重氮化和重氮盐的反应 (2)优秀课件
8第8章 重氮化和重氮盐的反应

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ON—OH + HBr
ON—Br + H2O
稀硫酸中,主要活泼质点是亚硝酸酐(ON-O-NO,N2O3)。
2 ON—OH ON-O-NO + H2O
浓硫酸中,主要活泼质点是亚硝基(酰)正离子(ON+)。
ON—OH + 2 H2SO4 ON+ + 2 HSO4- + H3O+
(CH3)3C-OH 叔醇 (CH3)3C-NH2 伯胺
根据烃基是脂肪族的还是芳香族的, 又可将胺分为脂肪胺和芳香胺。
CH3CH2NH2 CH3NHCH3 脂肪胺 NH2 芳香胺 NHCH3
3
CH3CH2CH2NH 2 + NaNO2 HCl
N2
H2O
CH3CH2CH2N2 Cl
CH2=CHCH3 + CH3CH2CH2Cl + CH3CH2CH2OH
目的 使反应液始终保持强酸性,pH<2或让刚果红 试纸变蓝。
如果酸量不足,会导致芳胺溶解度下降,反应速率 下降,甚至产生很多副反应。
Ar N2 Cl
+
H2N
Ar
Ar
N
N
NH Ar + HCl
Ar N2 Cl
+
Ar
NH2
Ar
N
N
Ar NH2 +11HCl
R
NH2 + NaNO2 + 2 HCl
低温 重氮化
第8章 重氮化和重氮盐的反应
P208
化工教研室
张红
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8.1 重氮化概述 重氮化反应—含有伯氨基的有机化合物在无机 酸存在下与亚硝酸钠作用生成重氮盐的反应。
重氮化和重氮盐的反应

8.2.1 概述
定义 芳香族伯胺与亚硝酸作用 生产重氮盐 作用, 重氮盐的 芳香族伯胺与亚硝酸作用,生产重氮盐的 反应叫做重氮化反应。 反应叫做重氮化反应。
ArNH2 2HX NaNO2 ArN2+X- NaX 2H2O
HX=HCl、HBr、浓H2SO4、稀H2SO4 、HNO3等 = 浓
NH2(OH) Ar N N NH2(OH)
ArN2X
偶合组分 酚类: (1)酚类:
OH OH OH CONH R
2-羟基-3-萘甲酰胺 羟基-
(2)胺类
NH2 NH2
(3)氨基萘酚磺酸
NH2OH HO3S SO3H OH HO3S OH NH2 HO3S NH2
H酸
J酸
γ酸
(4)含有活泼亚甲基的化合物
特点 (1)酸要过量
ArNH2 2HX NaNO2 ArN2+X- NaX 2H2O
理论量: 理论量:n(HX):n(ArNH2)=2:1 2:1 实际比: 2.5~ 实际比: n(HX):n(ArNH2)=2.5~4 : 1 2.5
酸的作用: 酸的作用:
①溶解芳胺: 溶解芳胺:
ArNH2 + HCl ArNH3+ClHNO2 + NaCl
SO3H
CH3 Cu2Cl2,HCl Cl 转化 Cl
还原 H2,Ni
COOH NH 2
H 2SO 4,NaNO 2 10 C以 下
o
COOH N 2+ HSO 4
KI
COOH I
A rN 2 + X
BF4
A rN 2 + B F 4
重氮化与重氮盐

• 二、重氮盐的结构与性质 • 1.重氮盐的结构
重氮盐的结构为:
Ar N
Ar N
+
+
N Cl
N Cl Ar N N Cl
(4)重氮盐可发生两类反应:一类是重氮基转化为 偶氮基(偶合)或肼基(还原),非脱落氮原子的反 应;另一类是重氮基被其他取代基所置换,同时脱落 两个氮原子放出氮气的反应。
(5)重氮盐性质活泼,本身价值不高,但通过上述 两类重氮盐的反应,可制得一系列重要的有机中间 体。
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第二节 重氮化反应
• ★复习:甲基橙的制备: • 1.重氮化反应
1
(5)反应的设备要有良好的传热措施
( 6 )防止重氮化合物受热和强光照射,并保持生 产环境的潮湿。
• 2. 重氮化操作方法
(1)直接法
• 本法适用于 碱性较强的芳胺 ,即为含有给电子基团 的芳胺,这些胺类可与无机酸生成 易溶于水 ,但难 以水解的稳定铵盐。 • 其操作方法是:将计算量(或稍过量)的亚硝酸钠 水溶液在冷却搅拌下,先快后慢的滴加到芳胺的稀 酸水溶液中,进行重氮化,直到亚硝酸钠稍微过量 为止。此法亦称正加法,应用最为普遍。 • 反应温度一般在0~10℃进行。盐酸用量一般为芳伯 胺的3~4mol为宜。水的用量一般应控制在到反应结 束时,反应液总体积为胺量的10~12倍。应控制亚 硝酸钠的加料速度,以确保反应正常进行。
NaNO2 + HCl NaNO2 + H2SO4 HNO2 + NaCl HNO2 + NaHSO4
第8 章重氮化

3.1 重氮基被氢置换(脱氨基反应)
用适当的还原剂将重氮盐还原,可以使重氮基 被氢置换(脱氨基反应),并释放出氮气。重 氮化时要用硫酸,而不宜用(氢卤酸)。
常用的还原剂(在酸性介质中):① 乙醇、异 丙醇(芳环上有吸电子基团);② 次磷酸(芳 环上有吸电子基团或供电子基团);③ 氧化亚 铜;④ 甲酸。
(3) 重氮化反应速度较慢。
NH2 NH2
NH2
NH2
COOH
CH 3
OC H3
Cl N NH2
正重氮化法:将芳伯胺溶解于稍过量的稀无 机酸中后冷却,再向其中加入微过量的亚硝 酸钠水溶液(30%-40%)。
Ar-NH2 +
稀HX
①
室温
Ar-NH3+X溶液
② 冷却
Ar-N2+X-
④ 冷Ar-NH3+X溶液
弱酸性
Ar-N2+X-+Ar-NH2或中性 Ar-N=N-NH-Ar+HX
重氮氨基化合物
(3)稍过量的亚硝酸盐
防止副反应的发生:
Ar-N2+X- + Ar-NH2
Ar氨-N基=偶N-氮A化r-N合H物2 + HX
Ar-N2+X- + Ar-NH2
Ar-N=N-NH-Ar + HX
重氮氨基化合物
KI-淀粉试纸变蓝: 2HNO2+2KI+2HCl
重氮盐的水解反应历程(SN1Ar亲核取代反应)
Ar-N2+X- slow Ar+ + X- + N2
Ar+ + H2O fast
+ Ar-OH2
总反应方程式:
精选第8章重氮化和重氮盐的反应精细有机合成资料

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本章教学基本内容
概述 重氮化 (Diazotization) 重氮盐的反应
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8-1 概述
结构
• 重氮化反应及其特点
芳伯胺在无机酸存在下与亚硝酸作用,生成重氮盐的 反应称为重氮化反应。工业上,常用亚硝酸钠作为亚硝酸 的来源。反应通式为:
NH2
CH3
NH2 Cl
NO2
NO2
NH2
Cl
即先将芳伯胺溶解于过量较多、浓度较高的热的稀盐酸或稀
硫酸中,然后加冰冷却至一定温度,使大部分胺盐以很细地
沉淀析出,然后迅速加入亚硝酸钠水溶液,以避免生成重氮
氨基化合物。
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3. 碱性很弱的芳胺
特点:(1)有两个或两个以上强吸电基;
(2)不溶于稀酸,但能溶解于浓硫酸。
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(1)在稀盐酸中进行重氮化时,主要活泼质点是亚硝酰氯
(ON-Cl),它是按以下反应生成:
NaNO2 + HCl →ON-OH + NaCl(酸化)
ON-OH + HCl
ON-Cl + H2O(酰化
(2)在稀硫酸中进行重氮化时,主要活泼质点是亚硝酸酐
(ON-NO2),它是按以下反应生成:
2ON-OH
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5.氨基酚类的重氮化
容易被氧化的氨基酚类(苯系、萘系邻、对氨基酚)。 该类中的某些芳胺在无机酸中易被亚硝酸氧化成醌亚胺型
化合物。 方法:可在中性到弱酸性介质中,在硫酸铜存在下重氮化。
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例如:
2-氨基-4,6-二硝基苯酚,其重氮化是先将其溶于苛性钠水 溶液中,然后加盐酸以细颗粒形式析出,再加亚硝酸钠进 行重氮化。
重氮化和重氮盐的转化

第十三章 重氮化与重氮盐的转化第一节 概述一、重氮化反应及其特点 1. 重氮化合物定义:指分子中含有两个氮原子相连的基团,而这个基团只有一端与碳原子相连,而另一端则不与C 原子相连。
(与偶氮化合物相区别) 2. 重氮化反应定义:将芳伯胺等胺基化合物在低温下及强酸(其中盐酸及硫酸最为常用)水溶液中,与亚硝酸作用生成重氮盐的反应,称为重氮化反应。
Ar NH 2+NaNO 2+2HXAr N +2X +O H 22+NaX3. ★重氮化反应在有机合成中的应用:用来合成与亲电取代反应相悖的化合物,尤其是各种偶氮染料、有机颜料的重要的基本的方法,在精细有机合成中被广泛应用。
如:间氯甲苯的合成。
4.脂肪胺与芳胺的重氮化反应特点:由脂肪伯胺得到的重氮化合物很不稳定,容易分解成醇类化合物,在有机合成上没有多少价值。
由芳伯胺制得的重氮化合物性质稳定,可用来制备许多重要的中间体。
在精细化学品的合成中有着重要的意义。
二、重氮盐的结构与性质 1.重氮盐的结构重氮盐的结构为:重氮盐的反应一般是在强酸性到弱碱性介质中进行的。
其pH 值的高低与目的反应有关。
2.★重氮盐的性质(1)重氮盐具有类似铵盐的性质,一般可溶于水,不溶于有机溶剂。
重氮化后溶液是否澄清可作为反应正常与否的标志。
(2)干燥的重氮盐极不稳定,受热爆炸。
(3)重氮盐在低温水溶液中比稳定且具有高反应活性。
生产中常不必分离出重氮盐结晶,而用其水溶液进行下一步反应。
(4)重氮盐可发生两类反应:一类是重氮基转化为偶氮基(偶合)或肼基(还原),非脱落氮原子的反应;另一类是重氮基被其他取代基所置换,同时脱落两个氮原子放出氮气的反应。
(5)重氮盐性质活泼,本身价值不高,但通过上述两类重氮盐的反应,可制得一系列重要的Ar N N Cl Ar N N Cl Ar N N Cl +++有机中间体。
三、重氮化反应的应用重氮盐能发生置换、还原、偶合、加成等多种反应。
1.制备偶氮染料例如:对氨基苯磺酸重氮化后得到的重氮盐与2-萘酚-6-磺酸钠偶合,得到食用色素6。
第八章 重氮化及重氮盐的反应

重氮盐水解
重氮盐的酸性水溶液很不稳定,即使在零度也会慢慢水解
N NHSO4 + H2O OH + N2 + H2SO4
N
N
+ N2
+ H2 O
OH2
-H+
OH
Logo
Schiemann G反应(席曼反应)
N NCl + HBF4 N NBF4 F
芳胺制备氟代芳烃最常用的方法
N NCl + NaI I + N2 + NaCl
单分子芳香亲核取代(苯正离子中间体)
Company Logo
N
N
+ N2
+ BF4
F + BF3
+ I3
I
+
I2
+ H2O
OH2
-H+
OH
Sandmeyer反应(桑德迈耳反应)
CuCl/HCl Cl
自 由 基 芳 香 取 代 反 应
N
N
+
CuBr/HBr
水溶性
水溶性以盐酸盐、硫酸盐最好, 氟硼酸盐最差。
重氮化
重氮盐反应
重氮盐反应
还原反应
偶合反应
置换反应
重氮化合物的还原
Ar N2+ [H] Ar H 还原剂:乙醇、H3PO2 Ar NHNH2 还原剂:NaHSO3、Sn/HCl
重氮盐反应
还原反应
与酚偶合 与胺偶合
N2 + OH (NR2) N N
O3S
N
N
N
甲基橙,黄色 OHO3S H+ N CH3 CH3
H N N 甲基橙,红色
重氮化和重氮盐的反应

3.重氮化反应的特点 酸要过量
ArNH2 2HX NaNO2
ArN2+X- NaX 2H2O
理论量:n(HX):n(ArNH2)=2:1 实际比: n(HX):n(ArNH2)=2.5~4 : 1
刚果红试纸呈酸性(变蓝)
3.重氮化反应的特点
酸的 作用
① 溶解芳胺 ArNH2 + HCl
② 产生HNO2 HCl 3H2O
H2NSO3H HNO2
H2SO4 N2 H2O
3.重氮化反应的特点
低温反应:0~10℃
HNO2
H2O+NO
温度高容易加速重氮盐的分解
重氮盐不稳定
干燥的重氮盐不稳定,受热或摩擦、撞击时会快速放出氮爆炸!
含有磺酸基的重氮盐可生成内盐而可未稳定存在。
小结
芳香伯胺的重氮化反应要保 持酸和亚硝酸的微过量、低 温反应。
1
重氮化反应定义
2
重氮化反应的用途
3
重氮化反应的特点
重氮化反应
1.重氮化反应定义
芳香族伯胺与亚硝酸作用,生产重氮盐的反应叫做重氮化反应。
ArNH2 2HX NaNO2
ArN2+X- NaX 2H2O
HX=HCl、HBr、浓H2SO4、稀H2SO4 、HNO3等
RNH2 HCl NaNO2
ROH N2 NaCl
2.重氮化反应的用途
Ar-N2+X- + Ar-NH2 偶合 Ar-N=N-Ar-NH2 Ar-N2+X- + Ar-OH 偶合 Ar-N=N-Ar-OH
Ar-N2+X-
Na2SO3, NaHSO3 还原
ArN2X-
重氮基转化
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由此可见,亚硝酸钠是重氮化反应中常用的重氮化 剂。通常配成30%的亚硝酸钠溶液使用,其用量比理论 量稍过量。
2 H N O O 2 2 K I2 H 2 OI 2 2 K C l 2 H 2 O 2 N O
H 2 N C N H 2 H N O 2 使淀C 粉O 碘2 化 N 2 3 H 2 O
钾试纸变蓝
重氮化反应历程是N-亚硝化-脱水反应,可简要表示如下:
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二、 一般反应条件 (1)低温反应:0~10℃
HNO2
H2O+NO
A rN N O H A r N 2 O H
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(2)无机酸的用量和浓度 酸的作用:
①溶解芳胺: ArNH2 + HCl ②产生HNO2:HCl + NaNO2 ③维持反应介质强酸性
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3
(14)什么是桑德迈耶尔反应?写出相关反应式。 (15)什么是盖特曼反应?写出相关反应式。 (16)什么是希曼反应?写出相关反应式。 (17)什么是迈尔瓦音芳基化反应?写出相关反
应式。
(18)什么是贡贝格反应?写出相关反应式。 (19)什么结构的脂环族重氮化合物可发生缩环
与反应体系所用无机酸种类和浓度有关。
:
:
H
N
CH3
H H
N CH3 CH3CH3
:
NH H
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(1)在稀盐酸中进行重氮下反应生成:
NaNO2 + HCl →ON-OH + NaCl(酸化) ON-OH + HCl → ON-Cl + H2O(酰化)
反应,什么结构的脂环族重氮化合物可发生扩环 反应。
1~19题中任选五题
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8-1 概述
结构
• 重氮化反应及其特点
芳伯胺在无机酸存在下与亚硝酸作用,生成重氮盐的 反应称为重氮化反应。工业上,常用亚硝酸钠作为亚硝酸 的来源。反应通式为:
式中X可以是Cl、Br、NO3、HSO4等。工业上常采用盐酸。
(5)碱性较弱的芳胺重氮化操作为什么要先溶于 热浓的无机酸中,然后又加冰冷却?
(6)能与重氮基发生偶合反应的化合物有哪些类 型?电子云密度大有利还是小有利?
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(7)发生偶合反应的重氮组分电子云密度大有利还是小有 利?
(8)胺类和酚类偶合的PH值各是多少?
(9)写出重氮盐还原成芳肼的还原剂、原料及产物的结构 式。
ON-Br+ H2O
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(4)在浓硫酸中进行重氮化时,则主要活泼质点是亚硝基正
离子(ON+),它是按以下反应生成:
ON-OH + H2SO4
ON+ + 2HSO4- + H3O+
上述各种活泼质点的活泼性次序是: ON+ >ON-Br>ON-Cl>ON-ON2>ON-OH
2、反应历程
(10)重氮盐还原成芳烃的最常用的还原剂有哪些?
(11)乙醇和重氮盐的反应,什么情况下还原得到醛,什么 情况下得到醚?写出相关反应式。
(12)重氮基与水可得酚类,如何防止酚类与原料重氮基的 偶合副反应?写出相关反应式。
(13)重氮基与酚的反应可以是偶合反应,也可以是成醚的 反应,两种反应的条件有什么不同?写出相关反应式。
重氮化和重氮盐的反 应 (2)优秀课件
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第十一章 思考题
(1)写出重氮化反应的通式。
(2)什么样的芳胺是碱性强的,什么样的芳胺是 碱性弱的?怎样加速它们的反应?为什么?
(3)比较NaNO2在下列介质中进行重氮化反应的 活性:
浓硫酸、稀硫酸、盐酸、盐酸加一些溴化物
(4)什么叫正法重氮化?
(2)在稀硫酸中进行重氮化时,主要活泼质点是亚硝酸酐
(ON-NO2),它是按以下反应生成:
2ON-OH
ON-ON2+ H2O
(3)在稀盐酸中进行重氮化时,如果加少量溴化钠或溴化钾,
则主要活泼质点是亚硝酰溴(ON-Br),它是按以下反应生
成: NaBr + HCl
NaCl + HBr
ON-OH + HBr
ArNH3+ClHNO2 + NaCl
酸要过量
A r N H 2 2 H X N a N O 2 A r N 2 + X -N a X 2 H 2 O
理论量:n(HX):n(ArNH2)=2:1 实际比: n(HX):n(ArNH2)=2.5-4 : 1
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(3)亚硝酸钠
由于游离亚硝酸很不稳定,易发生分解,通常重氮化 反应所需的新生态亚硝酸,是由亚硝酸钠与无机酸(盐 酸或硫酸等)作用而得。
Ar-N2+X- NaSO还3, 原NaHSOA3 r-NHNH2
重氮基转化
ArN2X-
ArY Y=F, Cl, Br, I, CN, OH, H等
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8-2 重氮化反应
重氮化反应历程 重氮化反应影响因素 重氮化方法
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一、 重氮化反应历程 芳伯胺重氮化反应历程是亲电的N-亚硝化-脱水反应。 1、亲电质点:
在重氮化过程中和反应终了,要始终保持反应介质对
刚果红试纸呈强酸性(pH<2),如果酸量不足,可能导
致生成的重氮盐与没有起反应的芳胺生成重氮氨基化合
物:
ArN2X + ArNH2 → ArN=NNH—Ar + HX
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+
NN
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用途
Ar-N2+X- + Ar’-NH2 偶合 Ar-N=N-Ar’-NH2 Ar-N2+X- + Ar’-OH 偶合 Ar-N=N-Ar’-OH
3HNO2 —→ NO2 + 2NO + H2O 2NO2 + O2—→ 2NO2 NO2 + H2O —→ HNO3
这样不仅浪费原料,且产生有毒、有刺激性气体,还 会使设备腐蚀。因此,必须对亚硝酸钠的用量和加料速 度进行控制。
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(4)重氮化试剂的配制
1、在稀盐酸或稀硫酸中进行重氮化时,一般可用质量分数 30%-40%的亚硝酸钠水溶液。
H 2 N S O 3 H H N O 2 H 2 S O 4N 2 H 2 O
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亚硝酸钠的加料进度,取决于重氮化反应速度的快慢, 主要目的是保证整个反应过程自始至终不缺少亚硝酸钠, 以防止产生重氮氨基物的黄色沉淀。但亚硝酸钠加料太 快,亚硝酸生成速度超过重氮化反应对其消耗速度,则 使此部分亚硝酸分解损失。