Nitrotoluole

Die Nitrotoluole bilden eine Stoffgruppe in der Chemie und sind aromatische Verbindungen mit einer Methylgruppe (–CH₃) und einer Nitrogruppe (–NO₂) als Substituenten am Benzolring. Durch unterschiedliche Anordnung der Substituenten (ortho, meta oder para) ergeben sich drei Konstitutionsisomere mit der Summenformel C₇H₇NO₂. Das Stoffgemisch entsteht bei der Nitrierung von Toluol, wobei 2- und 4-Nitrotoluol die Hauptprodukte sind. Nitrotoluole treten als Zwischenprodukte bei der TNT-Herstellung auf und können deshalb oft als Rüstungsaltlast im Boden und Grundwasser nachgewiesen werden.

Nitrotoluole
Name	2-Nitrotoluol	3-Nitrotoluol	4-Nitrotoluol
Andere Namen	o-Nitrotoluol, 1-Methyl-2-nitrobenzol, ONT, 2-NT	m-Nitrotoluol, 1-Methyl-3-nitrobenzol	p-Nitrotoluol, 1-Methyl-4-nitrobenzol
Strukturformel
CAS-Nummer	88-72-2	99-08-1	99-99-0
PubChem	6944	7422	7473
Summenformel	C7H7NO2
Molare Masse	137,14 g·mol−1
Aggregatzustand	flüssig		fest
Kurzbeschreibung	gelbe ölige Flüssigkeit mit aromatischem Geruch[1]	gelbe Flüssigkeit mit charakteristischem Geruch[2]	gelbliche Kristalle[3]
Schmelzpunkt	−4 °C[1]	16 °C[2]	52 °C[3]
Siedepunkt	222 °C[1]	232 °C[2]	238 °C[3]
Löslichkeit	praktisch unlöslich in Wasser, löslich in Aceton, Benzol, Ethanol, Ether und Chloroform
GHS- Kennzeichnung	Gefahr[1]	Achtung[2]	Gefahr[3]
H- und P-Sätze	302​‐​340​‐​350​‐​361f​‐​411	302​‐​373​‐​411	301+311+331​‐​373​‐​411
	keine EUH-Sätze	keine EUH-Sätze	keine EUH-Sätze
	201​‐​202​‐​264​‐​273​‐​301+312​‐​308+313	260​‐​264​‐​270​‐​273 301+312​‐​314	273​‐​280​‐​301+310 302+352+312​‐​304+340+311​‐​314
MAK-Wert		Schweiz: 2 ml·m−3 bzw. 11 mg·m−3[4]

Bei der elektrophilen aromatischen Substitution von Toluol mit Salpetersäure ist der +I-Effekt der Methylgruppe für die Stellung des Zweitsubstituenten ausschlaggebend. Als Hauptprodukte entstehen 2-Nitrotoluol (ortho) mit 65 % und 4-Nitrotoluol (para) mit 30 %, 3-Nitrotoluol (meta) dagegen nur zu 5 %.^[5]

Das 3-Nitrotoluol ist aus 3-Nitro-4-aminotoluol zugänglich, indem man die Aminogruppe diazotiert und das entstandene Diazoniumsalz reduktiv mit Ethanol umsetzt (Dediazonierung).^[6]

Die Siedepunkte der drei Isomere liegen nah beieinander, während sich die Schmelzpunkte deutlich unterscheiden. Das 4-Nitrotoluol, das die höchste Symmetrie aufweist, besitzt den höchsten Schmelzpunkt.

Die Nitrotoluole sind Zwischenprodukte bei der Herstellung von Toluidinen, bei der organischen Synthese von Pestiziden, Arznei-, Farb- und Kunststoffen.

2- und 4-Nitrotoluol sind Zwischenprodukte bei der TNT-Herstellung, sie werden zunächst zu 2,4-Dinitrotoluol weiternitriert. 2- und 4-Nitrotoluol werden außerdem Plastiksprengstoffen als Markierungsstoff zugesetzt.^[7]

Generell sind die Nitrobenzoesäuren aus den Nitrotoluolen durch Oxidation der Methylgruppe zugänglich. So wird z. B. 4-Nitrotoluol durch Natriumdichromat in Gegenwart von konzentrierter Schwefelsäure zur 4-Nitrobenzoesäure oxidiert.^[8]

Die Nitrotoluole können explosive Dämpfe bilden, greifen Gummi und Kunststoffe an und sind krebserregend.

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• Versuchsvorschrift: Nitrierung von Toluol zu 2-Nitrotoluol, 4-Nitrotoluol und 2,4-Dinitrotoluol (PDF) der Sammlung Integriertes Organisch-chemisches Praktikum der Universität Regensburg, abgerufen am 12. März 2017.

1. ↑ ^{a b c d} Eintrag zu 2-Nitrotoluol in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 29. Januar 2024. (JavaScript erforderlich)
2. ↑ ^{a b c d} Eintrag zu 3-Nitrotoluol in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 29. Januar 2024. (JavaScript erforderlich)
3. ↑ ^{a b c d} Eintrag zu 4-Nitrotoluol in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 29. Januar 2024. (JavaScript erforderlich)
4. ↑ Schweizerische Unfallversicherungsanstalt (Suva): Grenzwerte – Aktuelle MAK- und BAT-Werte (Suche nach Nitrotoluol (3- und 4-Isomer)), abgerufen am 4. März 2020.
5. ↑ Beyer / Walter: Lehrbuch der Organischen Chemie; 19. Auflage; S. Hirzel Verlag; Stuttgart 1981; ISBN 3-7776-0356-2; S. 456.
6. ↑ H. T. Clarke, E. R. Taylor: m-Nitrotoluene In: Organic Syntheses. 3, 1923, S. 91, doi:10.15227/orgsyn.003.0091; Coll. Vol. 1, 1941, S. 415 (PDF).
7. ↑ Jehuda Yinon: Forensic and Environmental Detection of Explosives. John Wiley & Sons, 1999, ISBN 978-0-471-98371-2, S. 167 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche). 
8. ↑ O. Kamm, A. O. Matthews: p-Nitrobenzoic acid In: Organic Syntheses. 2, 1922, S. 53, doi:10.15227/orgsyn.002.0053; Coll. Vol. 1, 1941, S. 392 (PDF).