硝基苯的制备 ppt课件
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苯胺的制备ppt课件
➢ 如果最后制得的苯胺中混有硝基苯该怎样提纯？ 答：可以加盐酸使苯胺成盐溶解将硝基苯分离除去,再碱
化而复回。
作业 P132 1、2
水蒸气蒸馏注意事项
➢正确安装水蒸气蒸馏装置（反应瓶不动，回流装置改蒸 馏装置，前方加水蒸气发生装置）。
➢水蒸气发生瓶内装水量为容积的3/4为宜，内须加沸石。
➢水蒸气导管须插入到反应瓶液面以下，可往反应瓶内加 适量水，但瓶内液体总体积不宜超过容积的1/3。
➢水蒸气蒸馏时一般只对水蒸气发生瓶进行加热。但为防 止水蒸气在反应瓶中冷凝积累过多，可适当对反应瓶进行 加热。
2 _NH2 + Na2SnO3+5H2O+6NaCl
实验原理
苯胺的制取不可能用任意直接方法将氨基（NH2）导入芳环上，而是经过间接方法来制取。 将硝基苯还原就是制取苯胺的一种重要的方法。 实验室常用的还原剂有锡-盐酸、二氯化锡-盐 酸，铁-盐酸、铁-醋酸及锌-醋酸等。用锡-盐酸作 还原剂时，作用较快。产率较高。但价格较贵， 同时，酸碱用量较多，铁-盐酸的缺点是反应时间 较长，但成本低，酸的用量仅为理论量的1/40， 如用铁-醋酸，还原时间还能显著缩短。
2、精制 加入精盐使水层饱和，这样溶解在水中的大部分 苯胺就成油状物析出，可减少损失。
粗产品
水蒸气蒸馏
分液漏斗萃取
水层
3-5g NaCL
100ml乙醚 萃取2次
粗苯胺
粒状 NaoH
乙醚层
饱和NaCL层水浴△蒸去乙醚 （回收） Nhomakorabea蒸馏
收集
175-180℃
称重
产物称重或量体积，测折光率（20℃产物折光率：1.5863） 密度：1.02 g/mL
实验用试剂
➢锡粒，9 g ➢浓盐酸，20 mL ➢硝基苯，4mL ➢精盐 ➢粒状NaOH ➢100ml乙醚
化而复回。
作业 P132 1、2
水蒸气蒸馏注意事项
➢正确安装水蒸气蒸馏装置（反应瓶不动，回流装置改蒸 馏装置，前方加水蒸气发生装置）。
➢水蒸气发生瓶内装水量为容积的3/4为宜，内须加沸石。
➢水蒸气导管须插入到反应瓶液面以下，可往反应瓶内加 适量水，但瓶内液体总体积不宜超过容积的1/3。
➢水蒸气蒸馏时一般只对水蒸气发生瓶进行加热。但为防 止水蒸气在反应瓶中冷凝积累过多，可适当对反应瓶进行 加热。
2 _NH2 + Na2SnO3+5H2O+6NaCl
实验原理
苯胺的制取不可能用任意直接方法将氨基（NH2）导入芳环上，而是经过间接方法来制取。 将硝基苯还原就是制取苯胺的一种重要的方法。 实验室常用的还原剂有锡-盐酸、二氯化锡-盐 酸，铁-盐酸、铁-醋酸及锌-醋酸等。用锡-盐酸作 还原剂时，作用较快。产率较高。但价格较贵， 同时，酸碱用量较多，铁-盐酸的缺点是反应时间 较长，但成本低，酸的用量仅为理论量的1/40， 如用铁-醋酸，还原时间还能显著缩短。
2、精制 加入精盐使水层饱和，这样溶解在水中的大部分 苯胺就成油状物析出，可减少损失。
粗产品
水蒸气蒸馏
分液漏斗萃取
水层
3-5g NaCL
100ml乙醚 萃取2次
粗苯胺
粒状 NaoH
乙醚层
饱和NaCL层水浴△蒸去乙醚 （回收） Nhomakorabea蒸馏
收集
175-180℃
称重
产物称重或量体积，测折光率（20℃产物折光率：1.5863） 密度：1.02 g/mL
实验用试剂
➢锡粒，9 g ➢浓盐酸，20 mL ➢硝基苯，4mL ➢精盐 ➢粒状NaOH ➢100ml乙醚
硝基苯的制备PPT课件
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2．硝化反应过程的安全措施
(1)、制备混酸时，应严格控制温度和酸的配比， 并保证充分的搅拌和冷却条件，严防因温度猛升而 造成的冲料或爆炸。不能把未经稀释的浓硫酸与硝 酸混合。稀释浓硫酸时，不可将水注入酸中。
(2)、必须严格防止混酸与纸、棉、布、稻草等有 机物接触，避免因强烈氧化而发生燃烧爆炸。
有伤害，可导致白血病。 芳香烃对人体健康有伤害
.
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பைடு நூலகம்
纯HNO3是无色有刺激性气 味的液体，市售浓硝酸质量 分数约为65%，密度约为 1.4g/cm3，沸点为83℃， 易挥发，可以任意比例溶于 水。浓度大于86%硝酸叫 “发烟硝酸”，因这种酸更 易挥发，遇潮湿空气形成白 色烟雾，有腐蚀性。
工作服。工作前后不饮酒，用温水洗澡。注意检测 毒物。实行就业前和定期的体检。[4]
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硝化反应过程的主要危险性及安全措施
1．硝化反应的主要危险性 (1)、硝化反应是放热反应，温度越高，硝
化反应的速度越快，放出的热量越多，越极 易造成温度失控而爆炸。 (2)、被硝化的物质大多为易燃物质，有的 兼具毒性，如苯、甲苯、脱脂棉等，使用或 储存不当时，易造成火灾。
(3)、应仔细配制反应混合物并除去其中易氧化的 组分，不得有油类、酐类、甘油、醇类等有机物杂 质，含水也不能过高；否则，此类杂质与酸作用易 引发爆炸事故。
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(4)、硝化过程应严格控制加料速度，控制硝化反 应温度。硝化反应器应有良好的搅拌和冷却装置， 不得中途停水断电及搅拌系统发生故障。硝化器应 安装严格的温度自动调节、报警及自动连锁装置， 当超温或搅拌故障时，能自动报警并停止加料。硝 化器应设有泄爆管和紧急排放系统，一旦温度失控， 紧急排放到安全地点。
硝基苯的制备
2．硝化反应过程的安全措施
(1)、制备混酸时，应严格控制温度和酸的配比， 并保证充分的搅拌和冷却条件，严防因温度猛升而 造成的冲料或爆炸。不能把未经稀释的浓硫酸与硝 酸混合。稀释浓硫酸时，不可将水注入酸中。
(2)、必须严格防止混酸与纸、棉、布、稻草等有 机物接触，避免因强烈氧化而发生燃烧爆炸。
有伤害，可导致白血病。 芳香烃对人体健康有伤害
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பைடு நூலகம்
纯HNO3是无色有刺激性气 味的液体，市售浓硝酸质量 分数约为65%，密度约为 1.4g/cm3，沸点为83℃， 易挥发，可以任意比例溶于 水。浓度大于86%硝酸叫 “发烟硝酸”，因这种酸更 易挥发，遇潮湿空气形成白 色烟雾，有腐蚀性。
工作服。工作前后不饮酒，用温水洗澡。注意检测 毒物。实行就业前和定期的体检。[4]
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硝化反应过程的主要危险性及安全措施
1．硝化反应的主要危险性 (1)、硝化反应是放热反应，温度越高，硝
化反应的速度越快，放出的热量越多，越极 易造成温度失控而爆炸。 (2)、被硝化的物质大多为易燃物质，有的 兼具毒性，如苯、甲苯、脱脂棉等，使用或 储存不当时，易造成火灾。
(3)、应仔细配制反应混合物并除去其中易氧化的 组分，不得有油类、酐类、甘油、醇类等有机物杂 质，含水也不能过高；否则，此类杂质与酸作用易 引发爆炸事故。
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(4)、硝化过程应严格控制加料速度，控制硝化反 应温度。硝化反应器应有良好的搅拌和冷却装置， 不得中途停水断电及搅拌系统发生故障。硝化器应 安装严格的温度自动调节、报警及自动连锁装置， 当超温或搅拌故障时，能自动报警并停止加料。硝 化器应设有泄爆管和紧急排放系统，一旦温度失控， 紧急排放到安全地点。
硝基苯的制备
硝基苯的制备第二组
化学性质
硝基苯较易通过催化氢化等方法还原，还原的 最终产物是苯胺。硝基苯作为温和的氧化剂， 在合成喹啉的斯克劳普合成法中得到了良好的 应用，它负责将中间产物1,2-二氢喹啉氧化为 喹啉。 硝基是一个吸电子基团，这使得苯环上 的π电子密度大大降低，从而使硝基苯参与亲 电取代反应的能力有所减弱，同时使硝基成为 了间位定位基。硝基苯仍可进行硝化反应和卤 代反应，得到相应的间位衍生物，但不参与傅克反应。
工业合成方法（不做详细介绍）
1、混酸硝化法 2、绝热消化法 3、硝酸消化法 4、氮的氧化物硝化法
以苯为原料，用混酸做硝化剂制备硝基苯 的反应式如下：
主反应 ： Ar + HONO2 +H2SO4 ® Ar- NO2 + H2O 副反应 ： Ar- NO2+ HONO2 + H2SO4 ® Ar(NO2)2+ H2O
三、 主要仪器和药品
三口烧瓶（250ml），温度计（0℃～ 100℃），量筒（10ml），分流漏斗 （120ml）玻璃漏斗（20mm）（8mm， L300ml），锥形瓶（100ml），水浴锅。 苯、浓硝酸、浓硫酸、碳酸钠溶液 （10%）、饱和食盐水，无水氯化钙、 PH试纸等。
氯化钙干燥，并间歇地摇荡锥形瓶。将粗硝 基苯倒入干燥的小锥形瓶中，称重，并计算 产率。 （把澄清的硝基苯倒入50 ml蒸馏烧瓶中， 装上250℃水银温度计和空气冷凝管，用电 热套加热蒸馏，收集204℃～210℃的馏分， 为了避免残留在烧瓶中的二硝基苯在高温下 分解而引起爆炸，注意切勿将产物蒸干，称 重，并计算产率。
五、实验装置图
六、 注意事项
1、 混酸配法：在50ml锥形瓶中加入 20.0ml浓硫酸，把锥形瓶放放冷水浴中， 在摇动条件下将14.6ml的硝酸慢慢加入浓 硫酸中，混匀。 2、 苯的硝化是一个放热反应，在开始加入 混酸时，硝化反应速度较快，每次加入的混 酸量宜为0.5ml～1.0ml.随着混酸的加入，
实验室制溴苯和硝基苯
• 实验室用溴和苯反应制取溴苯，得到粗溴 苯后，要用如下操作精制：①蒸镏②水洗 ③用于燥剂干燥④10%NaOH溶液洗⑤水洗 正确的操作顺序是（ ）
• A．①②③④⑤B．②④⑤③①
• C．④②③①⑤D．②④①⑤③
该反应中，铁和溴能反应生成溴化铁，溴化铁作催化剂且 易溶于水，所以混合物中含溴化铁；苯和溴不可能完全 反应，混合物中含有溴和苯；制取溴苯的同时还有溴化 氢生成，所以混合物的成分有：溴化铁、溴、苯、溴苯、 溴化氢． 所以操作顺序如下：
（5）被水浴加热的试管口都要带一长导管，其作 用是_____________。
（6）反应完毕后，如何从试管内混合物中分离出 硝基苯?
（1）催化剂、脱水剂 （2）防止反应液温度过高，减少副产物的产生。 （3）控制水浴温度在55—60 ℃ （4）使试管受热均匀，便于控制温度 （5）使苯蒸气冷凝回流，减少挥发 （6）将反应后的混合物倒入水中，再用分液漏斗
(1)配制一定比例的浓硫酸和浓硝酸的混合酸时，应注意的事项是 ____。
(2)步骤③中为了使反应在50～60℃下进行，常用的方法是____。 (3)步骤④中洗涤、分离粗硝基苯应使用的主要仪器是____。 (4)步骤④中粗产品用5%的氢氧化钠溶液洗涤的目的是____。 (5)纯净的硝基苯是____色，密度比水____，具有____气味的油状
步骤是 B
• （A）①②③④② （B）②④②③① （C）④②③①② （D）②④①②③
先水洗溶解大量的酸而且分层，取下层得到出产 品；其中必然含有少量的酸，再用碱洗，取下层 的略带碱性的初产品，水洗除碱，鉴于除杂不引 杂的原则干燥出水，再根据其物理性质进行精制
分离出下层的硝基苯。
实验室制备硝基苯的主要步骤如下：
①配制一定比例的浓硝酸和浓硫酸的混合酸，加入反应器中；
硝基苯酚的制备
操作步骤主要包括微生物的接种、培养条件的控制、 反应时间的确定以及产物的提取和纯化等。
在操作过程中，需要注意控制培养条件，保证微生物 的生长和酶的活性；同时还需要注意安全问题，如防
止爆炸和中毒等。
产物提取和纯化是制备过程中的重要环节，通常采用 萃取、结晶、重结晶等方法进行提取和纯化，以获得
高纯度的硝基苯酚。
生物合成法
反应条件
温和条件、生物催化剂
优点
环保友好，条件温和
反应过程
利用微生物或酶催化苯酚与硝酸反应 生成硝基苯酚
缺点
反应速度慢，产物纯度不稳定
03
直接合成法详解
反应原理
硝基苯酚是由硝基苯在酸性条件下，经氧化剂氧 化而制得。
反应过程中，硝基苯的硝基被氧化成硝基酚的酚 羟基，同时生成水。
反应方程式：$C_{6}H_{5}NO_{2} + H_{2}O rightarrow C_{6}H_{4}(NO_{2})OH + HNO_{3}$
02
硝基苯酚的制备方法
直接合成法
反应条件
高温、高压、催化剂
反应过程
苯酚与硝酸直接反应生成硝基 苯酚
优点
操作简单，产物纯度高
缺点
对设备要求高，能耗大
间接合成法
反应条件
常温、常压、催化剂
优点
操作简便，设备要求低
反应过程
苯酚先与亚硝酸反应生成硝基苯酚盐，再通 过酸化得到硝基苯酚
缺点
产物纯度较低，需要多次提纯
产物纯度不高
受制于分离技术，产物中可能含有较多杂质。
解决方案
采用先进的分离技术，如色谱法、萃取法等； 优化分离流程，提高产物纯度。
副产物的处理
副产物量大
在操作过程中，需要注意控制培养条件，保证微生物 的生长和酶的活性；同时还需要注意安全问题，如防
止爆炸和中毒等。
产物提取和纯化是制备过程中的重要环节，通常采用 萃取、结晶、重结晶等方法进行提取和纯化，以获得
高纯度的硝基苯酚。
生物合成法
反应条件
温和条件、生物催化剂
优点
环保友好，条件温和
反应过程
利用微生物或酶催化苯酚与硝酸反应 生成硝基苯酚
缺点
反应速度慢，产物纯度不稳定
03
直接合成法详解
反应原理
硝基苯酚是由硝基苯在酸性条件下，经氧化剂氧 化而制得。
反应过程中，硝基苯的硝基被氧化成硝基酚的酚 羟基，同时生成水。
反应方程式：$C_{6}H_{5}NO_{2} + H_{2}O rightarrow C_{6}H_{4}(NO_{2})OH + HNO_{3}$
02
硝基苯酚的制备方法
直接合成法
反应条件
高温、高压、催化剂
反应过程
苯酚与硝酸直接反应生成硝基 苯酚
优点
操作简单，产物纯度高
缺点
对设备要求高，能耗大
间接合成法
反应条件
常温、常压、催化剂
优点
操作简便，设备要求低
反应过程
苯酚先与亚硝酸反应生成硝基苯酚盐，再通 过酸化得到硝基苯酚
缺点
产物纯度较低，需要多次提纯
产物纯度不高
受制于分离技术，产物中可能含有较多杂质。
解决方案
采用先进的分离技术，如色谱法、萃取法等； 优化分离流程，提高产物纯度。
副产物的处理
副产物量大
第三组 —硝基苯的合成
工业成本
（3200×640+1900×515+500×3.3+550×8） /1000=3032.5
三、生产方法的原料的安全性、对人体造成的危害、毒性相关 数据、急救方式、需使用的防护措施以及三废处理方法
硝基苯：
急性毒性：LD50：489 mg/kg(大鼠经口)；2100 mg/kg(大鼠经皮) LC50：无资料亚急性和慢性毒性：刺激性：家兔经眼：500mg/24 小时，轻度刺激。家兔经皮： 500mg/24 小时，轻度刺激。 危害性： 健康危害：主要引起高铁血红蛋白血症。可引起溶血及肝损害。急 性中毒：有头痛、头晕、乏力、皮肤粘膜紫绀、手指麻木等症状； 严重时可出现胸闷、呼吸困难、心悸，甚至心律紊乱、昏迷、抽搐、 呼吸麻痹。有时中毒后出现溶血性贫血、黄疸、中毒性肝炎。慢性 中毒：可有神经衰弱综合征；慢性溶血时，可出现贫血、黄疸；还 可引起中毒性肝炎。 环境危害：对环境有危害，对水体可造成污染。 燃爆危险：本品可燃，有毒。
传统混酸硝化法的优缺点比较
优点：
硝化能力强，反应速度快，硝化产率高、可使硝化反应平稳地 进行，产品纯度较高，不易发生氧化等副反应。
缺点：
产生大量待浓缩的废硫酸和含硝基苯的废水，以及对于硝化设 备要求具有足够的冷却面积。必需在硝化锅中装置蛇管，耗用 大量冷却水冷却，使公用工程费增高。必须保持一定的硫酸含 量，过低会迅速降低硝化反应速度，过高会生成二硝基苯等副 产物。条件不易控制，由于反应对硫酸含量的限制，对硫酸的 需求量很大，酸、纯苯及氧化氮对环境污染较严重。
《精细有机合成化学与工艺学》TQ2/29
产品质量指标
指标名称 外观 优级品 浅黄色透明液体 一级品
干品凝固点/℃
硝基苯的制备课件
硝基苯的制备
• 硝基苯毒性较强，吸入大量蒸气或皮肤大量沾染，可引起急性中 毒，使血红蛋白氧化或络合，血液变成深棕褐色，并引起头痛恶 心呕吐等。
硝基苯的制备
• 污染来源：硝基苯是有机合成的原料，最重要的用途是生产苯胺 染料，还是重要的有机溶剂。环境中的硝基苯主要来自化工厂、 染料厂的废水废气，尤其是苯胺染料厂排出的污水中含有大量硝 基苯。贮运过程中的意外事故，也会造成硝基苯的严重污染。
硝基苯的制备
• 当硝基苯倾倒在水面时，应迅速切断被污染水体的流动，以免污 染扩散。中毒人员立即离开现场，到空气新鲜的地方，脱去被沾 染的外衣，用大量的水冲洗皮肤，漱口，大量饮水，催吐，即送 医院。着火时用大量水和干粉、泡沫、二氧化碳等灭火器灭火。 接触硝基苯的人员严禁饮酒，以免加重加速毒性作用。沿地面加 强通风，以驱赶硝基苯蒸气。
产物的关系； • （3）掌握液体干燥，简单蒸馏的实验操作。
硝基苯的制备
二．实验原理
• 芳香族硝基化合物一般由芳香族化合物直接硝化制得。最常用的硝化 剂是浓硝酸与浓硫酸的混合液，常称混酸。
•
硝基苯的制备
• 在硝化反应中，因被硝化物结构的不同，所需的混酸浓度和反应 温度也不相同。硝化反应是不可逆反应，混酸中浓硫酸的作用不 仅在于脱水，更重要的是有利于NO2+离子的生成，增加NO2+ 离子的浓度，加快反应速度，进而提高硝化能力。
不饮酒，用温水洗澡。注意检测毒物。实行就业前和定期的体检。[4]
硝基苯的制备
硝化反应过程的主要危险性及安全措施
• 1．硝化反应的主要危险性 • (1)、硝化反应是放热反应，温度越高，硝化反应的速度越快，放
出的热量越多，越极易造成温度失控而爆炸。 • (2)、被硝化的物质大多为易燃物质，有的兼具毒性，如苯、甲苯、
• 硝基苯毒性较强，吸入大量蒸气或皮肤大量沾染，可引起急性中 毒，使血红蛋白氧化或络合，血液变成深棕褐色，并引起头痛恶 心呕吐等。
硝基苯的制备
• 污染来源：硝基苯是有机合成的原料，最重要的用途是生产苯胺 染料，还是重要的有机溶剂。环境中的硝基苯主要来自化工厂、 染料厂的废水废气，尤其是苯胺染料厂排出的污水中含有大量硝 基苯。贮运过程中的意外事故，也会造成硝基苯的严重污染。
硝基苯的制备
• 当硝基苯倾倒在水面时，应迅速切断被污染水体的流动，以免污 染扩散。中毒人员立即离开现场，到空气新鲜的地方，脱去被沾 染的外衣，用大量的水冲洗皮肤，漱口，大量饮水，催吐，即送 医院。着火时用大量水和干粉、泡沫、二氧化碳等灭火器灭火。 接触硝基苯的人员严禁饮酒，以免加重加速毒性作用。沿地面加 强通风，以驱赶硝基苯蒸气。
产物的关系； • （3）掌握液体干燥，简单蒸馏的实验操作。
硝基苯的制备
二．实验原理
• 芳香族硝基化合物一般由芳香族化合物直接硝化制得。最常用的硝化 剂是浓硝酸与浓硫酸的混合液，常称混酸。
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硝基苯的制备
• 在硝化反应中，因被硝化物结构的不同，所需的混酸浓度和反应 温度也不相同。硝化反应是不可逆反应，混酸中浓硫酸的作用不 仅在于脱水，更重要的是有利于NO2+离子的生成，增加NO2+ 离子的浓度，加快反应速度，进而提高硝化能力。
不饮酒，用温水洗澡。注意检测毒物。实行就业前和定期的体检。[4]
硝基苯的制备
硝化反应过程的主要危险性及安全措施
• 1．硝化反应的主要危险性 • (1)、硝化反应是放热反应，温度越高，硝化反应的速度越快，放
出的热量越多，越极易造成温度失控而爆炸。 • (2)、被硝化的物质大多为易燃物质，有的兼具毒性，如苯、甲苯、
硝基苯的生产
4. 以双氧水为氧化剂，氨水为胺化剂在TS一1分子 筛催化作用下使苯直接硝化制硝基苯的新工艺，以 苯为原料、氨水为胺化剂、双氧水为氧化剂、TS-1 分子筛为催化剂，十六烷基三甲基溴化铵为相转移 催化剂制备了硝基苯。最佳工艺条件为：反应时间 为2 h，反应温度343 K，氨水、催化剂、双氧水、 相转移催化剂与苯的物质的量之比为2．80：0．10： 2．52：0．005：1，硝基苯的收率达 54．67％ 。 优缺点：此工艺硝基苯的收率太低，不适合生产
精细有机合成技术
项目一：硝基苯的生产
图书馆查的资料得出硝基苯生产的方 法有以下几种：（主要完成者 ）
1.绝热法 将超过理论量5%~10%的苯和预热到约90℃的混酸（质量分数硝酸 5%到8.5%，硫酸60%到70%，水≥25%）连续地加到四个串联的无冷却装置 的硝化锅进行反应，利用反应热升温，物料的出口温度达到132到136℃， 操作压力约0.44MPa，停留时间约11.2min。分离出质量分数约65.5%热废 酸（120 ℃ ）进入闪蒸器，在90 ℃和8kPa（60mmHg）下，利用本身热 量快速蒸出水分浓缩成68%~70%硫酸循环使用，有机相经水洗、碱洗、蒸 出过量苯即得到工业硝基苯，收率99.1%，二硝基物质量含量低于0.05% 优缺点：1.突破反应必须在低温下恒温操作的传统观念，取消了冷却装 置节省了冷却剂，充分利用混合热和反应热来提高反应速度，所以物料 停留时间短，节省了时间提高了效率；副反应少，并且反应后的稀酸浓 缩可循环使用。因此该工艺热耗，酸耗，动力消耗都低于传统的消化法 污水经处理后达到排放标准其工艺需引进技术且技术转让费昂贵还需引 进专利设备，成本太高。
苯 硝酸 0.6t 0.5t
苯
3200元/吨 0.6
硝基苯
2 硝基的红外光谱鉴定
• 硝基化合物主要有νＮＯ2的反对称和对称伸缩吸收 带，它们分别在1650-1500cm-1和1370-1250cm-1，很 容易认出。
• 脂肪族硝基化合物的两个峰分别在1565-1545cm-1 ； 1380-1350cm-1 。
• 芳香族硝基化合物和共轭的脂肪族硝基化和物由于
共轭使νＮO2频率降低，如芳香族硝基化和物νas （NO2）1525±15cm-1 ；νs（NO2）1345±cm-1，另
外，芳香硝基化和物在870cm-1附近出现Ｃ－Ｎ伸缩 振动带。
3 硝基苯的红外光谱图
4 谱图解析：
硝基：
as NO2
1527.4c
m-1；
s NO2
1350.0c
m-1；
• 芳香硝基化合物的KeKüle式和Lewis电子式如下： • 通常用共振式表示：
2 硝基苯的化学性质
• 芳香族硝基化合物在合成上的重要性在于它们能还原成芳 胺，后者可以转化为多类有机化合物。硝基对芳环上的亲 核取代反应有活化作用。
（1）还原反应 ：
• 芳香族硝基化合物易被还原，还原产物因反应条件（还原 剂及反应介质）不同而不同。电化还原研究说明：硝基化 合物可以依次还原为亚硝基化合物。在碱性溶液中Ｎ-羟 基取代羟胺和芳胺能分别与亚硝基化合物缩合，生成氧化 偶氮化合物和偶氮化合物，偶氮化合物又可还原为1，2二羟基肼：
• 硝基化合物在强酸作用下，用铁、锡等金属还原，产物为 伯胺，金属的作用是提供电子：
• 在中性或弱酸性溶液中Ｎ-苯基羟胺还原的速度很慢，因 此，产物是Ｎ-苯基羟胺：
• 在碱性溶液中，亚硝基苯和Ｎ-苯基羟胺继续还原的速度 都减慢，因此，产物为氧化偶氮苯或其还原产物。
硝基苯的工业合成
二.浓缩
来自硝化工序的失效硫酸在闪蒸器内闪蒸，蒸去其中 部分水使硫酸浓度由65%浓缩至68%，闪蒸时利用硫酸 吸收的反应热自行蒸发，约占闪蒸汽化所需热量的 85%左右，不足部分由外部供给。 浓缩合格的硫酸自闪蒸器溢流至储槽内，然后由泵打 至硝化工序循环使用，损失的少量硫酸在此得到补充。 闪蒸出的气体用循环冷却水进行间接冷却，未被冷凝 下来的含有痕量苯、硝基苯和氮氧化物的气体，由真 空系统吸出送入废气处理单元；被冷凝下来的液体流 至分离器，在此有机相与水相分离；含有硝基苯、苯 的有机相送至洗涤设备与粗硝基苯待进一步处理，含 有痕量酸和有机物的水相粗硝基苯的洗涤。
二.重点部位
硝化釜是硝基苯生产的核心设备。投入釜中的混酸对设备有强腐 蚀作用，尤其是硝化反应是激烈的放热反应，存在多种危险因素， 一旦出现问题其后果严重。硝化反应温度一般控制在50～60℃， 温度越高反应速度越快，副反应产物也越多。当温度达到100℃时， 在过量混酸作用下，硝基苯与硝酸可生成二硝基苯（主要为间位 二硝基苯）。硝化反应中，生成硝基酚的反应也是随温度增高而 增加，而且在中和与水洗过程中接触碱金属进一步转化为硝基酚 盐类物质，如硝基酚钠盐、硝基酚镁盐、硝基酚铁盐等。这些副 反应生成物大都为固体沉淀物，极易附着于设备管道壁上，一旦 被蒸干便具有火药一样的爆炸性，对高温、摩擦、震动很敏感。 如某厂苦味酸生产装置，生产中出现不正常现象，立刻开反应釜 底旋塞准备放料，但旋塞打不开而砸了一下，当即爆炸死亡8人； 某硝基甲苯装置，因母液蒸干，硝基酚盐沉积在加热蒸汽排管上 分解爆炸，此类爆炸事故在硝基经合物生产中教训其甚多。
三.安全要点
3.1硝化釜 3.1.1严格控制硝化釜投料量和投料配合比是减少副反应物生成和防止冒釜的手段之一。投料量过 大，反应热量不能及时移出会造成温度急骤升高，严重时可造成突沸冒釜。混酸投料过量会增加二硝 基化合物的生成。因此，应对硝化釜的计量投料进行必要的检查，当计量罐进料时其罐的出口阀（投 料）必须关闭，严禁不经计量的投料。 3.1.2硝化釜内的水冷却器是调节反应温度的重要设备，要保证足够的水量和温差才能平衡硝化反 应的热量。另外要保证冷却器不能漏水，否则会造成水与酸的激烈放热反应出现冒釜等危险。生产中 要加强对冷却水系统水压和温度的检查，及时消除冷却水系统的缺陷和隐患。定期对冷却器腐蚀情况 的检查测试，生产投料前要监督做好试压工作。 3.1.3硝化釜的搅拌装置是均衡反应防止和减少局部二硝化的手段，投料前要对其试车情况进行检 查，不准带病开车。生产过程中发现设备运转有异常时，应视反应进行情况及时停车排除。 3.1.4本装置的设备、管道因受强氧化剂的腐蚀作用而缩短寿命，要及时定期对腐蚀情况进行检查， 不允许继续使用已丧失安全裕度的设备与管道，防止生产中出现异常温度，使压力波动，而发生破坏 性爆炸事故。 3.2其它部位 3.2.1定期对下列安全防护装置、器具进行检查、维护和保养：厂房通排风装置、可燃气体检测报 警仪器、苯贮罐的呼吸阀、喷淋水、防液堤、苯系统的静电接地设施、消火栓及其化灭火器材、清水 冲洗设施、事故柜及其救护器材、个人防护用具（防酸作业服、防毒面具、防护眼镜、胶皮手套、胶 皮靴等）。 3.2.2经常检查硝酸、混酸生产区域内，是否有木材、草袋等植物类纤维物品堆放、贮存，若发现 有违章乱堆乱放情况，应指令尽快迁出，防止一旦发生漏酸引起着火。 3.2.3在清除设备、管道内的硝基酚盐类化合物沉淀物时，要监督其采用蒸煮清洗方法，禁止使用 机械铲刮，防止发生爆炸危险。 3.2.4装置内禁止动用各类火种，避免撞击、震动，不得任意敲打设备、管道等。
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急救措施
皮肤接触：立即脱去被污染的衣着，用肥皂水和清水 彻底冲洗皮肤。就医。
眼睛接触：提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗。 就医。
吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。 如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼 吸。就医。
食入：饮足量温水，催吐，就医。 灭火方法：消防人员须佩戴防毒面具、穿全身消防服。
泄漏应急处理
迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并
进行隔离，严格限制出入。切断火源。建议
应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防毒
服。不要直接接触泄漏物。尽可能切断泄漏
源。防止进入下水道、排洪沟等限制性空间。
当硝基苯洒在地面时，立即用沙土、泥块阻
断漏液的温延，配戴好面具、手套，将漏液
或漏物收集在适当的容器内封存，用沙土或
（3）掌握液体干燥，简单蒸馏的实验操作。
二．实验原理
芳香族硝基化合物一般由芳香族化合物直接硝化制 得。最常用的硝化剂是浓硝酸与浓硫酸的混合液， 常称混酸。
在硝化反应中，因被硝化物结构的不同，所 需的混酸浓度和反应温度也不相同。硝化反 应是不可逆反应，混酸中浓硫酸的作用不仅 在于脱水，更重要的是有利于NO2+离子 的生成，增加NO2+离子的浓度，加快反 应速度，进而提高硝化能力。
喷水冷却容器，可能的话将容器从火场移至空旷处。 灭火剂：雾状水、抗溶性泡沫、二氧化碳、砂土
防护措施
呼吸系统防护：可能接触其蒸气时，佩戴过滤式防 毒面具(半面罩)。紧急事态抢救或撤离时，建议佩 戴自给式呼吸器。
眼睛防护：戴安全防护眼镜。 身体防护：穿透气型防毒服。 手防护：戴防苯耐油手套。 其它：工作现场禁止吸烟、进食和饮水。及时换洗
硝基苯的制备
硝基苯的性质
硝基苯（nitrobenzene）是芳香族硝基 化合物，又名密斑油，苦杏仁油，为黄绿色 晶体或黄色油状液体，有杏仁气味，易燃， 遇明火高热燃烧爆炸，能溶于乙醇、乙醚和 苯，微溶于水。密度1.19867(20℃)，凝 固点5.70℃，沸点210.85℃。硝基苯是 重要的精细化工原料，可用于生产多种医药 和染料的中间体，如用于制备二硝基苯、苯 胺、间氨基苯磺酸等，还可做有机溶剂、有 机反应的弱氧化剂等
(5)、处理硝化产物时，应格外小心，避免摩擦、 撞击、高温、日晒，不能接触明火、酸、碱等。管 道堵塞时，应用蒸气加温疏通，不得用金属棒敲打 或明火加热。
(6)、要注意设备和管道的防腐，确保严密不漏。
一．实验目的
（1）通过硝基苯的制备加深对芳烃亲电取 代反应的理解；
（2）了解硝化反应中混酸的浓度、反应温 度和反应时间与硝化产物的关系；
工作服。工作前后不饮酒，用温水洗澡。注意检测 毒物。实行就业前和定期的体检。[4]
硝化反应过程的主要危险性及安全措施
1．硝化反应的主要危险性 (1)、硝化反应是放热反应，温度越高，硝
化反应的速度越快，放出的热量越多，越极 易造成温度失控而爆炸。 (2)、被硝化的物质大多为易燃物质，有的 兼具毒性，如苯、甲苯、脱脂棉等，使用或 储存不当时，易造成火灾。
(3)、混酸具有强烈的氧化性和腐蚀性，与 有机物特别是不饱和有机物接触即能引起燃 烧。硝化反应的腐蚀性很强，会导致设备的 强烈腐蚀。混酸在制备时，若温度过高或落 入少量水，会促使硝酸的大量分解，引起突 沸冲料或爆炸。
(4)、硝化产品大都具有火灾、爆炸危险性， 尤其是多硝基化合物和硝酸酯，受热、摩擦、 撞击或接触点火源，极易爆炸或着火。
硝化反应是强放热反应，进行硝化反应时， 必须严格控制反应温度和加料速度，同时进 行充分的搅拌。
以苯为原料，用混酸做硝化剂制备硝基苯的 反应方程式如下：
三.药品
药品：苯17.8mL，浓硝酸14.6mL，浓 硫酸20.0mL，10%碳酸钠溶液，饱和食 盐水，无水氯化钙pH试纸。
苯的性质
无色液体，有特殊气味，熔点5.5℃， 沸点80.1℃ ，易挥发，易燃，比水轻， 不溶于水，是重要的有机溶剂。
2．硝化反应过程的安全措施
(1)、制备混酸时，应严格控制温度和酸的配比， 并保证充分的搅拌和冷却条件，严防因温度猛升而 造成的冲料或爆炸。不能把未经稀释的浓硫酸与硝 酸混合。稀释浓硫酸时，不可将水注入酸中。
(2)、必须严格防止混酸与纸、棉、布、稻草等有 机物接触，避免因强烈氧化而发生燃烧爆炸。
其它惰性材料吸收残液，转移到安全地带。
立即仔细收集被污染土壤，转移到安全地带。
当硝基苯倾倒在水面时，应迅速切断被污染 水体的流动，以免污染扩散。中毒人员立即 离开现场，到空气新鲜的地方，脱去被沾染 的外衣，用大量的水冲洗皮肤，漱口，大量 饮水，催吐，即送医院。着火时用大量水和 干粉、泡沫、二氧化碳等灭火器灭火。接触 硝基苯的人员严禁饮酒，以免加重加速毒性 作用。沿地面加强通风，以驱赶硝基苯蒸气。
有毒: 对人的神经系统、造血系统 有伤害，可导致白血病。
芳香烃对人体健康有伤害
纯HNO3是无色有刺激性气 味的液体，市售浓硝酸质量 分数约为65%，密度约为 1.4g/cm3，沸点为83℃， 易挥发，可以任意比例溶于 水。浓度大于86%硝酸叫 “发烟硝酸”，因这种酸更
硝基苯毒性较强，吸入大量蒸气或皮肤大量 沾染，可引起急性中毒，使血红蛋白氧化或 络合，血液变成深棕褐色，并引起头痛恶心 呕吐等。
污染来源：硝基苯是有机合成的原料，最重 要的用途是生产苯胺染料，还是重要的有机 溶剂。环境中的硝基苯主要来自化工厂、染 料厂的废水废气，尤其是苯胺染料厂排出的 污水中含有大量硝基苯。贮运过程中的意外 事故，也会造成硝基苯的严重污染。
(3)、应仔细配制反应混合物并除去其中易氧化的 组分，不得有油类、酐类、甘油、醇类等有机物杂 质，含水也不能过高；否则，此类杂质与酸作用易 引发爆炸事故。
(4)、硝化过程应严格控制加料速度，控制硝化反 应温度。硝化反应器应有良好的搅拌和冷却装置， 不得中途停水断电及搅拌系统发生故障。硝化器温或搅拌故障时，能自动报警并停止加料。硝 化器应设有泄爆管和紧急排放系统，一旦温度失控， 紧急排放到安全地点。