甲苯对位引入硝基的方法

因为苯环上的氢在苯环π键的影响下，活泼性要比甲基上的氢强，更容易发生取代反映。

硝基是指硝酸分子中去掉一个羟基后剩下的基团，化学式为-NO2。硝基与其他基团（主要是烃基）相连的化合物称为硝基化合物。硝基化合物（尤其是芳香族硝基化合物）具有毒性，分子中引入多个硝基后不仅毒性增加，而且氧化性也增强，且大多成为具有爆炸性的物质。

把甲苯和混酸(浓硝酸和浓硫酸的混合物)放在一起,在30摄氏度下反应,可以生成邻硝基甲苯和对硝基甲苯,其中前者占产物的59%,后者占产物的37%.反应式里硝酸是反应物,硫酸是催化剂.

因为硝基是邻对位定位基,不能完全地合成纯对硝基甲苯,同时一定会产生邻硝基甲苯.只能是在反应后进行分离提纯.

楼下说的磺化反应好像只能通过生成对位产物来生成邻位产物,而不能倒过来.比如说先在对位添加一个磺酸基,再在邻位添加一个硝基,再和水反应去掉磺酸基.但是不能在邻位添加磺酸基来达到在对位添加硝基的效果.

Toluene

108-88-3

分子式：C7H8

分子量：92.14

EINECS号：203-625-9

Mol文件号：108-88-3.mol

甲苯 性质

熔点 ：-93 °C (lit.)

沸点 ：110-111 °C (lit.)

密度 ：0.865 g/mL at 25 °C (lit.)

蒸气密度：3.2 (vs air)

蒸气压：22 mm Hg ( 20 °C)

折射率 ：n 1.496(lit.)

闪点 ：40 °F

储存条件 ： 0-6°C

酸度系数(pKa)：40(at 25℃)

形态：Liquid

颜色：Colorless

比重：0.865～0.870(20/20℃)(Ph.Eur.)

气味 (Odor)：Aromatic, benzene-like odor detectable at 0.16 to 37 ppm (mean = 1.6 ppm)

相对极性：0.099

爆炸极限值(explosive limit)：7%

嗅觉阈值(Odor Threshold)：0.33ppm

水溶解性 ：0.5 g/L (20 ºC)

Merck ：14,9529

BRN ：635760

Henry's Law Constant：1.05 at 40 °C, 1.68 at 50 °C, 2.62 at 60 °C, 3.15 at 70 °C, 3.97 at 80 °C (headspace-GC, Vane et al., 2001)

暴露限值：TLV-TWA 100 ppm (～375 mg/m3) (ACGIH, NIOSH, and MSHA), 200 ppm (～750 mg/ m3) OSHAceiling 300 ppm, peak 500 ppm/ 15 min (OSHA)STEL 150 ppm (ACGIH).

LogP：2.73 at 20℃

CAS 数据库：108-88-3(CAS DataBase Reference)

NIST化学物质信息：Toluene(108-88-3)

(IARC)致癌物分类：3 (Vol. 47, 71) 1999

EPA化学物质信息：Toluene (108-88-3)

甲苯 用途与合成方法

概述：

甲苯（分子式：C7H8）系苯的同系物，亦名“甲基苯”、“苯基甲烷”，是一种无色，带特殊芳香味的易挥发液体。 甲苯是芳香族碳氢化合物的一员，在空气中，甲苯只能不完全燃烧，火焰呈黄色。它的很多性质与苯很相像，具有类 似苯的芳香气味，在现今实际应用中常常替代有相当毒性的苯作为有机溶剂使用，它的沸点（常压）110.63℃，熔点 -94.99℃，凝固点为－95℃，密度为0．866克／厘米3。甲苯温度计正是利用了它的凝固点比水很低，可以在高寒地 区使用；而它的沸点又比水的沸点高，可以测110．8℃以下的温度。因此从测温范围来看，它优于水银温度计和酒精 温度计。另外甲苯比较便宜，故甲苯温度计比水银温度计也便宜。甲苯几乎不溶于水(0.52g/l)，但可以和二硫化碳 ，酒精，乙醚以任意比例混溶，在氯仿，丙酮和大多数其他常用有机溶剂中也有很好的溶解性。甲苯的粘性为0,6 mPa s，也就是说它的粘稠性弱于水,甲苯的热值为40.940 kJ/kg，闪点为4 ℃，燃点为535 ℃。蒸气和空气形成爆炸 性混合物，爆炸极限1.2～7.0％（体积）。如甲苯溶解溴后，在光照条件下，甲基上的氢原子被溴原子取代（与甲烷 相似）而在铁作催化剂条件下，苯基上的氢原子被溴原子取代（与苯相似）；但甲苯分子中存在着甲基和苯基的相互 影响，使得甲苯又具有不同于苯和甲烷的性质，如苯环上的取代反应（卤化、硝化等），甲苯比苯容易进行，甲苯分 子中的甲基可以被酸性高锰酸钾溶液氧化。

甲苯容易发生氯化，生成苯—氯甲烷或苯三氯甲烷，它们都是工业上 很好的溶剂；它可以萃取溴水中的溴，但不能和溴水反应；它还容易硝化，生成对硝基甲苯或邻硝基甲苯，它们都是 染料的原料；一份甲苯和三份硝酸硝化，可得到三硝基甲苯（俗名TNT）；它还容易磺化，生成邻甲苯磺酸或对甲苯 磺酸，它们是做染料或制糖精的原料。甲苯的蒸汽与空气混合形成爆炸性物质，因此它可以制造梯恩梯炸药。

发现历程：

1844年甲苯由法国科学家Henri Etienne Sainte-Claire Deville通过对吐鲁香胶的干馏首次制备成功，甲苯的英语 名称toluene也由此而来。1861年，德国化学家约瑟夫·威尔布兰特用甲苯作原料，首次合成了不纯的TNT。1880年， 高纯度TNT也由甲苯制备成功。1891年，德国开发了以甲苯为基础原料的TNT工业制备法，这种方法经过不断改进后至 今仍被使用。

19世纪后期，煤焦化工业大规模发展，由焦化副产中回收大量甲苯。第一、二次世界大战期间，以甲苯为原料的炸药 三硝基甲苯（即梯恩梯）需求量剧增，由石油生产甲苯的工业方法开始发展。1941年，美国亨布尔石油公司建成世界 第一家由石油生产甲苯的工厂。到50年代，甲苯的主要来源已由焦化转变为催化重整和烃类裂解。1982年，石油甲苯 已占总产量的96％以上。近30年来，甲苯以每年10％～13％的速度增产。各国由石油生产甲苯的途径不尽相同，美国 主要来源于催化重整油，西欧和日本等国则主要从裂解汽油中提取。

化学性质：

甲苯的化学性质由于甲基的存在，较苯活泼。能在催化剂作用下发生苯环上的取代反应；无催化剂时，在加热情况下，可发生甲基上的取代，如氯化时，生成氯苄。在催化剂存在下加氢，生成甲基环己烷。在催化剂作用下氧化，生成苯甲酸。容易硝化，可生成邻位、对位，甚至2，4，6-三硝基甲苯。与硫酸反应，生成邻位、对位甲基苯磺酸。在催化剂作用下，能发生歧化反应，生成苯及间二甲苯。

甲苯存在于许多矿物油中，是煤焦油的重要组成，在焦化工业中，由粗苯精制可以得到甲苯，又称焦化甲苯。中国把焦化甲苯按其技术指标分为硝化用甲苯、精甲苯和溶剂用甲苯

SN1反应的速控步骤是离去基团离去,所以应比较三种卞氯的氯离去的难易,显然与氯相连的碳上负电性越大氯越容易离去,由于基团吸电子能力有：

硝基>氢>甲基>甲氧基

故SN1反应速率有：

对甲氧基卞氯>对甲基卞氯>卞氯>对硝基卞氯；

由于CH3CHC6H5自由基中,与苯相连的碳上的单电子可与苯环上的6个π电子形成稳定的大π键,所以比叔丁基自由基更稳定.

A、在酸的催化下,羧酸与醇作用生成羧酸酯,这类反应叫酯化反应；硝化反应是指有机物中氢原子被硝基（—NO2）取代,生成硝酸基,称为硝化反应,具体到苯身上,就是苯环上氢原子被硝基取代,生成硝基苯；而取代反应指的是有机化合物分子中某一原子或基团被其他原子或原子团所取代的反应.按照定义,硝化反应与酯化反应无关,属于取代反应（氢原子被硝基取代）. B、甲苯硝化反应产物不止一种,由于硝化反应为硝基取代氢原子,所以对应于甲苯上不同位置的氢原子,加苯的硝化反应产物共有三种,分别是邻位、间位和对位硝化甲苯. 所以,两种说法都不完全正确

基团的定位效应你应该先熟悉，甲基的存在能使邻位和对位的碳电子云密度增大，硝基的存在能使间位的碳电子云密度增大(具体原因可根据共振式、共轭效应等理论得出)，由于苯进行的是亲电取代反应，因此，甲苯的邻对位活泼，硝基苯的间位活泼

甲苯的硝化反应方程式为：C7H8+HNO3=C7H7NO2+H2O。

甲苯硝化产物主要是邻硝基甲苯和对硝基甲苯。硝化反应的机理主要分为两种，对于脂肪族化合物的硝化一般是通过自由基历程来实现的，其具体反映比较复杂，在不同体系中均有所不同，很难有可以总结的共性，故这里不予列举。而对于芳香族化合物来说，其反应历程基本相同，是典型的亲电取代反应。

甲苯的用途

1、用于工业，甲苯可以大量用作溶剂和高辛烷值汽油添加剂。在化工产业中是非常重要的有机化工重要原料。因为甲苯延伸的一系列中间体所以它能被广泛用于染料、医药、农药、火炸药等各类精细化学品的生产用途。

2、用于染料，甲苯通过侧链氯化能得到一氯苄二氯苄和三氯苄以及衍生物苯甲醇非常适合用于各类染料。尤其是在香料的合成过程中更是应用广泛。在我们日常生活中有许多服饰的颜色都含有甲苯。因此它在我们的生活中扮演着重要的角色。

以上内容参考  百度百科-甲苯

硝基主要进入间位，进入邻位和对位的极少。

因为硝基是间位定位基，这类定位取代基是吸电子的基团，使苯环上的电子云移向这些基团，因此苯环上的电子云密度降低，这样对苯环起了钝化作用，但它使邻对位钝化的更多，相比之下，间位电子云密度大一些。硝化是亲电取代，会主要发生在间位。扩展资料，硝基苯比苯难硝化的原因苯环的硝化是一个亲电取代反应，硝化反应的机理表明：整个反应的关键一步是硝基正离子进攻苯环形成中间体碳正离子。在硝基苯中，因氧、氮的电负性均大于碳，因此硝基有吸电子的诱导效应，又因为硝基的π轨道与苯环的离域π轨道形成一个π-π共轭体系，使苯环的π电子云也向硝基迁移，所以硝基是一个具有强吸电子诱导效应和吸电子共轭效应的取代。