o-キシレン 化学的性質、用途、生産
キシレン
ベンゼン環上の二つの水素原子を二つのメチル基で置換した芳香族炭化水素を指す。 o-キシレン（1,2-ジメチルベンゼン）、m-キシレン、p-キシレンの3つの異性体が存在する。 工業製品は、この3つの異性体の混合物で、o-10％、m-70％、p-20％である。 キシレンは無色の可燃性液体で、o-、m-、p-キシレンの融点はそれぞれ25.2℃、-47.9℃、13.3℃、沸点は144.1℃である。4℃、139.1℃と138.3℃、相対密度は0.8802、0.8642と0.8611、それぞれです;それは水に溶けませんが、多くの種類の有機溶媒と混和性不混和性です。 触媒酸化により、それぞれ無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸を生成します。
キシレンは有機化学品の重要な原料の一種で、コールタールやある種の石油に自然に存在しています。 コールタールの軽油部分を分留したり、軽油ガソリンを触媒で改質したりして得られます。 工業的には、主にナフサ改質物中のC8留分を利用して抽出される。 また、触媒の存在下、高温高圧でトルエンの不均化反応により製造することもできる。 現在、産業界では主に低温晶析、吸着、錯体や分子ふるいを形成して分離する方法が採用されている。 O-キシレンは比較的沸点が高く、蒸留で分離できる。p-キシレンも融点が高く、分別晶析精製で精製できる。 分離しない混合キシレンは、そのまま溶剤として使用でき、ガソリンに添加することで防爆性を向上させることができる。 航空用ガソリンの成分である。 O-キシレンは主に無水フタル酸の調製に使用され、様々な染料や指示薬（フェノールフタレインなど）の製造に重要な原料である。 また、o-キシレンは、ポリエステル樹脂、防虫剤、可塑剤、染料の原料としても使用されます。 M-キシレンは、ニトロ化と還元により、合成染料の中間体である4, 6-ジメチル-1, 3-フェニレンジアミンを生成することができる。 また、M-キシレンは合成香料（キシレンムスクなど）の原料として使用される。 P-キシレンは主に合成ポリエステル繊維（ポリエステル）の重要な原料であるテレフタル酸の製造に用いられる。
図1キシレン、オルソキシレン、m-キシレン、p-キシレン化学構造3異性体の化学構造を示しています。
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O-キシレンとp-キシレンの分離のための精密蒸留
キシレンはコークス化した粗ベンゼンと石油の分解油で発表されている。 粗ベンゼンは、初留分、硫酸洗浄、ベンゼンとトルエンを分離するための蒸留を経て、蒸留するとキシレンが得られ、コーキングキシレンとも呼ばれる。 コークス化キシレンの品質は、蒸留塔の分離能力、塔頂温度、還流比に依存する。 中国では、コークス化キシレンの製品を3段階に分類している。 原料キシレンは一般に、o-キシレン16％、m-キシレン50％、p-キシレン21％、エチルベンゼン7％を含む。 石油産業で生産されるキシレンは、m-キシレンの含有量が少なく、エチルベンゼンの含有量が多くなっている。 工業用キシレンは、ゴムや塗料工業の溶剤や添加剤だけでなく、航空燃料や電力燃料の添加剤にもなっている。 工業用キシレンから分離したO-キシレン、m-キシレン、p-キシレンは、それぞれフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸の原料となる。 フタル酸、テレフタル酸は、可塑剤、ポリエステル樹脂、ポリエステル繊維の製造に使用される。 M-キシレンは単独で溶剤や燃料添加剤として使用されることがある。 工業用キシレンに含まれるo-キシレンは、他の異性体との差が5.2℃以上ある。 精密蒸留により純度95％以上のo-キシレンを得ることができ、さらにスルホン化、蒸留による精製を経て、より純度の高いo-キシレンを得ることができる。
キシレンはルイス塩基に属し、HF-BF3（ルイス酸）と極性錯体を形成することができる。 M-キシレンのアルカリ性は、他のC8芳香族の約100倍の強さである。 キシレンの異性体混合物をHF-BF3溶媒と接触させると、m-キシレンはフッ化物と錯体を形成し、フッ化物相に優先的に抽出されることができる。 m-キシレンを含むフッ化物相を低圧で加熱して錯体を分解し、混合物からm-キシレンを分離する。 HF-BF3溶媒は蒸留により回収し、再利用することができる。 原料がオルソキシレン、m-キシレン、p-キシレンの混合物の場合、m-キシレンを抽出した後、さらに精密蒸留でo-キシレンとp-キシレンを分離することができる。
図2 精密蒸留によるo-キシレンとp-キシレンの分離方法。
化学的性質
芳香族臭のある無色透明な液体として現れる。 エタノール、エチルエーテル、アセトン、ベンゼンに混和するが、水に不溶である。
用途
(1)主として無水フタル酸の製造に用いられる
(2)殺菌剤フェンラミン、テトラクロロフェニルペプチドおよび除草剤ベンスルフロンメチルの製造に使用される。 o-メチル安息香酸の製造のための中間体として使用されます。
(3) 主に化学原料や溶剤として使用されます。 無水フタル酸、染料、殺虫剤、ビタミンなどの医薬品の製造に使用されます。
(4) クロマトグラフィーの標準や溶剤として使用
(5) 無水物や他の有機合成の合成原料として、
生産方法
産業は混合キシレンからo-キシレンを分離するために超蒸留方法を適用した。 O-キシレンは混合キシレンの他の成分に比べて沸点が5℃以上違う。 蒸留に必要なトレイ数は約150枚、還流比は5～8で、比較的多くのエネルギーを消費する。 現在、国内外のo-キシレンの生産は、主に芳香族炭化水素の石油接触改質、熱分解からの抽出が主流となっている。 キシレン中のo-キシレン、p-キシレン、m-キシレンは構造が非常に似ており、その物理的パラメータも非常に似ているためである。 工業用o-xylene分離は主に超蒸留法を採用し、まず混合キシレンからo-xyleneとエチルベンゼンを分離し、100~150トレイの蒸留塔を使用する必要があります。
Category
Flammable liquids
Toxicity grading
poisoning
Acute toxicity
Oral-rat LDL0: 5000 mg/kg; abdominal injection-mouse LD50.0: 1000 mg/kg; LD50.0: 1000 mg/kg: 1364 mg/kg
爆発性及び有害性
空気と混合すると爆発すること
燃焼性及び有害性
炎、熱、酸化剤で可燃性であること 燃焼で刺激性の煙を放出すること
貯蔵及び輸送特性
倉庫：換気、低温、乾燥；穏やかに積み下ろし；酸化剤と酸から離して貯蔵すること。
消火剤
霧状の水、泡、砂、二酸化炭素、1211消火剤
労働基準
TLV-TWA 100 PPM (440 mg/m 3); STEL 150; PPM (655 mg/m 3)
化学的性質
無色の液体 無色の液体、芳香臭を有する。 臭気の閾値は380ppbvで、Nagata and Takeuchi (1990)が報告している。
用途
フタル酸、無水フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸の調製、アルキド樹脂、ラッカー、エナメル、ゴムセメントの溶剤、染料、医薬品、殺虫剤の製造、モーター燃料。
定義
ChEBI。 1位と3位がメチル基で置換されたキシレン。
合成参考文献
Journal of the American Chemical Society, 97, p.7262, 1975 DOI: 10.1021/ja00858a011
The Journal of Organic Chemistry, 44, p.2185, 1979 DOI: 10.1021/jo01327a032
概要
無色透明の液体で甘いにおいがある。 水より密度が低い。 水に不溶。 刺激性の蒸気。
空気 & 水 反応
引火性が高い。 水に不溶。
反応性プロファイル
1,2-ジメチルベンゼンは、酸化性物質と反応することがある。 .
Health Hazard
蒸気は頭痛とめまいを起こす。 液体は目や皮膚を刺激する。 肺に取り込まれると、激しい咳、苦痛、急速に進行する肺水腫を引き起こす。 摂取した場合、吐き気、嘔吐、痙攣、頭痛、昏睡を引き起こす。 致命的となる可能性がある。 腎臓および肝臓の障害が発生することがある。
火災時の危険性
火災時の挙動。 蒸気は空気より重く、着火源までかなりの距離を移動し、フラッシュバックすることがある。
化学的反応性
水との反応性 反応なし、一般的な材料との反応性。 反応なし。輸送中の安定性。 輸送時の安定性： 安定性； 酸及び腐食性の中和剤。 酸や腐食剤の中和剤： 無関係、重合： 無関係 重合：なし 重合禁止：なし 重合禁止剤：なし。
Safety Profile
中毒性：腹腔内経路で中程度の毒性。 摂取および吸入により重篤な毒性。 実験的催奇形性。 一般的な空気汚染物質。 熱または炎にさらされると非常に危険な火災の危険性。 熱または炎にさらされた場合、蒸気の形で爆発する。 酸化性物質と相容れず、加熱して分解すると刺激性の煙やガスを発生する。 近代的な建材から放出される(CENEAR69,22,91)。 他のキシレンの項目も参照してください。
起源
87オクタン価ガソリンの蒸留水溶性留分（3.83mg/L）、94オクタン価ガソリン（11.4mg/L）、ガスール（8.49mg/L）、第2重油（1.73mg/L）、A重油（0.73mg/L）から検出された。87 mg/L）、ディーゼル燃料（1.75 mg/L）、軍用ジェット燃料 JP-4（1.99 mg/L）（Potter, 1996）、新品モーターオイル（16.2 ～ 17.5 μg/L）、中古モーターオイル（294 ～ 308 μg/L）(Chen et al., 1996)。 1994). アメリカ石油協会PS-6ガソリン中の平均体積％および推定モル分率は、それぞれ2.088および0.01959である（Poulsenら、1992）。 Schauer ら（1999）は、ディーゼルエンジン搭載の中型トラックの排気ガス中の o-xylene の排出率が 830 μg/km であることを報告した。 スイスのシュリーレンの整備工場から入手したディーゼル燃料には、223mg/Lの濃度のo-キシレンが含まれていた（Schluepら、2001）。
カリフォルニア州のフェーズII改質ガソリンには、19.7g/kgの濃度のo-キシレンが含まれていた。
Thomas and Delfino (1991) は、フロリダ州ゲインズビルで採取した汚染されていない地下水を、3種類の石油製品の各フラクションで24～25℃、24時間平衡させた。 無鉛ガソリン，灯油，軽油の水溶性留分の平均 m+p-xylene 濃度は，それぞれ 8.611，0.658，0.228 mg/L と報告されている． 水相を米国EPA承認試験法610で分析した場合、無鉛ガソリン、灯油およびディーゼル燃料の水溶性画分中の平均m+p-キシレン濃度は、それぞれ6.068、0.360および0.222 mg/Lと低くなっている。 高温コールタールには、平均0.04 wt%のo-キシレンが含まれていた（McNeil、1983）。
Schauerら（2001）は、松、オーク、ユーカリの住宅（暖炉）燃焼からの揮発性有機化合物、気相半揮発性有機化合物、粒子相有機化合物の排出率を測定した。 o-キシレンの気相放出率は、松の燃焼で18.1mg/kgでした。 オークとユーカリの燃焼ではo-キシレンの放出率は測定されなかった。
飲料水基準（最終）。 すべてのキシレンについて、MCLGとMCLはともに10 mg/Lである。 また、DWELは70mg/Lが推奨されている（U.S. EPA, 2000）。
環境動態
生物学的. キシレンを含む市販品の生分解生成物として、α-ヒドロキシ-p-トルイル酸、p-メチルベンジルアルコール、ベンジルアルコール、4-メチルカテコール、mandp-トルイル酸が報告されている (Fishbein, 1985). ミシガン州ベミジ付近の無酸素地下水では、o-キシレンは嫌気的に分解され、中間体のo-トルイル酸に変化した（Cozzarelli et al.、1990）。 ガソリンの汚染された地下水では、メチルベンジルコハク酸がキシレンの嫌気性分解の最初の中間体として同定された (Reusser and Field, 2002).
光分解。 Coxら（1980）は、エチレンとOHラジカルの反応における8 x 10-12 cm3/分子秒の値に基づいて、ガス状のo-キシレンとOHラジカルの反応における1.33 x 10-11 cm3/分子秒の速度定数を報告した（
表水。 25℃の表層水（水深1m）におけるo-キシレンの蒸発半減期は5.18時間と推定される（Mackay and Leinonen, 1975）。 Nielsenら（1996）は、デンマークのユトランドにある浅い氷河流域の不定形砂質帯水層におけるo-キシレンの分解を研究している。 原位置マイクロコズム研究の一環として、底部が開放され、上部がスクリーンで覆われた円筒が、地下約5 mのケーシングされた穴を通して設置されました。 5リットルの水を大気圧で通気し、好気的条件を維持した。 約3ヶ月間、毎週地下水を分析し、o-キシレン濃度の経時変化を測定しました。 実験的に決定された一次生分解速度定数は0.1d、7日間のラグフェーズ後の半減期は6.93日であった
光分解性。 亜硝酸とo-キシレンを含む合成空気に人工太陽光（λ＝300-450nm）を照射すると、ビアセチル、ペルオキシアセタールナイトレート、メチルナイトレートが生成した（Coxら、1980）。 o-キシレンを含むn-ヘキサン溶液を冷水（10℃）上に薄膜（4mm）として広げ、水銀中圧ランプで照射した。 3 時間で o-xylene の 13.6% が o-methylbenzaldehyde, o-benzyl alcohol, o-benzoic acid, および omethylacetophenone に光酸化された（Moza and Feicht, 1989）． o-キシレンを≈2537?で照射した。 は35℃、6mmHgでm-キシレンに異性化する（Calvert and Pitts, 1966）。 グリオキザール、メチルグリオキザールおよびビアセチルは、25℃の空気中でOHラジカルによるo-キシレンの光酸化から生成した（Tuazonら、1986a）＜804＞化学的／物理的。 大気圧条件下で、o-キシレンとOHラジカルおよび窒素酸化物の気相反応により、o-トルアルデヒド、o-メチルベンジルナイトレート、ニトロ-o-キシレン、2，3および3，4-ジメチルフェノールを生成した（アトキンソン、1990年）。 Kannoら(1982)は、アンモニウムイオン存在下、o-キシレンと他の芳香族炭化水素（ベンゼン、トルエン、m-およびp-キシレン、ナフタレン）と次亜塩素酸の水性反応について研究しています。 その結果，芳香環は予想したようには塩素化されず，クロラミンによって切断され，シアノゲンクロライドを生成することが報告された。 塩化シアンの生成量はpHが低いほど多くなった(Kanno et al., 1982)。 気相では、o-キシレンは精製空気中で硝酸ラジカルと反応し、5-ニトロ-2-メチルトルエン、6-ニトロ-2-メチルトルエン、o-メチルベンズアルデヒド、硝酸アリール（Chiodini et al.、1993）などを生成した。
精製方法
o-キシレン（4.4Kg）を95℃で2.5LのH2SO4濃度で4時間攪拌してスルホン化した後、2.5LのH2SO4濃度で4時間攪拌してスルホン化する。 冷却後、スルホン化されていない物質を分離し、生成物を3Lの水で希釈し、40%NaOHで中和する。 冷却後、o-キシレンスルホン酸ナトリウムが分離し、その半分の重量の水から再結晶化されます。 この塩を最小量の冷水に溶解し、同量の冷水および同量の濃H2SO4と混合し、110℃に加熱する。o-キシレンは再生され、水蒸気蒸留される。 蒸留液はNaClで飽和させ、有機層を分離し、乾燥後、再蒸留する。