бензол
БЕНЗОЛ
мол. м. 78,11; бесцветная жидкость с характерным запахом; у. пл. 5,53 °C, т. кип. 80,1 °C; d420 0,879, nD20 1,5011; η 0,6468 мПа∙с (20 С); γ 28,18 мН/м (25 °C); ΔH0пл 9,843 кДж/моль,
ХАРАКТЕРИСТИКА АЗЕОТРОПНЫХ СМЕСЕЙ БЕНЗОЛА
Молекула Б. — плоский правильный шестиугольник с внутр. углами 120° и расстоянием между атомами углерода 0,139 нм. В УФ-спектре в этаноле максимумы при 184 нм (lg
Б. — родоначальник углеводородов ароматич. ряда. Хим. свойства определяются наличием в молекуле стабильной замкнутой системы
Катализаторы электроф. замещения — обычно кислоты Льюиса, облегчающие образование промежут. комплексов и ускоряющие основную реакцию, напр. хлорирование:
Б. сульфируется до бензолсульфокислот, алкилируется олефинами с образованием алкилбензолов. В зависимости от природы первого введенного заместителя дальнейшее электроф. замещение направляется преим. в орто- и пара-положения или в мета-положение.
Для Б. характерна устойчивость к действию высоких температур и окислителей. Лишь выше 650 °C он частично превращ. в дифенил, выше 750 °C разлагается на углерод и водород. Б. не изменяется под действием H2CrO4 и KMnO4, с O2 в присутствии катализаторов (V, Mo) при 350^450 °C образует малеиновый ангидрид. Гидрируется до циклогексана в присутствии разл. катализаторов (напр., в присутствии Ni при 120–200 °C и 2,96–6,94 МПа). Щелочными металлами в жидком NH3 восстанавливается до 1,4-циклогексадиена. При фотохим. присоединении хлора превращ. в гексахлорциклогексан. При УФ-облучении способен к циклоприсоединению и изомеризации в фульвен (формула I) и бензвален (II).
Наиб. старый метод пром. получения Б.: выделение его из предварительно охлажденных пирогазовых продуктов коксования каменных углей абсорбцией орг. поглотителями, напр. маслами кам.-уг. и нефтяного происхождения; для отделения поглотителя используют перегонку с водяным паром. От примесей (напр., тиофена) сырой бензол отделяют гидроочисткой. Осн. количество Б. получают риформингом (470–550 °C) нефтяной фракции, выкипающей при 62–85 °C; извлекают экстракцией. Б. высокой чистоты получают экстрактивной перегонкой с ДМФА. Б. выделяют также из жидких продуктов пиролиза нефтепродуктов, образующихся в производстве этилена и пропилена. При избытке ресурсов толуола Б. производят деалкилированием последнего, которое проводят термич. способом при 600–820 °C в присут H2 и водяного пара или каталитически при 227–627 °C в присутствии цеолитов или оксидных катализаторов. Наиб. экономически выгодно выделение Б. из продуктов пиролиза, но ресурсы этого источника недостаточны, поэтому б.ч. его производят риформингом. Доля коксохим. Б. в общем балансе невелика. В лабораториях особо чистый Б. синтезируют декарбоксилированием бензойной кислоты.
Специфич. реакция обнаружения Б. в присутствии гомологов: встряхивают смесь углеводородов с аммиачным раствором Ni(CN)2; при наличии Б. выпадает осадок комплексного соед. Ni(CN)2NH3(C6H6).
Осн. области применения Б. (более 80%): производство этилбензола, кумола и циклогексана; остальное количество — для получения анилина, малеинового ангидрида, как компонент моторного топлива для повышения октанового числа, как растворитель и экстрагент в производстве лаков, красок, ПАВ и др.
Для Б. т. всп. −11 °C, т. самовоспл. 534 °C, КПВ 1,5–8%. Сильно раздражает кожу; в высоких концентрациях Б. оказывает судорожное действие; при многократных воздействиях низких концентраций наблюдаются изменения в крови и кроветворных органах; ПДК 5 мг/м3.
Транспортируют в железнодорожных цистернах, снабженных оборудованием для разогрева продукта. Б. открыт М. Фарадеем в 1825 при пиролизе китового жира; впервые синтезирован Э. Мичерлихом в 1833 декарбоксилированием бензойной кислоты.
Лит.: Соколов В. 3., Харлампович Г. Д., Производство и использование ароматических углеводородов, М., 1980; Эфрос Л. С., Горелик М. В., Химия и технология промежуточных продуктов, Л., 1980; Общая органическая химия, пер. с англ., т. 1, М., 1981, с. 314–455.
Н. Н. Артамонова
Химическая энциклопедия