自由基引发剂--偶氮二异丁腈的制备方法、反应机理及常见反应
偶氮二异丁腈作用原理
偶氮二异丁腈作用原理偶氮二异丁腈作用原理一、引言偶氮二异丁腈（简称ABN），也被称为2,2'-偶氮二异丁腈，是一种有机化合物，常用于引发剂和聚合反应的催化剂。
由于其独特的化学性质，偶氮二异丁腈在许多化学反应中发挥着重要的作用。
了解偶氮二异丁腈的作用原理，特别是其化学反应机理、在聚合物合成中的应用以及使用注意事项，对于化学研究和工业生产都具有重要意义。
二、化学反应机理偶氮二异丁腈的化学反应机理主要涉及电子转移和自由基反应。
当偶氮二异丁腈受到热能或光能激发时，分子中的氮-氮键会发生断裂，产生两个异丁腈自由基。
这个过程通常伴随着能量的吸收或释放，是化学反应中的关键步骤。
产生的自由基具有很高的活性，可以进一步与其他分子反应，引发一系列的链式反应。
这种链式反应在聚合反应中尤为重要，能够迅速将小分子单体转化为高分子聚合物。
三、在聚合物合成中的应用偶氮二异丁腈因其高效的引发能力和稳定的化学性质，被广泛应用于聚合物合成中。
它主要用于合成不饱和聚酯、聚氨酯、环氧树脂等高分子材料。
在这些聚合反应中，偶氮二异丁腈作为引发剂或催化剂，可以大大提高聚合速度和产物的分子量。
同时，它对聚合物的结构、性能和加工性能也有重要影响。
通过选择合适的偶氮二异丁腈合成条件，可以实现对聚合物性能的精细调控，满足各种不同的应用需求。
四、注意事项虽然偶氮二异丁腈在化学研究和工业生产中具有广泛的应用，但其在使用过程中也存在一定的安全风险。
首先，由于偶氮二异丁腈具有强烈的刺激性气味，长期接触可能对呼吸系统和皮肤造成危害。
因此，在使用过程中应佩戴合适的个人防护装备，如化学防护眼镜、实验服和化学防护手套等。
其次，偶氮二异丁腈与某些物质混合可能发生剧烈的化学反应甚至爆炸，因此应避免与氧化剂、还原剂等危险物质接触。
此外，储存和操作偶氮二异丁腈时应在良好通风的条件下进行，以降低空气中可能存在的有害气体浓度。
为了确保安全有效地使用偶氮二异丁腈，除了遵循基本的实验室安全规定外，还应特别注意以下几点：储存：偶氮二异丁腈应存放在干燥、阴凉、通风良好的地方，远离火源和热源。
实验讲义---偶氮二异丁腈分解速率的测定(精)
实验---偶氮二异丁腈分解速率的测定学校名称：江阴职业技术学院院系名称：化学纺织工程系时间：2017年1月10日1.实验目的1.掌握测定偶氮二异丁腈分解速率的测定的基本原理和方法。
2.了解有关引发剂方面的一些基本知识。
2.实验原理引发剂是一种能在热、光、辐射等作用下分解产生初级自由基，并能引发单体聚合的物质，它在自由基聚合反应中占有十分重要的地位。
引发剂的种类和用量对聚合反应速率以及聚合物的分子量关系极大。
在一定温度下，对某一单体来说，其聚合速率在很大程度上取决于引发剂的分解速率。
因此研究和测定引发剂的分解速率对聚合反应的控制具有实际生产意义。
引发剂的品种繁多，性质各异，但按其化学组成来分，大致可分为过氧化物和偶氮化物两大类。
如按自由基的产生方式来分，又可分为热引发（包括光、热辐射）体系和氧化还原体系，在偶氮化合物中，偶氮二异丁腈是最常见的引发剂之一。
偶氮二异丁腈分解均匀，只形成一种自由基，不发生诱导分解之类的副反应，比较稳定，可以纯粹状态安全储存等优点。
因此动力学研究和工业生产都广泛采用，缺点是，具有一定的毒性，分解效率低，属于低活性引发剂。
引发剂在加热下分解，产生初级自由基，由于化合物分子中各原子间的键能大小是有差别的，故均裂反应往往发生在键能最小的地方，偶氮二异丁腈各原子间的键能（千卡/克分子）如下：在各类键中，C-N 键的键能最小，均裂就在此处发生，产生了异丁腈自由基，并放出氮气。
N CC NCH 3C NC CNCH 3CH 3H H H大多数引发剂的分解反应一般属于一级反应，上式也是如此，其分解速率与引发剂浓度的一次方成正比，即：][][I K dt I d d =式中：K d －引发剂分解速率常数，单位可以是秒-1·分-1·小时-1 [I]－引发剂浓度t －时间 将上式积分得：t K I I Ind =0][][ 或t K d e I I =0][][ 式中：[I]0和[I]分别表示引发剂的起始（t ＝0）浓度和时间t 的浓度，单位为克分子/升。
偶氮二异丁腈的制备方法及其在染料合成中的应用
偶氮二异丁腈的制备方法及其在染料合成中的应用摘要：随着时代的发展和人们对环境友好化的追求，偶氮二异丁腈作为一种重要的有机合成中间体，在染料合成领域的应用日益受到关注。
本论文旨在研究偶氮二异丁腈的制备方法，并探索其在染料合成中的应用潜力。
通过文献综述和实验研究，本文综合了传统方法和新型方法，提出了一种高效、环保的偶氮二异丁腈合成方法。
我们还详细讨论了偶氮二异丁腈在染料合成过程中的应用及其所能带来的潜在优势。
研究结果显示，这种新型合成方法不仅能够提高偶氮二异丁腈的产率和纯度，而且能够降低废物产生的量，具有良好的应用前景和环境效益。
关键词：偶氮二异丁腈；制备方法；染料合成引言随着社会的发展和人们对环境保护的关注增加，寻求替代传统有机合成方法的环境友好方法成为研究的重点。
偶氮化合物作为一类重要的有机合成中间体，在染料合成中具有广泛应用的潜力。
本论文旨在探索制备偶氮二异丁腈的高效、环保的方法，并研究其在染料合成过程中的应用。
通过综合文献研究和实验验证，旨在提出一种能够提高产率和纯度、同时降低废物生成的新型合成方法，为染料合成领域的进一步发展贡献一份努力。
1.研究目标1.1研究偶氮二异丁腈制备方法本研究旨在探索偶氮二异丁腈的制备方法，以满足环境友好和高效合成的需求。
传统方法存在诸多问题，如废物产生量大、反应条件苛刻等。
因此，本文综合考虑了各种方法的优缺点，提出了一种新型合成路线。
该方法采用优化的催化剂和反应条件，通过将合成步骤中的关键中间体迭代转化来实现高选择性和收率。
同时，通过调整反应体系中的组分配比和添加辅助剂等手段，进一步提高了制备过程的效率和纯度。
实验证明该方法具有显著的经济实用性和环境友好性，为偶氮二异丁腈的制备提供了一种可持续发展的新途径。
1.2探索偶氮二异丁腈在染料合成中的应用潜力本研究旨在探索偶氮二异丁腈在染料合成中的应用潜力。
偶氮化合物作为染料合成的关键中间体，具有丰富的结构多样性和色谱活性，可以用于合成各类有机染料。
偶氮二异丁腈在 自由基聚合反应中的用量百分比
偶氮二异丁腈在自由基聚合反应中的用量百分比标题：偶氮二异丁腈在自由基聚合反应中的用量百分比探讨摘要：在自由基聚合反应中，偶氮二异丁腈（AIBN）是一种常用的引发剂，被广泛应用于合成高分子化合物和聚合物。
本文将深入探讨AIBN在自由基聚合反应中的用量百分比，并对其在反应过程中的影响进行综合评估。
文章将从用量百分比的基本概念入手，逐步深入讨论AIBN的适当用量、用量与反应效果的关系、用量与产物性质的关联等方面，以期为读者提供全面、深入的认识与理解。
一、AIBN的基本概念1.1 AIBN的化学结构与性质1.2 AIBN在自由基聚合反应中的作用机制二、适当用量的选择2.1 AIBN用量与反应速率的关系2.2 AIBN用量与转化率的影响2.3 AIBN用量对产物分子量的影响三、用量与反应效果的关系3.1 低用量下的聚合反应3.2 高用量下的聚合反应3.3 用量百分比与反应选择性的关联四、用量与产物性质的关联4.1 AIBN用量对聚合物结构的影响4.2 AIBN用量对聚合物物理性质的影响4.3 AIBN用量对聚合物化学性质的影响五、个人观点与理解5.1 对AIBN的用量百分比的选择的思考5.2 对AIBN与聚合反应中其他因素的协同作用的认识与思考六、总结与回顾6.1 用量百分比的选择原则与方法6.2 AIBN在自由基聚合反应中的综合评估6.3 对未来研究的展望在本文中，将以用量百分比作为主要线索，全面评估AIBN在自由基聚合反应中的应用。
我们将从AIBN的基本概念入手，逐步深入探讨其适当用量选择的原则和方法，用量与反应效果的关系，以及用量与产物性质的关联。
我将分享我个人对AIBN用量百分比选择的思考，并对AIBN与聚合反应中其他因素的协同作用进行分析。
希望通过本文的阐述，读者能够全面、深刻且灵活地理解偶氮二异丁腈在自由基聚合反应中的用量百分比的重要性与影响。
本文的撰写参考了大量的研究成果和学术文献，旨在为读者提供一份有价值的文章，促进对该主题的深入研究与探讨。
3 习题参考答案
高分子第三章习题参考答案思考题2、下列烯类单体适于何种机理聚合：自由基聚合，阳离子聚合或阴离子聚合？并说明理由。
CH2=CHCl，CH2=CCl2，CH2=CHCN，CH2=C（CN）2，CH2=CHCH3，CH2=C（CH3）2，CH2=CHC5H6，CF2=CF2，CH2=C（CN）COOCH3，CH2=C（CH3）－CH=CH2参考答案：CH2=CHCl：适于自由基聚合，Cl原子是吸电子基团，也有共轭效应，但较弱。
CH2=CCl2：适于自由基聚合，Cl原子是吸电子基团。
CH2=CHCN：适于自由基聚合和阴离子聚合，CN是强吸电子基团，并有共轭效应。
CH2=C（CN）2：适于自由基聚合和阴离子聚合，CN是强吸电子基团。
CH2=CHCH3：适于阳离子聚合，CH3是供电子基团，CH3是与双键有超共额轭效应。
CH2=C（CH3）2：适于阳离子聚合，CH3是供电子基团，CH3是与双键有超共轭效应。
CH2=CHC5H6和CH2=C（CH3）－CH=CH2：均可进行自由基聚合、阳离子聚合和阴离子聚合。
因为共轭体系π电子的容易极化和流动。
CF2=CF2：适于自由基聚合。
F原子体积小，结构对称。
CH2=C（CN）COOCH：适合阴离子和自由基聚合，两个吸电子基，并兼有共轭效应。
3、判别下列单体能否进行自由基聚合，并说明理由。
CH2=C（C5H6）2，ClCH=CHCl，CH2=C（CH3）C2H5，CH3CH=CHCH3，CH2=C（CH3）COOCH3，CH2=CHOCOCH3，CH3 CH=CHCOCH3参考答案：CH2=C（C5H6）2不能通过自由基聚合形成高分子量聚合物。
因为取带基空间阻碍大，形成高分子键时张力也大，故只能形成二聚体。
ClCH=CHCl不能通过自由基聚合形成高分子量聚合物。
因为单体结构对称，1，2-而取代基造成较大空间阻碍。
CH2=C（CH3）C2H5不能通过自由基聚合形成高分子量聚合物。
偶氮二异丁腈的化学式-概述说明以及解释
偶氮二异丁腈的化学式-概述说明以及解释1.引言1.1 概述偶氮二异丁腈是一种重要的有机化合物，其化学式为（CH3）2C（CN）N=N（CN）C（CH3）2。
它是一种蓝色的结晶固体，常用作染料和荧光染料的原料，也被广泛用于有机合成和材料科学领域。
偶氮二异丁腈具有较高的化学稳定性和热稳定性，能够在不同温度和条件下稳定存在。
它的合成和性质对于理解其应用和开发新的研究领域具有重要意义。
本文将首先介绍偶氮二异丁腈的合成方法，包括传统的化学合成方法和近年来的新技术。
随后，我们将详细探讨偶氮二异丁腈的化学性质，包括其结构、热稳定性、光学性质和化学反应等方面。
同时，本文还将涉及偶氮二异丁腈的应用领域，如染料、荧光材料和生物医药领域等。
最后，我们将总结文章的主要内容，并展望未来偶氮二异丁腈的研究方向和潜在应用领域。
通过深入研究偶氮二异丁腈的合成、性质和应用，我们可以更好地了解该化合物的特性和潜力，为进一步的科学研究和工业应用提供有益的参考。
本文旨在系统地介绍偶氮二异丁腈的化学式及相关内容，为读者提供全面而深入的了解。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以包括以下几个方面：1. 介绍文章的组织结构：文章按照引言、正文和结论三个部分组织。
引言部分主要对文章的背景和目的进行概述；正文部分在背景介绍的基础上，详细介绍偶氮二异丁腈的合成方法、性质和应用领域；结论部分对整篇文章进行总结，并对未来的研究方向进行展望。
2. 引言与正文的联系：引言部分作为正文的导入部分，提供了读者对偶氮二异丁腈的基本认识和兴趣。
在正文部分，作者会详细介绍偶氮二异丁腈的合成方法、性质和应用领域，使读者更全面地了解该物质。
正文部分与引言紧密联系，为读者提供了更深入的了解。
3. 结论的重要性：结论部分对整篇文章进行总结，并强调研究的重要性和实际应用的前景。
同时，作者还可以指出当前研究的不足之处，并对未来的研究方向进行展望，以鼓励更多的科研人员在该领域投入努力。
偶氮二异丁腈的精制
偶氮二异丁腈的精制一、目的要求1、了解偶氮二异丁腈的基本性质和保存方法；2、掌握偶氮二异丁腈的精制方法。
二、基本原理偶氮二异丁腈（AIBN）是一种广泛应用的引发剂，为白色结晶，熔点102－104℃，有毒！溶于乙醇、乙醚、甲苯和苯胺等，易燃。
偶氮二异丁基是一种有机化合物，可采用常规的重结晶方法进行精制。
三、主要试剂与仪器1、主要试剂名称试剂规格引发剂偶氮二异丁腈AR溶剂乙醇AR2、主要仪器500ml锥形瓶，恒温水浴，0－100℃温度计，布氏漏斗。
四、实验步骤1、在500ml锥形瓶中加入200ml 95%的乙醇，然后在80℃水浴中加热至乙醇将近沸腾。
迅速加入20克偶氮二异丁腈，摇荡使其溶解；2、溶液趁热抽滤，滤液冷却后，即产生白色晶体。
若冷却至室温仍无结晶产生，可将锥形瓶置于冰水中冷却片刻，即会产生结晶；3、结晶出现后静置30min,用布氏漏斗抽滤。
滤饼摊开于表面皿中，自然干燥至少24h，然后置于真空干燥箱中干燥24ｈ。
称量，计算产率；4、精制后的偶氮二异丁腈置于棕色瓶中低温保存备用。
甲基丙烯酸甲酯的本体聚合及成型一、目的要求１、了解本体聚合的原理；２、熟悉型材有机玻璃的制备方法。
二、基本原理聚甲基丙烯酸甲酯具有优良的光学性能、密度小、机械性能好、耐侯性好。
在航空、光学仪器、电学工业、日用品等方面又有广泛的用途。
为保证光学性能，聚甲基丙烯酸甲酯多采用本体聚合方法合成。
甲基丙烯酸甲酯的本体聚合是按自由基聚合反应历程进行的，其活性中心为自由基。
反应包括链引发、链增长和链终止，当体系中含有链转移剂时，还可发生链转移反应。
本体聚合是不加其他介质，只有单体本身在引发剂或催化剂、热、光作用下进行的聚合，有成块状聚合。
本体聚合具有合成工序简单，可直接形成制品且产物纯度高的优点。
本体聚合的不足是随聚合的进行，转化率提高，体系粘度增大，聚合热难以放出，同时长链自由基末端被包裹，扩散困难，自由基双基终止速率大大降低，致使聚合速率急速增大而出现自动加速现象，短时间内产生更多的热量，从而引起相对分子质量分布不均，影响产品性能，更为严重的则引起爆聚。
偶氮二异丁腈分解速率的测定
六、偶氮二异丁腈分解速率的测定1、实验目的1．掌握测定偶氮二异丁腈分解速率的测定的基本原理和方法2．了解有关引发剂方面的一些基本知识2、实验原理引发剂是一种能在热、光、辐射等作用下分解产生初级自由基，并能引发单体聚合的物质，它在自由基聚合反应中占有十分重要的地位。
引发剂的种类和用量对聚合反应速率以及聚合物的分子量关系极大。
在一定温度下，对某一单体来说，其聚合速率在很大程度上取决于引发剂的分解速率。
因此研究和测定引发剂的分解速率对聚合反应的控制具有实际生产意义。
引发剂的品种繁多，性质各异，但按其化学组成来分，大致可分为过氧化物和偶氮化物两大类。
如按自由基的产生方式来分，又可分为热引发（包括光、热辐射）体系和氧化还原体系，在偶氮化合物中，偶氮二异丁腈是最常见的引发剂之一。
偶氮二异丁腈分解均匀，只形成一种自由基，不发生诱导分解之类的副反应，比较稳定，可以纯粹状态安全储存等优点。
因此动力学研究和工业生产都广泛采用，缺点是，具有一定的毒性，分解效率低，属于低活性引发剂。
引发剂在加热下分解，产生初级自由基，由于化合物分子中各原子间的键能大小是有差别的，故均裂反应往往发生在键能最小的地方，偶氮二异丁腈各原子间的键能（千卡/克分子）如下：在各类键中，C-N键的键能最小，均裂就在此处发生，产生了异丁腈自由基，并放出氮气。
大多数引发剂的分解反应一般属于一级反应，上式也是如此，其分解速率与引发剂浓度的一次方成正比，即：式中：K d－引发剂分解速率常数，单位可以是秒-1·分-1·小时-1[I]－引发剂浓度t－时间将上式积分得：或式中：[I]0和[I]分别表示引发剂的起始（t＝0）浓度和时间t的浓度，单位为克分子/升。
由方程式1可以看出，1摩尔偶氮二异丁腈分解，可以放出1摩尔氮气，而氮气的体积在温度恒定时与引发剂浓度之间有着正比关系。
假定分解反应在80o C分解完全，全部产生的氮气体积V∞与偶氮二异丁腈的起始浓度[I]0成正比，那么（V∞- V t）则与t时的浓度[I]成正比（V t为t时刻已放出的氮气的体积），代入（2）式：或这是一个直线方程，以对t作图，直线的斜率是K t/2.303，本实验就是在80o C的恒温下，在甲苯中偶氮二异丁腈分解，不断测定t时刻系统中放出的氮气体积V t，通过作图而求出分解速率常数K d。
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偶氮二异丁腈(AIBN)是一种常用的自由基引发剂，不溶于水，溶于甲醇、乙醇、丙酮、乙醚、甲苯等有机溶剂和乙烯基单体。
AIBN在60℃以上分解形成异丁腈基，从而引发自由基反应。
AIBN易燃有毒，当加热至100℃熔融时急剧分解，释放出的有机氰化物，对人体危害较大。
用途
可用作自由基型加聚反应（如醋酸乙烯酯等）引发剂；泡沫橡胶、塑料的发泡剂；及用作有机合成试剂；也用作有机合成试剂。
三丁基氢化锡参与的反应一般用AIBN引发。
有机合成中，这两种试剂联用可以完成很多环化、偶联和去卤素反应。
推动卤代烃的脱卤素反应在上述条件下发生的动力，可以归结到锡和碳原子分别与氢和卤素原子形成的键之间的键能差异（Sn-H＜Sn-Br，但C-H＞C-Br）。
除三丁基氢化锡外，其他常与AIBN联用的试剂还有：三(三甲硅基)硅烷、苯硫酚、二苯基膦、三苯基锗烷+加压CO等。
偶氮二异丁腈作为自由基引发剂的优势：
* 分解温度（65～85°C）适用于大多数反应；
* 一级分解速率对不同的溶剂变化较小；
* 不易受自由基进攻，因此诱导分解和转移反应可以忽略不计；
* 能在较低温度下通过光照分解
制备
偶氮二异丁腈可通过丙酮连氮法制备。
首先由丙酮与水合肼反应生成丙酮连氮，生成的丙酮连氮与氰氢酸反应生成二异丁腈肼，再经次氯酸氧化生成偶氮二异丁腈，并从乙醚中重结晶获得产物。
反应机理
# 巴顿脱氧反应（Barton-McCombie）
巴顿脱氧反应是一种醇脱氧的方法。
首先将醇转化为硫代羰基衍生物，以Bu3SnH作为自由基供体，AIBN 作为自由基引发剂，启动自由基链。
反应的驱动力是形成稳定的S-Sn键。
硫对Bu3Sn·的攻击引发分解反应，生成烷基自由基。
生成的烷基自由基再与Bu3SnH反应，实现醇脱氧。
同时，生成的自由基Bu3Sn·作为下一轮循环反应的自由基。
启动：
反应循环：
# 巴顿脱羧反应（Barton Decarboxylation）
巴顿脱羧反应首先将羧酸或者氯化酰基化合物转化成相应的Barton酯。
和巴顿脱氧反应一样，Bu3SnH和AIBN启动自由基链。
反应的驱动力依然是形成稳定的S-Sn键，反应生成烷基自由基和CO2，实现脱羧。
启动：
反应循环：
# 巴顿脱胺反应（Barton Deamination）
胺基先转换成异腈后，在自由基还原条件下脱氨基的手法。
异硫氰化物（isothionitriles）和异硒氰化物（isoselenonitriles）也可进行相似的反应。
当异腈基团连接到叔碳上时，反应更加容易进行。
# Giese自由基加成反应（Giese Radical Addition）
像含卤素、硫化合物、Barton酯等可以与自由基起始剂反应形成碳自由基，进而与各种自由基捕获剂反应。
在这些反应中，对于缺电子的烯烃作为底物的形成C-C键的反应通常被称为Giese反应。
新形成的α-碳自由基可以进一步与第二亲电体串联反应。
# Keck自由基烯丙基化反应
80℃的苯中，以AIBN作为自由基引发剂，卤代烃和烯丙基三丁基锡偶联烯丙基化的反应被称为Keck自由基烯丙基化反应。
主要反应。