XILENI
XILENI
Dimetilbenzene, C6H4(CH3)2, omologo superiore del benzene e del toluene di peso molecolare 106,16, noto in tre forme isomere, che si differenziano per la posizione dei due gruppi metilici CH3 nell'anello aromatico:
Isomero degli xileni è l'etilbenzene C6H5C2H5. Lo x. (o xilolo) del commercio è di solito una miscela dei quáttro isomeri; essi sono liquidi volatili, infiammabili a temperatura superiore ai 26 °C, incolori, di odore aromatico, caratteristico del benzene. I quattro composti sono solubili in tutte le proporzioni in alcool, etere e altri comuni solventi organici, e praticamente insolubili in acqua. Nella tabella sono riportate le principali costanti fisiche degli xileni e dell'eti lbenzene.
L'analisi quali-quantitativa delle miscele dei quattro isomeri viene eseguita con buona precisione in base agli spettri di assorbimento infrarosso o mediante cromatografia gas-liquido.
Gli x. si ricavano industrialmente dalle frazioni leggere ottenute dalla distillazione dei catrami o dai processi di aromatizzazione del petrolio. Attualmente la maggiore quantità di x. viene ottenuta per reforming catalitico di benzine pesanti ricche di idrocarburi naftenici. Questi idrocarburi, deidrogenati cataliticamente, si convertono nei corrispondenti composti aromatici i quali possono essere separati dai composti paraffinici e olefinici o per estrazione con solventi o per distillazione frazionata.
I processi industriali si differenziano sia per partire da benzine pesanti di varia natura, sia per impiegare catalizzatori diversi; la composizione del prodotto finale non varia di molto e corrisponde approssimativamente a: o-xilene 23%, m-xilene 43%, p-xilene 19%, etilbenzene 5%.
Di questi isomeri, quello di maggiore importanza commerciale è quello para, che ossidato ad acido tereftalico si usa per la preparazione del tereftalato di polietilene, messo in commercio sotto forma di fibra sintetica contraddistinta da diversi nomi commerciali (dacron negli S. U. A., terilene in Inghilterra, terital in Italia).
La separazione del p-xilene dal prodotto commerciale viene fatta per cristallizzazione frazionata. Il punto di congelamento del p-xilene è, come risulta dalla tabella, più alto di quello dei suoi isomeri, tuttavia la sua separazione dalle miscele industriali non può essere quantitativa, poiché esso forma con l'isomero meta una miscela eutettica a − 52,9 °C nel rapporto di 12,9 a 87,1. Sono noti molti processi industriali di cristallizzazione del p-xilene, i quali peraltro utilizzano essenzialmente tutti lo stesso principio: cioè raffreddamento a basse temperature e separazione meccanica dei cristalli.
L'o-xilene, che ha un punto di ebollizione di 5,3 °C più alto di quello del m-xilene, può essere isolato con una efficiente distillazione frazionata.
L'etilbenzene non si ottiene dallo xilene commerciale ma si prepara industrialmente per alchilazione del benzene. Trova il suo principale impiego nella preparazione dello stirene, che per polimerizzazione dà le resine polistiroliche e per copolimerizzazione la gomma G.R-S.
L'orto, il meta e il paraxilene per ossidazione danno rispettivamente anidride ftalica (utilizzata nella preparazione di resine gliceroftaliche), acido isoftalico e acido tereftalico. Dallo xilene commerciale per nitrazione, con una miscela di acido nitrico e solforico, si ottengono i nitroxileni, che per successiva riduzione di trasformano in xilidine, composti che possiedono proprietà antidetonanti. Per azione del cloro gassoso sugli xileni a caldo si ottengono i cloruri di xilene, in cui l'alogeno sostituisce un atomo di idrogeno di uno dei due gruppi metilici.
I corrispondenti bromuri, ottenuti analogamente con bromo, sono usati come lacrimogeni.
Lo xilene commerciale viene addizionato alle benzine per aumentarne il potere antidetonante.
Come solvente industriale lo xilene sostituisce in molti casi il toluene: la scelta fra i due dipende in genere dalla diversa velocità di evaporazione. I fungicidi e gli insetticidi, come il γ-esaclorobenzene (o gammaesano), vengono sciolti in xileni per fare soluzioni concentrate e per le successive diluizioni. Lo xilene, come anche il toluene, si usa come solvente e diluente nella preparazione di vernici, particolarmente quando queste contengono resine difficilmente solubili. Nelle lacche lo xilene si usa come diluente quando occorre una evaporazione piuttosto lenta.
Lo xilene liquido produce sulla pelle delle irritazioni maggiori di quelle prodotte dal benzene o dal toluene, forse perché evapora più lentamente. Da saggi fatti sugli animali risulta che la tossicità aumenta nell'ordine o, m e p-xilene. L'esposizione ai vapori di xilene produce sintomi che sono comuni a quelli dell'avvelenamento da toluene, tra cui stanchezza, irritabilità e vertigini.
Bibl.: American Petroleum Institute Research Project 44, Selected values of properties of hydrocarbons, Natl. Bur. Standard (U.S.) Circ. 461 (1947); Modern chemical process, IV, New York 1956, pp. 172-79; K. A. Kobe e H. M. Bunnecke, in Industrial engineering chemistry, XLVI (1954), pp. 728-32; P. W. Sherwood, in Petroleum Rafiner, aprile 1953.