П-Фенилендиамин

п-Фенилендиамин^[1]^[2]
п-Фенилендиамин
Общие
Систематическое; наименование	1,4-фенилендиамин
Хим. формула	C6H8N2
Рац. формула	C6H4(NH2)2
Физические свойства
Состояние	бесцветные кристаллы
Молярная масса	108,14 г/моль
Энергия ионизации	663 кДж/моль
Термические свойства
	Температура
• плавления	146 °C
• кипения	267 °C
• вспышки	156 °C
Давление пара	1,08 мм рт. ст. (100 °C)
Химические свойства
	Растворимость
• в воде	3,824 г/100 мл
Классификация
Рег. номер CAS	106-50-3
PubChem	24898724
Рег. номер EINECS	203-404-7
SMILES	Nc1ccc(N)cc1
InChI	InChI=1S/C6H8N2/c7-5-1-2-6(8)4-3-5/h1-4H,7-8H2 CBCKQZAAMUWICA-UHFFFAOYSA-N
RTECS	SS8050000
ChEBI	51403
ChemSpider	13835179
Безопасность
ЛД50	80 мг/кг (мыши, перорально)
Фразы риска (R)	R23/24/25, R36, R43, R50/53
Фразы безопасности (S)	S28, S36/37, S45, S60, S61
Краткие характер. опасности (H)	H301, H311, H317, H319, H331, H410
Меры предостор. (P)	P261, P273, P280, P301+P310, P305+P351+P338, P311
Сигнальное слово	Опасно
Пиктограммы СГС
	Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
	Медиафайлы на Викискладе

пара-Фенилендиамин — органическое соединение, ароматический диамин 1,4-C₆H₄(NH₂)₂.

Получение и лабораторная очистка

Наиболее важные способы синтеза п-фенилендиамина основаны на реакциях гидрирования 4-нитроанилина и диазотировании анилина. В первом методе 4-хлорнитробензол аминируется аммиаком с образованием нитроанилина, который затем гидрируется на палладиевом катализаторе:

Недостатком этого метода является неоптимальное соотношение изомеров в реакции получения исходного вещества: при нитровании хлорбензола соотношение орто- и пара-изомеров составляет 65:35^[3].

Второй метод, разработанный DuPont, начинается с диазотирования анилина оксидами азота. Образующееся диазосоединение реагирует с избытком анилина, давая 1,3-дифенилтриазен, который в кислой среде перегруппировывается в 4-аминоазобензол. Последний затем каталитически расщепляется и гидрируется с образованием п-фенилендиамина и анилина. Анилин выделяют и используют в синтезе повторно^[3]:

Существует метод, в котором для синтеза п-фенилендиамина используется диметилтерефталат или отходы полиэтилентерефталата. При реакции этих соединений с аммиаком получается терефталамид, который затем хлорируют и обрабатывают гидроксидом натрия, и в результате перегруппировки Гофмана образуется п-фенилендиамин^[3].

В лаборатории п-фенилендиамин очищают кристаллизацией из этанола или бензола и последующей сублимацией в вакууме. Вещество необходимо оберегать от солнечных лучей^[4].

Физические свойства

п-Фенилендиамин легко растворим в горячей воде, а также основны́х органических растворителях (спиртах, кетонах и эфирах). Поскольку он плохо растворим в холодной воде, его можно кристаллизовать из воды^[3].

Химические свойства

п-Фенилендиамин проявляет свойства типичного ароматического амина, например, действует в водных растворах как основание и образует устойчивые соли. На воздухе он быстро окисляется (быстрее, чем орто- и мета-изомеры). Окисление диоксидом марганца и дихроматом калия приводит к бензохинону. Если п-фенилендиамин окислять пероксидом водорода, то на первой стадии образуется п-бензохинондиимин, который реагирует с исходным диамином с образованием коричневого красителя — основания Бандровского (параазофенилена?). Этот диимин вступает в реакции и с другими ароматическими аминами и фенолами, давая ряд красителей. Реакции по аминогруппам включают диазотирование, алкилирование, ацилирование и др.^[3].

Применение

п-Фенилендиамин применяется в производстве арамидных полимерных волокон (кевлар), которые используются для армирования шин, пластиков и в других приложениях, где необходимы высокая прочность и модуль упругости. По реакции п-фенилендиамина с фосгеном синтезируют п-фенилендиизоцианат — исходное сырьё для синтеза различных полиуретанов. Также п-фенилендиамин находит применение в синтезе красителей, в том числе красок для волос^[3].

В фотографии — может использоваться как проявляющее вещество для мелкозернистого проявления, обычно вместе с другими проявляющими веществами. Проявление начинается при значении pH более 6,25^[5]. Также является цветным проявляющим веществом, но практически в этой роли не используется, так как не удовлетворяет требованиям, необходимым для получения качественного изображения; вместо этого применяются его производные, например: ЦПВ-1, ЦПВ-2^[6]^[7].

Токсичность

Токсические эффекты от вдыхания, наблюдаемые на животных, включают тремор, цианоз и сильное уменьшение веса. Вещество не обладает канцерогенным действием. Характерным свойством п-фенилендиамина является то, что в присутствии воздуха и влаги он весьма легко образует красители, поэтому предметы, контактировавшие с ним, будь то кожа, одежда или стены, окрашиваются в тёмно-синий цвет. Это свойство используется на производствах для обнаружения недостаточных гигиенических условий при работе с этим веществом^[3].

Примечания

↑ Sigma-Aldrich. p-Phenylenediamine (неопр.). Дата обращения: 9 января 2014. Архивировано 8 ноября 2015 года.
↑ Dean J. A. Lange's Handbook of Chemistry. — McGraw-Hill, 1999. — ISBN 0-07-016384-7.
↑ ¹ ² ³ ⁴ ⁵ ⁶ ⁷ Smiley R. A. Phenylene- and Toluenediamines // Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. — Wiley. — 2000. — doi:10.1002/14356007.a19_405.
↑ Amarego W. L. F., Chai C. L. L. Purification of Laboratory Chemicals. — Sixth ed. — Elsevier, 2009. — P. 329. — ISBN 978-1-85617-567-8.
↑ Редько А.В. Основы фотографических процессов. — Лань, 1999. — С. 498.
↑ Mees, 1942, с. 364.
↑ Хант, 2009, с. 361.

Литература

Хант Р. В. Г. Цветовоспроизведение / пер. А. Е. Шадрин. — 6-е изд.. — СПб., 2009. — 887 с.
Mees C. E. K. The theory of photographic process (англ.). — New York: The Macmillan Company, 1942.

Ссылки

Sigma-Aldrich. ЯМР-спектр п-фенилендиамина (неопр.). Дата обращения: 9 января 2014. Архивировано 10 января 2014 года.
Sigma-Aldrich. ИК-спектр п-фенилендиамина (неопр.). Дата обращения: 9 января 2014. Архивировано 10 января 2014 года.
Sigma-Aldrich. КР-спектр п-фенилендиамина (неопр.). Дата обращения: 9 января 2014. Архивировано 10 января 2014 года.