Nitration of Chlorobenzenes with NO₂-O₃

이산화질소-오존을 이용한 클로로벤젠들의 니트로화 반응

Nitrochlorobenezenes are used as intermediates for dyes, pharmaceuticals and perfumes. By far the most common industrial nitration process employs a mixture of nitric acid and sulfuric acid. Due to water formed in the reaction, the mixed acid nitration requires subsequent separation of spent acid, mainly dilute sulfuric acid. In the stream of ozone, nitrogen dioxide can be used as a nitrating agent for the nitration of chlorobenzene. With 6eq of $NO_2$ and 1.0eq/hr of ozone flow, the mononitration of chlorobenzene ended within 3hr at $0^{\circ}C$ while the dinitration of chlorobenzene did in 12hr. This method can be employed for the nitration of some aromatic compounds to reduce pollutants from the present mixed-acid process.

니트로클로로벤젠 유도체는 염료, 의약품, 향료 등의 중간체로 쓰인다. 가장 널리 쓰이는 니트로화 반응공정은 질산과 황산의 혼합산을 사용한다. 혼산공정에서는 반응중 생성된 물 때문에 묽은 황산이 주성분인 폐산을 처리해야 한다. 이산화질소와 오존을 함께 사용하여 니트로화 반응을 진행시킬 수 있다. 6당량의 이산화질소, 1.0당량/hr의 오존유속, 반응온도 $0^{\circ}C$에서 클로로벤젠의 모노니트로화 반응은 3시간만에 완결되나, 디니트로화 반응은 12시간 소요된다. 일부 방향족 화합물의 니트로화 공정에서 이 방법은 질산-황산을 사용하지 않으므로 환경문제를 야기한 기존방법을 대체할 수 있을 것이다.