4-ニトロクロロベンゼン(4-nitrochlorobenzene)は、化学式 ClC6H4NO2 で表される有機化合物である。淡黄色の固体である。4-ニトロクロロベンゼンは、ゴムに一般的に含まれる酸化防止剤など、工業的に有用な多くの化合物を製造する際の一般的な中間体である。化学式 ClC6H4NO2 を持つ他の異性体には、2-ニトロクロロベンゼンや3-ニトロクロロベンゼンがある。
合成と反応 4-ニトロクロロベンゼンは、クロロベンゼンのニトロ化により工業的に合成される。
この反応では、2-ニトロ誘導体と4-ニトロ誘導体の両方が約1:2の比率で得られる。これらの異性体は、晶析と蒸留の組み合わせによって分離される。 4-ニトロクロロベンゼンは、もともとHollemanらによる4-ブロモクロロベンゼンのニトロ化によって合成された。"The nitration of mixed dihalogen benzenes" Recueil des Travaux Chimiques des Pays-Bas et de la Belgique. Amsterdam, 1915; pp. 204-235.
4-ニトロクロロベンゼンのクロロ基は、クロロベンゼンのそれよりも脱離しやすい。例えば、硫化物求核剤によって容易に置換され、4-ニトロチオフェノールが生成される。 別の例として、4-ニトロクロロベンゼンはクロスカップリング反応の好適な基質となる。
用途 4-ニトロクロロベンゼンは、様々な誘導体を合成する際の中間体である。ニトロ化すると2,4-ジニトロクロロベンゼンや3,4-ジクロロニトロベンゼンが得られる。金属鉄による還元で4-クロロアニリンが得られる。結合しているニトロ基の電子求引性により、関連するクロロベンゼンとは異なり、ベンゼン環は特に芳香族求核置換反応を受けやすくなる。したがって、水酸化物、メトキシド、フッ化物、アミドなどの強力な求核剤は塩化物を置換し、それぞれ4-ニトロフェノール、4-ニトロアニソール、4-フルオロニトロベンゼン、4-ニトロアニリンを与える。
4-ニトロクロロベンゼンの別の用途は、アニリンとの縮合による4-ニトロジフェニルアミンの製造である。ニトロ基の還元的アルキル化により、ゴムの有用な酸化防止剤である第2級アリールアミンが得られる。
安全性 米国国立労働安全衛生研究所 (NIOSH) は、4-ニトロクロロベンゼンを潜在的な職業的発がん性物質とみなしている。CDC - Immediately Dangerous to Life or Health Concentrations (IDLH): p-nitrochlorobenzene労働安全衛生局 (OSHA) は、許容ばく露限度を 1 mg/m3 に設定している。アメリカ産業衛生専門家会議 (ACGIH) は、8時間加重平均で 0.64 mg/m3 の空気中ばく露限度を推奨している。CDC - NIOSH Pocket Guide to Chemical HazardsNew Jersey Department of Health and Senior Services - Hazardous Substance Fact Sheet
脚注