главная > справочник > химическая энциклопедия:

Бензол

Бензол - родоначальник углеводородов ароматического ряда. Хим. свойства определяются наличием в молекуле стабильной замкнутой системы электронов (см. Ароматичность, Ароматические соединения). Он склонен к донорно-акцепторному взаимодействию с соединениями, имеющими дефицит электронов. В результате образуются малостабильные и существующие только в растворах комплексы, которые могут превращаться в более прочные комплексы. Способностью бензола к комплексообразованию определяется его склонность к электрофильному замещению - наиболее характерным для бензола реакциям, например:

Катализаторы электрофильного замещения - обычно кислоты Льюиса, облегчающие образование промежуточных комплексов и ускоряющие основную реакцию, например хлорирование.

Бензол 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 бензола характерна устойчивость к действию высоких температур и окислителей. Лишь выше 650°С он частично превращается в дифенил, выше 750°С разлагается на углерод и водород.Бензол не изменяется под действием Н₂СrO₄ и КМnО₄, с О₂ в присут. катализаторов (V, Мо) при 350-450°С образует малеиновый ангидрид. Гидрируется до циклогексана в присутствии различных катализаторов (например, в присутствии Ni при 120-200°С и 2,96-6,94 МПа). Щелочными металлами в жидком NH₃ восстанавливается до 1,4-циклогексадиена. При фотохимическом присоединении хлора превращ. в гексахлорциклогексан. При УФ-облучении способен к циклоприсоединению и изомеризации в фульвен (ф-ла I) и бензвален (II).

Наиболее старый метод промышленного получения бензола: выделение его из предварительно охлажденных пирогазовых продуктов коксования каменных углей абсорбцией органическими поглотителями, например маслами каменноугольного и нефтяного происхождения; для отделения поглотителя используют перегонку с водяным паром. От примесей (например, тиофена) сырой бензолотделяют гидроочисткой. Основное количество бензола получают риформингом (470-550°С) нефтяной фракции, выкипающей при 62-85°С; извлекают экстракцией. Бензол высокой чистоты получают экстрактивной перегонкой с ДМФА. Бензол выделяют также из жидких продуктов пиролиза нефтепродуктов, образующихся в производстве этилена и пропилена. При избытке ресурсов толуола бензол производят деалкилированием последнего, которое проводят термическим способом при 600-820°С в присутствии Н₂ и водяного пара или каталитически при 227-627°С в присутствии цеолитов или оксидных катализаторов. Наиболее экономически выгодно выделение бензола из продуктов пиролиза, но ресурсы этого источника недостаточны, поэтому большую часть его производят риформингом. Доля коксохимического бензола в общем балансе невелика. В лабораториях особо чистый бензол синтезируют декарбоксилированием бензойной кислоты.

Специфическая реакция обнаружения бензола в присутствии гомологов: встряхивают смесь углеводородов с аммиачным раствором Ni(CN)₂; при наличии бензола выпадает осадок комплексного соединения Ni(CN)₂NH₃(C₆H₆).

Осн. области применения бензола (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 бензола т. всп. - 11 °С, т. самовоспл. 534°С, КПВ 1,5-8%. Сильно раздражает кожу; в высоких концентрациях бензол 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. Бензол 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.