Nitroethan ist eine organische chemische Verbindung, die zur Gruppe der aliphatischen Nitroverbindungen, den Nitroalkanen gehört.
Geschichte Die deutschen Chemiker Victor Meyer und O. Stüber stellten Nitroethan im Jahr 1872 als erste aliphatische Nitroverbindung aus Ethyliodid und Silbernitrit her.Meyer, V.; Stüber, O.: Über die Nitroverbindungen der Fettreihe in Ber. dt. Chem. Ges. 5 (1872) 399–406, doi:10.1002/cber.187200501121.Meyer, V.: Über die Nitroverbindungen der Fettreihe in Ann. Chem. Pharm. 171 (1874) 1–56, doi:10.1002/jlac.18741710102.Rolf Werner Soukup: Chemiegeschichtliche Daten organischer Substanzen, Version 2020, S. 120 PDF.
Darstellung und Gewinnung Die Herstellung der Verbindung kann durch die Umsetzung von Ethyliodid mit Natriumnitrit in Dimethylformamid erfolgen.Kornblum, N.; Larson, H.O.; Blackwood, R.K.; Mooberry, D.D.; Oliveto, E.P.; Graham, G.E.: A New Method for the Synthesis of Aliphatic Nitro Compounds in J. Am. Chem. Soc. 78 (1956) 1497–1501, doi:10.1021/ja01588a059. Die industrielle Herstellung erfolgt in einer Gasphasennitrierung von Propan mittels Salpetersäure. In dieser Reaktion entstehen vier Nitroalkane: Nitromethan, Nitroethan, 1-Nitropropan und 2-Nitropropan.S.B. Markofsky: Nitro Compounds, Aliphatic, in: Ullmanns Enzyklopädie der Technischen Chemie, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim 2012; .
Eigenschaften Physikalische Eigenschaften Nitroethan ist eine farblose Flüssigkeit, die bei Normaldruck bei 115 °C siedet.CRC Handbook of Data on Organic Compounds, 2nd Edition, Weast,R.C and Grasselli, J.G., ed(s)., CRC Press, Inc., Boca Raton, FL, 1989, 1. Die Dampfdruckfunktion ergibt sich nach Antoine entsprechend log10(P) = A−(B/(T+C)) (P in bar, T in K) mit A = 4,71267, B = 1671,266 und C = −31,963 im Temperaturbereich von 252 bis 387 KStull, D.R.: Vapor Pressure of Pure Substances. Organic and Inorganic Compounds in Ind. Eng. Chem. 39 (1947) 517–540, doi:10.1021/ie50448a022, sowie mit A = 1,74671, B = 207,774 und C = −269,20 im Temperaturbereich von 390 bis 459 K.Tolstova, T.S.; Kogan, V.B.; Skorokhodova, V.L.: Equilibrium Liquid-Steam in Systems Nitrobensol-Nitromethane, Nitrobensol-Nitroethane in Zh. Prikl. Khim. (Leningrad) 38 (1965) 2617–2618. Die Verdampfungsenthalpie beträgt bei 25 °C 41,6 kJ·mol−1, am Siedepunkt 38,0 kJ·mol−1.Holcomb, D.E.; Dorsey, C.L., Jr.: Thermodynamic properties of nitroparaffins in Ind. Eng. Chem. 41 (1949) 2788–2792. Die Verbindung schmilzt bei −89,52 °CToops, E.E.: Physical Properties of High Purity Nitroparaffins in J. Phys. Chem. 60 (1956) 304–306. mit einer Schmelzenthalpie von 9,853 kJ·mol−1.Liu, K.F.; Ziegler, W.T.: Heat capacity from 80° to 300°K., melting point and heat of fusion of nitroethane in J. Chem. Eng. Data 11 (1966) 187–189. Die Wärmekapazität bei 25 °C beträgt 134,22 J·mol−1·K−1 bzw. 1,79 J·g−1·K−1. Nitroethan ist mit Wasser nur begrenzt mischbar. Mit zunehmender Temperatur steigen die Löslichkeiten von Nitroethan in Wasser und von Wasser in Nitroethan nur in geringem Maße an.
{| class="wikitable left" style="text-align:center; font-size:90%;" |- | class="hintergrundfarbe6" colspan="13" | Löslichkeiten zwischen Nitroethan und Wasser |- | class="hintergrundfarbe5" align="left" | Temperatur | °C || 25 || 70 |- | class="hintergrundfarbe5" align="left" |Nitroethan in Wasser | in Ma-% || 4,7 || 6,6 |- | class="hintergrundfarbe5" align="left" | Wasser in Nitroethan | in Ma-% || 1,1 || 3,0
Mit einem Wassergehalt von 29,0 Ma% bildet die Verbindung ein bei 87,22 °C und Normaldruck siedendes Azeotrop.
Chemische Eigenschaften Die Verbindung kann sich ähnlich wie Nitromethan explosionsartig zersetzen.P.G. Urben; M.J. Pitt: Bretherick's Handbook of Reactive Chemical Hazards. 8. Edition, Vol. 1, Butterworth/Heinemann 2017, ISBN 978-0-08-100971-0, S. 210. Die Explosionswärme beträgt 3115 kJ·kg−1 (H2O (l)) bzw. 2893 kJ·kg−1 (H2O (g)), das Normalgasvolumen 1277 l·kg−1.J. Köhler, R. Meyer, A. Homburg: Explosivstoffe. 10., vollständig überarbeitete Auflage. Wiley-VCH, Weinheim 2008, ISBN 978-3-527-32009-7, S. 210. Der explosionsartige Zerfall kann durch Zusätze, wie Ammoniak oder starke Säuren sensibilisiert werden. In Mischungen mit Kohlenwasserstoffen und anderen oxidierbaren Substanzen kann es zur Entzündung und Explosion kommen. Mit Basen, wie Metalloxiden, Metallhydroxiden oder Metallcarbonaten werden hochinstabile Nitronate gebildet.R.P. Pohanish, S.A. Green: Wiley Guide to Chemical Incompatibilities, 2nd Edition, John Wiley & Sons, Inc. 2003, ISBN 0-471-23859-7, S. 868.
rahmenlos|hochkant=2.0|zentriert|Deprotonierung von Nitroethan
Sicherheitstechnische Kenngrößen Nitroethan bildet leicht entzündliche Dampf-Luft-Gemische. Die Verbindung hat einen Flammpunkt von 28 °C.Chemsafe Datenbank für sicherheitstechnische Kenngrößen im Explosionsschutz, PTB Braunschweig/BAM Berlin, abgerufen am 26. Juni 2022. Der untere Explosionsgrenze liegt bei 3,4 Vol.‑% (106 g/m³). Die Grenzspaltweite wurde mit 0,84 mm bestimmt. Es resultiert damit eine Zuordnung in die Explosionsgruppe IIB. Die Zündtemperatur beträgt 410 °C. Der Stoff fällt somit in die Temperaturklasse T2.
Verwendung Nitroethan wird in der organischen Chemie zur Synthese verschiedenster Stoffe verwendet, da das an die Nitrogruppe gebundene Kohlenstoffatom durch die Mesomeriestabilisierung des Anions einen aciden Charakter besitzt. So bilden Nitroalkane mit Basen Salze. Eine der wichtigsten Reaktionen ist hierbei die Henry-Reaktion; je nach Bedingungen lassen sich Nitroalkene oder Nitroalkohole bilden. Diese Reaktion ist eine wichtige Möglichkeit zur Knüpfung von C–C-Bindungen.e-EROS Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis: Nitroethane. 1999–2013, John Wiley and Sons, Inc. Zudem eignet sich Nitroethan als Speziallösemittel. Im Nageldesign findet Nitroethan als Feilhilfe Verwendung.
Weblinks
Einzelnachweise
Kategorie:Nitroalkan