізаторів. Так, п- і о-ксилени можуть ізомеризуватися до м-ксилену.

Хімічні властивості Редагувати

Хімічні властивості ксиленів більшою мірою визначаються наявність метильних груп.

Окиснення Редагувати

При окисненні ксиленів відбуваються переважно перетворення CH3-груп. Так, при взаємодії з сильними окисниками типу дихроматів, перманганатів, метильні групи окиснюються до карбоксильних. Ця реакція має широке значення в отриманні промислово важливої терефталевої кислоти (бензен-1,4-діової) з п-ксилену.

Окрім того є можливим проведення неповного окиснення метильних груп — за допомогою суміші оксиду хрому(VI) та оцтового ангідриду. Окиснення проходить лише до стадії отримання альдегідних груп, оскільки подальший процес є неможливим через приєднання до атомів Карбону ацильних груп, які за даних умов є стійкими. Подальшим кислотним гідролізом отримують ароматичний діальдегід.

Окремий випадок складає каталітичне окиснення о-ксилену до фталевого ангідриду:

До випадків окиснення бензенового кільця можна віднести озоноліз ксиленів — відбувається розрив подвійних зв'язків та утворення простіших оксосполук. Наприклад, при озонолізі о-ксилену утворюються гліоксаль, метилгліоксаль і діацетил у співвідношенні 3:2:1.

Відновлення Редагувати

Повне відновлення (гідрування) ксиленів іде з утворенням диметилциклогексанів. При цьому утворюється суміш цис- і транс-ізомерів, що відрізняються положенням CH3-груп по відношенню до площини бензенового кільця. При гідруванні на твердих каталізаторах переважними є цис-ізомери — це пов'язано із цис-розташуванням метильних груп при закріпленні на поверхні каталізатору. Так, продуктами гідрування на родієвому каталізаторі (при 100 °C, 30 атм) є цис- і транс-ізомери у співвідношенні 9:1.

Неповне відновлення ксиленів проходить із утворенням заміщених циклогексадієнів. Таку реакцію можна здійснити відновленням натрієм в рідкому аміаці (відновлення за Берчем):

У промисловості відновлення ксиленів як нафтової сировини застосовують для отримання бензену: при високих температурах відбувається деметилювання, що веде до утворення бензену і метану:

Галогенування Редагувати

Подібно до толуену, галогенування ксиленів відбувається за вільнорадикальним механізмом, у бічний ланцюг. Взаємодія з хлором та бромом при наявності сонячного світла веде до утворення моно- і дигалогенопохідних.

Токсичність Редагувати

Потрапляння ксиленів до організму можливе шляхом інгаляції або резорбції крізь шкіру.

Їхня повторювана дія спричинює подразнення дихальних шляхів та слизових оболонок. Контактуючи зі шкірою, вони можуть залишати пухирці і провокувати дерматит. При концентрації у повітрі від 100 до 1000 см³/м³ ксилени подразнюють ЦНС, наслідками чого можуть бути сповільнена реакція, головний біль, нудота. Також спостерігаються зміни кров'яного тиску. Дія ксиленів у великих дозах (близько 10 000 см³/м³) призводить до набряку легень і подальшої смерті.

Тривала дія ксиленів призводить до сильного пошкодження ЦНС, внаслідок чого з'являється порушення сну, диспепсія. Усі симптоми є зворотніми. Окрім поступового збільшення толерантності до подразника, може також спостерігатися звикання (ксилени демонструють пренаркотичну і наркотичну дії).

Ксилени не проявляють явних канцерогенних і мутагенних властивостей. У довготермінових експериментах з пацюками дія ксиленів мала незначний вплив на розвиток плоду.

Застосування Редагувати

Основна частина ксиленів (які здебільшого отримують за допомогою риформінгу) застосовується як додатки до пального. пара-Ксилен має найбільше практичне значення — з нього синтезують терефталеву кислоту, що йде на виробництво диметилтерефталату і поліетилентерефталату. Отримуваний орто-ксилен є прекурсором для отримання фталевого ангідриду — компоненту пластифікаторів. Також з орто-ксилену синтезують фталонітрил, котрий використовується в отриманні барвників фталоціанів. Мета-ксилен може використовуватися для синтезу ізофталевої кислоти, що йде на отримання поліестерів, ізофталонітрилу та його похідної — фунгіциду тетрахлороізофталонітрилу, однак загалом він не має значного застосування, тому основну його частину ізомеризують з метою добування інших ксиленів.

Ксилени можуть використовуватися в ролі розчинників та компонентів покриттів, але це застосування не є поширеним через їхню небезпеку для довкілля.

Розчин ксилену використовують для депарафінізації при виділення ДНК з архівних тканин, що були фіксовані в формальдегіді та залучені в парафіновий блок.

Див. також Редагувати

Вікісховище має мультимедійні дані за темою: Ксилени

Примітки Редагувати

  1. Робертс, Дж., Касерио, М. Основы органической химии / Под ред. А. Н. Несмеянова. — М. : Мир, 1978. — Т. 2. — С. 193—194. (рос.)
  2. Реутов, Курц, Бутин, 1999, с. 386.
  3. Чирва В. Я., Ярмолюк С. М., Толкачова Н. В., Земляков О. Є. Органічна хімія. — Львів : БаК, 2009. — С. 662. — ISBN 966-7065-87-4.
  4. Реутов, Курц, Бутин, 1999, с. 389.
  5. Травень В. Ф. Органическая химия. Учебник для вузов. — М. : ИКЦ «Академкнига», 2004. — Т. 1. — С. 478. — ISBN 5-94628-068-6. (рос.)
  6. Ластухін Ю. О., Воронов С. А. Органічна хімія : підручник. — Вид. 3-тє, стереотипне. — Львів : Центр Європи, 2006. — С. 620. — ISBN 966-7022-19-6.
  7. Реутов, Курц, Бутин, 1999, с. 381—382.

Джерела Редагувати

  • CRC Handbook of Chemistry and Physics / Lide, D. R., editor. — 86th. — Boca Raton (FL) : CRC Press, 2005. — 2656 p. — ISBN 0-8493-0486-5. (англ.)
  • Cannella, William J. Xylenes and Ethylbenzene // Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. — 4th. — New York : John Wiley & Sons, 2004. — Vol. Supplement. — P. 410—424. — ISBN 978-0-471-48517-9. — DOI:10.1002/0471238961.2425120503011414.a01. (англ.)
  • Lange's Handbook of Chemistry / Dean, John A., editor. — 15th. — New York : McGraw-Hill, 1999. — ISBN 0-07-016384-7. (англ.)
  • Fabri, J., Graeser, U., Simo, Thomas A. Xylenes // Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. — 6th. — Weinheim : Wiley-VCH, 2005. — 21 p. — DOI:10.1002/14356007.a28_433. (англ.)
  • Реутов О. А., Курц А. Л., Бутин К. П. Органическая химия. — М. : Изд. МГУ, 1999. — Т. 2. — С. 386. — ISBN 5-211-03491-0. (рос.)
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри
Дата публікації:
o ksilen m ksilen p ksilenKsile ni ksilo li vid grec 3ylon xylon derevina organichni spoluki ryadu areniv izomeri skladu C6H4 CH3 2 Zalezhno vid vzayemnogo roztashuvannya metilnih grup u benzenovomu yadri rozriznyayut orto ksilen 1 2 dimetilbenzen meta ksilen 1 3 dimetilbenzen i para ksilen 1 4 dimetilbenzen Zmist 1 Istoriya 2 Poshirennya u prirodi 3 Fizichni vlastivosti 4 Otrimannya 4 1 Katalitichnij riforming 4 2 Otrimannya z toluenu 4 3 Inshi metodi 5 Himichni vlastivosti 5 1 Okisnennya 5 2 Vidnovlennya 5 3 Galogenuvannya 6 Toksichnist 7 Zastosuvannya 8 Div takozh 9 Primitki 10 DzherelaIstoriya RedaguvatiKsileni vpershe buli vidileni 1850 roku francuzkim himikom Ogyustom Kaurom z neochishenogo derevnogo spirtu V 1855 roci yih otrimali z kam yanovugilnoyi smoli nimeckij biohimik Karl Genrih Ritthauzen i britanskij himik Artur Gerbert Cherch U promizhku z 1865 po 1869 roki Fittig ta Ernst z yasuvali sho vidilena zi smoli rechovina ksilen ne ye odniyeyu spolukoyu Dlya perevirki ciyeyi teoriyi voni sintezuvali ksilen z toluenu nazvavshi jogo metiltoluen piznishe stalo vidomo sho nim ye para ksilen Pislya porivnyannya vlastivostej otrimanogo metiltoluenu ta ksilenu doslidniki dijshli do visnovku sho prisutni spoluki mayut rizni polozhennya metilnoyi grupi U 1865 roci Fittig rozrobiv metod sintezu ksilenu sho polyagav u peregonci kalciyevoyi soli 2 4 6 trimetilbenzojnoyi mezitojnoyi kisloti I hocha otrimana spoluka viyavlyala vlastivosti podibni do ranishe otrimanih ksilenu ta metiltoluenu vona ne bula identichnoyu do nih Yiyi nazvali izoksilen meta ksilen V hodi podalshih doslidzhen Fittig identifikuvav tretij izomer orto ksilen sho buv vidilenij z kam yanovugilnoyi smoli Oskarom Yakobsonom u 1877 roci Poshirennya u prirodi RedaguvatiCej rozdil potrebuye dopovnennya berezen 2016 Osnovnim dzherelom ksileniv u prirodi ye nafta Takozh dlya yihnogo dobuvannya zastosovuyetsya vugillya Fizichni vlastivosti Redaguvatiorto Ksilen meta Ksilen para KsilenZovnishnij viglyad bezbarvna ridinaGustina g sm 0 8760 0 8599 0 8567Temperatura plavlennya C 25 2 47 8 13 25Temperatura kipinnya C 144 4 139 1 138 4Rozchinnist u vodi g l 0 171 0 161 0 181V yazkist mPa s 1 084 0 C 0 760 25 C 0 561 50 C 0 795 0 C 0 581 25 C 0 445 50 C 0 603 25 C 0 457 50 C 0 359 75 C Pokaznik zalomlennya 1 5054 1 4971 1 4958Dielektrichna proniknist 2 562 2 359 2 2735Temperatura spalahu C 32 27 27Vibuhovi granici 1 7Temperatura samozajmannya C 463 527 528Yaksho ne zaznacheno inshe dani privedeni dlya rechovin u standartnomu stani za 25 C 100 kPa Otrimannya RedaguvatiKatalitichnij riforming Redaguvati Dokladnishe RiformingKsileni perevazhno para ta orto otrimuyut z legkih frakcij temperaturoyu 65 170 C Otrimannya z toluenu Redaguvati Toluen disproporcionuye z utvorennyam benzenu i ksilenu perevazhno para ta orto nbsp Takozh vin otrimuye metilnu grupu vnaslidok transalkilyuvannya pri vzayemodiyi z alkilbenzenami sho mayut bilshij bichnij lancyug v tomu chisli z etilbenzenom Inshi metodi Redaguvati Ksileni mozhna sintezuvati shlyahom alkilyuvannya benzenovogo yadra za reakciyeyu Fridelya Kraftsa nbsp Vvedennya drugoyi metilnoyi grupi zdijsnyuyetsya za orto abo para polozhennyami oskilki pershij metilnij zamisnik ye oriyentantom pershogo rodu Skladnist sintezu shlyahom alkilyuvannya polyagaye v tomu sho produkti mayut zdatnist izomerizuvatisya osoblivo za velikogo nadlishku katalizatoriv Tak p i o ksileni mozhut izomerizuvatisya do m ksilenu 1 Himichni vlastivosti RedaguvatiHimichni vlastivosti ksileniv bilshoyu miroyu viznachayutsya nayavnist metilnih grup Okisnennya Redaguvati Pri okisnenni ksileniv vidbuvayutsya perevazhno peretvorennya CH3 grup Tak pri vzayemodiyi z silnimi okisnikami tipu dihromativ permanganativ metilni grupi okisnyuyutsya do karboksilnih Cya reakciya maye shiroke znachennya v otrimanni promislovo vazhlivoyi tereftalevoyi kisloti benzen 1 4 diovoyi z p ksilenu Okrim togo ye mozhlivim provedennya nepovnogo okisnennya metilnih grup za dopomogoyu sumishi oksidu hromu VI ta octovogo angidridu Okisnennya prohodit lishe do stadiyi otrimannya aldegidnih grup oskilki podalshij proces ye nemozhlivim cherez priyednannya do atomiv Karbonu acilnih grup yaki za danih umov ye stijkimi Podalshim kislotnim gidrolizom otrimuyut aromatichnij dialdegid 2 Okremij vipadok skladaye katalitichne okisnennya o ksilenu do ftalevogo angidridu nbsp Do vipadkiv okisnennya benzenovogo kilcya mozhna vidnesti ozonoliz ksileniv vidbuvayetsya rozriv podvijnih zv yazkiv ta utvorennya prostishih oksospoluk Napriklad pri ozonolizi o ksilenu utvoryuyutsya glioksal metilglioksal i diacetil u spivvidnoshenni 3 2 1 3 Vidnovlennya Redaguvati Povne vidnovlennya gidruvannya ksileniv ide z utvorennyam dimetilciklogeksaniv Pri comu utvoryuyetsya sumish cis i trans izomeriv sho vidriznyayutsya polozhennyam CH3 grup po vidnoshennyu do ploshini benzenovogo kilcya Pri gidruvanni na tverdih katalizatorah perevazhnimi ye cis izomeri ce pov yazano iz cis roztashuvannyam metilnih grup pri zakriplenni na poverhni katalizatoru Tak produktami gidruvannya na rodiyevomu katalizatori pri 100 C 30 atm ye cis i trans izomeri u spivvidnoshenni 9 1 4 Nepovne vidnovlennya ksileniv prohodit iz utvorennyam zamishenih ciklogeksadiyeniv Taku reakciyu mozhna zdijsniti vidnovlennyam natriyem v ridkomu amiaci vidnovlennya za Berchem 5 nbsp U promislovosti vidnovlennya ksileniv yak naftovoyi sirovini zastosovuyut dlya otrimannya benzenu pri visokih temperaturah vidbuvayetsya demetilyuvannya sho vede do utvorennya benzenu i metanu 6 C 6 H 4 C H 3 2 2 H 2 600 o C 4 6 M P a C 6 H 6 2 C H 4 displaystyle mathrm C 6 H 4 CH 3 2 2H 2 xrightarrow 600 o C 4 6MPa C 6 H 6 2CH 4 nbsp Galogenuvannya Redaguvati Podibno do toluenu galogenuvannya ksileniv vidbuvayetsya za vilnoradikalnim mehanizmom u bichnij lancyug Vzayemodiya z hlorom ta bromom pri nayavnosti sonyachnogo svitla vede do utvorennya mono i digalogenopohidnih 7 Toksichnist RedaguvatiPotraplyannya ksileniv do organizmu mozhlive shlyahom ingalyaciyi abo rezorbciyi kriz shkiru Yihnya povtoryuvana diya sprichinyuye podraznennya dihalnih shlyahiv ta slizovih obolonok Kontaktuyuchi zi shkiroyu voni mozhut zalishati puhirci i provokuvati dermatit Pri koncentraciyi u povitri vid 100 do 1000 sm m ksileni podraznyuyut CNS naslidkami chogo mozhut buti spovilnena reakciya golovnij bil nudota Takozh sposterigayutsya zmini krov yanogo tisku Diya ksileniv u velikih dozah blizko 10 000 sm m prizvodit do nabryaku legen i podalshoyi smerti Trivala diya ksileniv prizvodit do silnogo poshkodzhennya CNS vnaslidok chogo z yavlyayetsya porushennya snu dispepsiya Usi simptomi ye zvorotnimi Okrim postupovogo zbilshennya tolerantnosti do podraznika mozhe takozh sposterigatisya zvikannya ksileni demonstruyut prenarkotichnu i narkotichnu diyi Ksileni ne proyavlyayut yavnih kancerogennih i mutagennih vlastivostej U dovgoterminovih eksperimentah z pacyukami diya ksileniv mala neznachnij vpliv na rozvitok plodu Zastosuvannya RedaguvatiOsnovna chastina ksileniv yaki zdebilshogo otrimuyut za dopomogoyu riformingu zastosovuyetsya yak dodatki do palnogo para Ksilen maye najbilshe praktichne znachennya z nogo sintezuyut tereftalevu kislotu sho jde na virobnictvo dimetiltereftalatu i polietilentereftalatu Otrimuvanij orto ksilen ye prekursorom dlya otrimannya ftalevogo angidridu komponentu plastifikatoriv Takozh z orto ksilenu sintezuyut ftalonitril kotrij vikoristovuyetsya v otrimanni barvnikiv ftalocianiv Meta ksilen mozhe vikoristovuvatisya dlya sintezu izoftalevoyi kisloti sho jde na otrimannya poliesteriv izoftalonitrilu ta jogo pohidnoyi fungicidu tetrahloroizoftalonitrilu odnak zagalom vin ne maye znachnogo zastosuvannya tomu osnovnu jogo chastinu izomerizuyut z metoyu dobuvannya inshih ksileniv Ksileni mozhut vikoristovuvatisya v roli rozchinnikiv ta komponentiv pokrittiv ale ce zastosuvannya ne ye poshirenim cherez yihnyu nebezpeku dlya dovkillya Rozchin ksilenu vikoristovuyut dlya deparafinizaciyi pri vidilennya DNK z arhivnih tkanin sho buli fiksovani v formaldegidi ta zalucheni v parafinovij blok Div takozh RedaguvatiVikishovishe maye multimedijni dani za temoyu KsileniToluen Ftaleva kislotaPrimitki Redaguvati Roberts Dzh Kaserio M Osnovy organicheskoj himii Pod red A N Nesmeyanova M Mir 1978 T 2 S 193 194 ros Reutov Kurc Butin 1999 s 386 Chirva V Ya Yarmolyuk S M Tolkachova N V Zemlyakov O Ye Organichna himiya Lviv BaK 2009 S 662 ISBN 966 7065 87 4 Reutov Kurc Butin 1999 s 389 Traven V F Organicheskaya himiya Uchebnik dlya vuzov M IKC Akademkniga 2004 T 1 S 478 ISBN 5 94628 068 6 ros Lastuhin Yu O Voronov S A Organichna himiya pidruchnik Vid 3 tye stereotipne Lviv Centr Yevropi 2006 S 620 ISBN 966 7022 19 6 Reutov Kurc Butin 1999 s 381 382 Dzherela RedaguvatiCRC Handbook of Chemistry and Physics Lide D R editor 86th Boca Raton FL CRC Press 2005 2656 p ISBN 0 8493 0486 5 angl Cannella William J Xylenes and Ethylbenzene Kirk Othmer Encyclopedia of Chemical Technology 4th New York John Wiley amp Sons 2004 Vol Supplement P 410 424 ISBN 978 0 471 48517 9 DOI 10 1002 0471238961 2425120503011414 a01 angl Lange s Handbook of Chemistry Dean John A editor 15th New York McGraw Hill 1999 ISBN 0 07 016384 7 angl Fabri J Graeser U Simo Thomas A Xylenes Ullmann s Encyclopedia of Industrial Chemistry 6th Weinheim Wiley VCH 2005 21 p DOI 10 1002 14356007 a28 433 angl Reutov O A Kurc A L Butin K P Organicheskaya himiya M Izd MGU 1999 T 2 S 386 ISBN 5 211 03491 0 ros Otrimano z https uk wikipedia org w index php title Ksileni amp oldid 40384680