Benzoldicarbonitrile
Die Benzoldicarbonitrile bilden in der Chemie eine Stoffgruppe, die aus einem Benzolring mit zwei angefügten Nitrilgruppen (–CN) bestehen. Durch deren unterschiedliche Anordnung (ortho, meta oder para) ergeben sich drei Konstitutionsisomere mit der Summenformel C8H4N2.
Die Trivialnamen (Phthalsäuredinitril, Isophthalsäuredinitril, Terephthalsäuredinitril) leiten sich in entsprechender Weise von den Benzoldicarbonsäuren (Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure) ab.
Vertreter
| Benzoldicarbonitrile | ||||||
| Name | Benzol-1,2-dicarbonitril | Benzol-1,3-dicarbonitril | Benzol-1,4-dicarbonitril | |||
| Andere Namen | o-Benzoldinitril, Phthalsäuredinitril, Phthalodinitril, 1,2-Dicyanbenzol |
m-Benzoldinitril, Isophthalsäuredinitril, Isophthalodinitril, 1,3-Dicyanbenzol |
p-Benzoldinitril, Terephthalsäuredinitril, Terephthalodinitril, 1,4-Dicyanbenzol | |||
| Strukturformel | Strukturformel von Phthalonitril | Strukturformel von Isophthalonitril | Strukturformel von Terephthalonitril | |||
| CAS-Nummer | Vorlage:CASRN | Vorlage:CASRN | Vorlage:CASRN | |||
| PubChem | 7042 | 12276 | 12172 | |||
| Wikidata | Q408783 | Q20966059 | Q72468565 | |||
| Summenformel | C8H4N2 | |||||
| Molare Masse | 128,13 g·mol−1 | |||||
| Aggregatzustand | fest | |||||
| Kurzbeschreibung | beiges kristallines geruchloses Pulver |
farbloses kristallines Pulver mit Geruch nach bitteren Mandeln |
farblose Kristalle mit Geruch nach bitteren Mandeln | |||
| Schmelzpunkt | 138–141 °C<ref name="GESTIS_o"/> | 162–163 °C<ref name="GESTIS_m"/> | 224–227 °C<ref name="GESTIS_p"/> | |||
| Siedepunkt | 288 °C<ref name="GESTIS_m"/> | |||||
| Löslichkeit in Wasser |
0,56 g·l−1 (25 °C)<ref name="GESTIS_o"/> | 0,7 g·l−1 (20 °C)<ref name="GESTIS_m"/> | 0,08 g·l−1 (23 °C)<ref name="GESTIS_p"/> | |||
| GHS- Kennzeichnung |
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| H- und P-Sätze | 301+311+331‐412 | 302 | 315‐319‐335 | |||
| keine EUH-Sätze | keine EUH-Sätze | keine EUH-Sätze | ||||
| 270‐273‐280‐301+310+330‐302+352+312‐304+340+311 | 301+312+330 | 280‐302+352‐304+340‐305+351+338‐312 | ||||
| MAK | Schweiz: 5 mg·m−3 (einatembarer Staub)<ref>Schweizerische Unfallversicherungsanstalt (Suva): Grenzwerte – Aktuelle MAK- und BAT-Werte (Suche nach 626-17-5 bzw. 1,3-Phthalsäuredinitril)Vorlage:Abrufdatum</ref> |
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| LD50 | 30 mg·kg−1 (Ratte, oral)<ref name="GESTIS_o"/> |
860 mg·kg−1 (Ratte, oral)<ref name="GESTIS_m"/> |
> 6400 mg·kg−1 (Ratte, oral)<ref name="GESTIS_p"/> | |||
Geschichte
Die erste Darstellung von Phthalonitril wurde 1896 durch Johannes Pinnow berichtet. Dabei wurde es als Nebenprodukt einer Diazotierung von 2-Aminobenzonitril und Umsetzung zu dem Diazoaminobenzonitril entdeckt. Durch Reaktion des Diazoniumsalzes mit Kupfer(I)-cyanid in einer Sandmeyer-Reaktion konnte die Verbindung gezielt hergestellt werden.<ref>Johannes Pinnow, C. Sämann: Ueber Derivate des o-Amidobenzonitrils. In: Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft. 29 (1), 1896, S. 623–632; doi:10.1002/cber.189602901118.</ref> 1907 wurde die Herstellung von Phthalonitril durch die Reaktion von Phthalamid mit Essigsäureanhydrid beschrieben. Obwohl die ersten Erträge klein waren, wurde es zum Vorläufer der heutigen großtechnischen Syntheseverfahren.<ref>A. Braun, J. Tcherniac: Über die Produkte der Einwirkung von Acetanhydrid auf Phthalamid. In: Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft. 40 (2), 1907, S. 2709–2714; doi:10.1002/cber.190704002202.</ref>
Darstellung
Phthalonitril kann in einem einstufigen Prozess durch Ammonoxidation von o-Xylol in Gegenwart eines Vanadium-Antimon-Oxid-Katalysators bei hohen Temperaturen (480 °C) gewonnen werden.<ref>Peter M. Lorz, Friedrich K. Towae, Walter Enke, Rudolf Jäckh, Naresh Bhargava, Wolfgang Hillesheim: Phthalic Acid and Derivatives. Ullmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim 2002; doi:10.1002/14356007.a20_181.pub2.</ref>
Terephthalonitril kann gleichfalls durch Ammonoxidation von p-Xylol gewonnen werden.
Für die Herstellung von Phthalodinitril sind drei weitere Methoden beschrieben:<ref name="bgo" />
- Aus Phthalsäureanhydrid und Ammoniak wird Phthalimid hergestellt, welches bei weiteren Zugabe von Ammoniak zu Phthalamid umgesetzt wird. Dieses wird in Pyridin oder Chlorbenzol als Lösungsmittel mit Dehydratationsmitteln, wie Phosphorpentachlorid behandelt, wobei Phthalodinitril entsteht.
- Unter Verwendung von Bauxit als Katalysator lässt man Phthalsäureanhydrid und Ammoniak in der Gasphase reagieren, wobei Phthalodinitril in einem Schritt entsteht.
- Durch Reaktion von Ammoniak mit einem Xylol-Gemisch werden Phthalodinitril, Isophthalodinitril und Terephthalodinitril erhalten. Von 1935 bis 1966 wurde Phthalodinitril bei der BASF AG aus Phthalsäureanhydrid hergestellt, ab 1966 erfolgte die Herstellung über o-Xylol durch Ammonoxidation bei Temperaturen bis zu 500 °C.
Eigenschaften
Terephthalonitril hat aufgrund der größten Molekülsymmetrie den höchsten Schmelzpunkt. o-Phthalodinitril ist gut löslich in Alkohol, Ether und Chloroform und sehr gut löslich in Benzonitril.<ref name="bgo">Toxikologische Bewertung von Vorlage:Linktext-Check (PDF) bei der Berufsgenossenschaft Rohstoffe und chemische Industrie (BG RCI)Vorlage:Abrufdatum</ref>
Verwendung
Phthalonitril wird zur Herstellung von Phthalocyanin-Farbstoffen verwendet und ist in elektrophotographischen Materialien enthalten.
Phthalodinitril wird auch zur Herstellung von Schädlingsbekämpfungsmitteln, als Stabilisierungszusatz für Flugzeugtreibstoffe und in der Gummiindustrie verwendet. Es dient weiterhin als Ausgangsprodukt zur Herstellung von optischen Aufhellern und Sensibilisatoren für die Fotografie.<ref name="bgo" />
Weblinks
- Patent US4116999A: Recovery of Terphthalonitrile. Angemeldet am 28. April 1977, veröffentlicht am 26. September 1978, Anmelder: Lummus Co, Erfinder: Richard K. Barchas.
Einzelnachweise
<references> <ref name="GESTIS_o">Eintrag zu Vorlage:Linktext-Check in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFAVorlage:Abrufdatum (JavaScript erforderlich)</ref> <ref name="GESTIS_m">Eintrag zu Vorlage:Linktext-Check in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFAVorlage:Abrufdatum (JavaScript erforderlich)</ref> <ref name="GESTIS_p">Eintrag zu Vorlage:Linktext-Check in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFAVorlage:Abrufdatum (JavaScript erforderlich)</ref> </references>