Nitrotoluole

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
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- Einstufung [1][2][3]	Gefahr	Gefahr	Gefahr
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 für o- und p- Nitrotoluol aus RL 67/548/EWG, Anh. I o[5], m[2], p[6]	Giftig Umwelt- gefährlich (T) (N)	Giftig (T)	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 %.^[7]

Das 3-Nitrotoluol ist aus 3-Nitro-4-aminotoluol zugänglich, indem man die Aminogruppe diazotiert und das entstandene Diazoniumsalz reduktiv mit Ethanol umsetzt (Dediazonierung).^[8]

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.^[9] 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.^[10]

Sicherheitshinweise

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

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b c} Eintrag zu 2-Nitrotoluol in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 1. März 2008 (JavaScript erforderlich).
2. ↑ ^{a b c d} Eintrag zu 3-Nitrotoluol in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 1. März 2008 (JavaScript erforderlich).
3. ↑ ^{a b c} Eintrag zu 4-Nitrotoluol in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 1. März 2008 (JavaScript erforderlich).
4. ↑ ^{a b} 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. ↑ Eintrag zu CAS-Nr. 88-72-2 im European chemical Substances Information System ESIS.
6. ↑ Eintrag zu CAS-Nr. 99-99-0 im European chemical Substances Information System ESIS.
7. ↑ Beyer / Walter: Lehrbuch der Organischen Chemie; 19. Auflage; S. Hirzel Verlag; Stuttgart 1981; ISBN 3-7776-0356-2; S. 456.
8. ↑ H. T. Clarke, E. R. Taylor: m-Nitrotoluene. In: Organic Syntheses. Coll. Vol. 1, p. 415 (1941); PDF.
9. ↑ http://www.umwelt.sachsen.de/lfug/Salfaweb/salfaweb-nt/berichte/FuE_Stv/Stv-2-Nitrot.html.
10. ↑ O. Kamm, A. O. Matthews: p-Nitrobenzoic acid. In: Organic Syntheses. Coll. Vol. 1, p. 392 (1941); PDF.

Weblinks

• www.seilnacht.com (Toluol).
• Vorsuchsvorschrift: Nitrierung von Toluol zu 2-Nitrotoluol, 4-Nitrotoluol und 2,4-Dinitrotoluol der Sammlung Integriertes Organisch-chemisches Praktikum, abgerufen am 30. Oktober 2011.
• Versuchsvorschrift (www.oc-praktikum.de) (PDF-Datei; 162 KB).