氨解与胺化0318

合集下载

氨基化反应

氨基化反应
如氯苯、1-氯萘、1-氯萘-4-磺酸、对氯苯胺
无cat.,235℃、加压下与氨水不反应; cat.存在时,200℃→芳胺。
why
6.3 卤基的氨解
b. 动力学 催化氨解反应速度与卤化物浓度和铜
离子浓度成正比。
r催化 k2c(ArX)c(Cu )
c. 反应历程
6.3 卤基的氨解
d. 主、副产物分配比例 • 主、副产物?氯苯?






Ⅳ 烯胺式

Ⅴ Ⅲ
亚胺式
6.2 羟基化合物的氨解
⑶ 适用范围
⑷ 实例 • 反应条件:
萘酚磺酸:NH3:亚硫酸盐摩尔比为 1:2~5.0:0.16~1.25,反应温度150~200℃, 氨水浓度20%。
6.2 羟基化合物的氨解
a. 2-萘酚→吐氏酸(2-萘胺-1-磺酸) → J酸(2-氨基-5-萘酚-7-磺酸)
• 性质 ? 不同温度压力下,氨在水中的溶解度:
表9-2。
• 优点 ?
• 缺点 ?
6.2 羟基化合物的氨解
某些胺类,若通过硝基还原或其他方 法制备并不经济,而相应的羟基化合物供 应充分时,则羟基化合物的氨解过程就具 有很大意义。
羟化合物的氨解为可逆过程:
ROH + NH3 RNH2 + H2O
6.2 羟基化合物的氨解
的氨解,反应历程和操作方法各不相同。
酚类 氨解法
气相氨解法 液相氨解法 Bucherer反应
6.2 羟基化合物的氨解
• 气相氨解法:在催化剂(硅酸铝)存在下, 气态酚类与NH3进行g-s相催化反应。
• 液相氨解法:酚类与氨水在AlCl3、NH4Cl 等催化剂存在下,高温高压下制取胺类。

第8节 氨解和胺化

第8节 氨解和胺化

应用范围 高温易氧化 有易还原基团
O -C
实例
NH2
NH2
反应影响因素 卤化物的性质: (1)卤化物的性质: 苯系:有吸电基对反应有利(亲核取代) 苯系:有吸电基对反应有利(亲核取代) 萘系: 萘系:很少用 蒽醌系:主要用于制β 蒽醌系:主要用于制β-取代物
O NH2 O
温度: (2)温度: 温度升高→ 温度升高→反应速度加快 氧化副反应速度加快; 氧化副反应速度加快; NH3的溶解度降低,反应压力增加。 溶解度降低,反应压力增加。 (3)搅拌:非均相反应,加速搅拌有利于传质。 搅拌:非均相反应,加速搅拌有利于传质。
R=烷基、芳基;Y=OH, Cl, SO3H, NO2 =烷基、芳基;
氨与双键(或环氧化合物)加成生成 生成胺 氨与双键(或环氧化合物)加成生成胺的反 应叫做胺化反应。 胺化反应 应叫做胺化反应。
O NH2 + C H OHH C N H
H2O
CH N
H 加氢
NH CH2
NH3+ O
NH2CH2CH2OH
NH3 30~50 C,常压
o
ClCH2COOH
H2NCH2COOH
芳环上卤基的氨解 8.2.2 芳环上卤基的氨解
氨解剂:25% 氨解剂:25%氨水 反应历程: 反应历程:亲核置换反应
催化剂:
O2N
3 Cl Cu Cl O2N 2 2
NH
NH2
表 二价铜盐与一价铜盐催化剂的比较
催化 反应 催化剂 化学价 价格 活性 温度 CuCl CuCl2 一价 二价 高 低 低 高 贵 便宜
NH3
ROH -H2O ROH RNH2 -H O 2
R2NH
ROH -H2O

氨基化

氨基化


ArNH2+NH4X+[Cu(NH3)2]+
催化反应的反应速率虽于氨水的浓度无关,但是
伯胺,仲胺和酚的生成量,你取决于氨,已生成 的伯胺和OH-的相对浓度。
[Ar [Ar X X Cu(NH3)2]++Ar-NH2 Cu(NH3)2]++OHAr-NH-Ar+HX+[Cu(NH3)2]+ Ar-OH+X-+[Cu(NH3)2]+
9.8.2 苯酚衍生物的氨解
羟基的位置不同氨解的位置不同。 制吐氏酸:
OH SO3 H OH SO3H NH2
磺化
氨解
制r酸历程:
SO3 K OH OH OH
二磺化 盐析
KO3S OH OH
+ G盐
KO3S
R盐
OH
SO3K
碱熔 G盐
NaO3S
20%NH3 ,(NH4 )2SO4 140℃,0.7MPa,4h 3S HO
叔胺的生成
OH
+CH3CHO -H2O +H2 (CH3CH2)2 NH (CH3 CH2 )2N-CH-CH3 (CH3CH2 )2N-CH=CH2 (CH3CH2 )2N
9.3.3 液相氨解
对于C8-C18醇,由于氨解产物的沸点相当高,
不宜采用气-固相接触催化脱水氨解法,而 采用液相氨解法。 催化剂:骨架镍或氧化铝 压强:常压-0.7MPa 温度:90-190℃ 产物:伯胺,仲胺,叔胺
氨基化
作者:吕大超 学号:102081704291
9.1 概述

氨基化包括氨解和胺化 氨解指氨与有机化合物发生复分解而生成 伯胺的反应。表示如下: R-Y+NH3→R-NH2+HY 胺化是指氨与双键加成生成胺的反应。 脂肪胺伯胺的制备氨解和胺化 芳伯胺的制备采用硝化-还原法

第六章氨解反应

第六章氨解反应

4. 温度
升高温度可以加快氨解反应速度。
但温度升高是有限度的:一方面会对设备提出
更高的要求。另一方面温度过高会加剧副反应, 甚至出现焦化现象。
温度还会影响氨水的pH值。(T升高pH降低)
采用碳钢材质的高压釜进行间歇氨解时,反应温度一
般应低于170℃~190℃
三、芳香族卤素衍生物的氨解
非催化卤素氨解在苯系中最广泛应用的是制取硝
的浓度,氨水浓度增加,反应速度加快。
对于催化氨解反应,由于氨浓度增加,提高了
卤化物在氨水的溶解度,因而也加快了反应。 氨水浓度的增加对伯胺有利,可抑制仲胺、叔胺 及羟基化合物的生成。
但是由于受到溶解度的限制,配制高浓
度氨水比较困难。
2.卤素衍生物的活泼性
卤萘中卤原子的活泼性比相应的卤苯要高许多,所以其
O2N NO2
X
+
HN
O2N NO2
N
X= 相对速度 键能:
F 3300
Cl 4.3
Br 4.3
I 1
C-F > C-Cl > C-Br > C-I
结果说明:C-X键的断裂对反应速度没有明显的影响。
推测机理如下:
O2N
X NO2
+
HN
+
N NO2
O2N NO2 X O2N
+
HN
NH NO2 O2N
(3)Hoffmann降解法
ArCOOH
NH3 -H2O NaBrO
ArCONH2
NaOH
ArNH2
(4)羧酸还原法
NH3 -H2O 还原
ArCOOH
ArCONH2
ArCH2NH2

8氨基化反应

8氨基化反应

120℃, 水解
O2N
NH
OCH 3
Na 2S 2
H2N NH OCH 3
羟基化合物的氨解
ROH NH 3 RNH2 H 2O
一、氨基置换醇羟基
RCH2OH NH 3 RCH2 NH 2 H 2O RCH2OH RCH2 NH 2 RCH2 NHCH 2 R H 2O RCH2 NHCH 2 R RCH2OH ( RCH3 ) N H 2O
(1)带有未共用电子对的氨分子向芳环上与氯相 连的C原子发生亲核进攻,得到带有极性的中间 加成物 (2)加成物迅速转化为铵盐,最后与一分子氨反 应,得到产物
2,催化氨解
使用活性不强的卤素衍生物 常用铜催化剂 反应分两步:
(1)催化剂和氯化物生成加成物―正离子络合物
ArCl Cu( NH3 )2 ArCl Cu( NH3 )2
3. 反应温度 升高温度可以增加有机物在氨水中的溶解度 和加快反应速度,对缩短反应时间有利。但是温 度过高,会增加副反应,甚至出现焦化现象,同 时压力也将升高。 氨解反应是一个放热反应,其反应热约为 93.8KJ/mol,反应速度过快,将使反应热的移除 困难,因此对每一个具体氨解反应都规定有最高 允许温度,例如,邻硝基苯胺在 270℃氨解,因 此连续氨解温度不允许超过240℃。


(2)正离子络合物提高了氯的活泼性,很快与氨、 氢氧离子或芳胺发生反应
2 NH 3 ArCl Cu ( NH 3 ) 2 ArNH 2 Cu ( NH 3 ) 2 NH 4Cl


ArCl Cu ( NH 3 ) 2 ArOH Cu ( NH 3 ) 2 Cl ArCl Cu ( NH 3 ) 2 Ar2 NH Cu ( NH 3 ) 2 HCl

氨解反应

氨解反应

2.芳香卤化物的氨解反应:
需要强烈的条件(高温、催化剂和强氨解 剂)才能进行反应。
芳环上带有吸电子基团时,反应容易进行, 反应的活泼顺序是:F》Cl ≈ Br > I。
3. 卤代衍生物在醇介质中氨解的途径。
C6H13HN
(a)
NO2
Cl NO2 + C6H13NH2
NO2
NO2
OCH3
(b)
O + NH3
NH
HO
+
HN + H2O
H2N
O
+
布赫勒(Bucherer)反应。
OH + NH3
NaHSO3
NH2 + H2O
主要用于从2-萘酚磺酸制备2-萘胺磺酸。
Bucherer反应羟基被置换难易的规律。
① 羟基处于1位时,2位和3位的磺基对氨解 反应起阻碍作用,而4位磺基促进反应的进 行。
Cl 浓 H2SO4
+ NH2OH 120℃,V2O5
Cl NH2
SO3H
当卤苯与羟胺在浓硫酸介质中以V2O5为催 化剂在120℃反应时,环上将同时引入氨基 和磺酸基。如3-氨基-4-氯苯磺酸的制 备(产率84%):
(2)碱式法:在碱性介质中进行反应。
NH2
NH2
+
+ (NH4)2SO4
H2N O
SO3Na
四、羰基化合物的氨解
1. 氢化氨解 醛和酮等羰基化合物在加氢催化剂的存在
下,与氨和氢反应可以得到脂胺。其反应 过程与醇的胺化氢化相同。 对于低级脂肪醛的反应,该反应可以在气 相进行。 对于高沸点醛酮,常在液相进行。
反应过程:

第章氨解反应

第章氨解反应

H+ 酸化
HO3S
NH2
OH J-酸
• Bucherer反应应用实例2:
OH 发烟硫酸,70~80oC
SO3H OH
二磺化
HO3S G酸
+ HO3S
OH
SO3H R酸
SO3K
KCl
OH
KO3S
G盐
+ KO3S
碱熔 NaOH,250oC
ONa NaO3S
ONa 18%NH3,(NH4)2SO4 氨解
1.非催化氨解 SN2
氨解剂:25%氨水
反应历程:亲核置换反应
非催化氨解:
O2N
Cl 2NH3 aq O2N
NH2
V非催化氨解 = k [ArX] [NH3],因C-X键断裂对反应速度没 有明显影响
Cl
NO2
NH3 aq slow
Cl NH3+ fast -Cl-
-O N+O-
NH3+
NO2
fast +NH3, -NH4+
• Bucherer反应应用实例1:
H2SO4,160oC 磺化
SO3H NaOH 碱熔
ONa H+ 酸化
OH 发烟硫酸 低温磺化
SO3H NH2
发烟硫酸 二磺化
SO3H OH
NH3,NH4HSO3 氨解
SO3H NH2
吐氏酸
HO3S
SO3H NH2
H+
HO3S
NH2
SO3H
水解
SO3H
NaOH 碱熔
1.碱性介质中以羟胺为胺化剂旳直接氨解
2.芳烃用氨旳催化氨解
苯或其他同系物用氨在高温、催化剂存在下可气 相催化氨解为苯胺

第九章 氨解和胺化

第九章 氨解和胺化
还有哪些方 法可以制取 1-氨基蒽醌 ?
O NO2 + 2NH3 O
25%NH3,溶剂 130~150℃,氨比15~35
O
NH2 + NH4NO2
O
首页
前页
后页
精细有机单元反应
第九章
胺化
二、磺基的氨解
磺基的氨解只限于蒽醌系列。将蒽醌磺酸或其
盐在压热釜中与氨水共热至高温,则磺基被氨基置 换。反应式中的间硝基苯磺酸钠是作为温和氧化剂 ,将反应生成的亚硫酸铵氧化成硫酸铵 。
首页
前页
后页
精细有机单元反应
第九章
氨解和胺化
3. 应用实例 ⑴邻硝基苯胺
由邻硝基氯苯氨解制得,反应式为:
Cl +2NH3 NO2
NH2 + NH4Cl NO2
①高压管式连续操作法 ②高压釜间歇操作法
首页
前页
后页
精细有机单元反应
第九章
氨解和胺 化
高压管道法生产邻硝基苯胺的工艺流程
1-高压计量泵;2-混合器;3-预热器;4-高压管式反应器; 5-减压阀;6-氨蒸发器;7-脱氨塔;8-脱氨塔釜
卤素的氨解、羟基的氨解、磺基及硝基的氨解、 羰基化合物的胺化和直接胺化等。
首页 前页 后页
精细有机单元反应
第九章
氨解和胺 化
第一节
1. 氨解剂
卤基的氨解
一、芳环上卤基的氨解
①氨水 应用最广泛;但对有机氯化物的溶解度较 小,有少量水解副反应。
②液氨 主要用于需要避免水解副反应的氨解过程 用于气固相接触催化氨解(或胺化)
NH2
NO2
NO2
首页
前页
后页
精细有机单元反应
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

1 芳香族卤代物的氨解 2 脂肪族卤代烃氨解
■ 羰基化合物的氨解
■ 磺酸及硝基的氨解
6.3.1 醇类的氨解
制备低级脂肪胺的常用方法。
6.3.1 醇类的氨解
NH3
ROH -H2O ROH RNH2 -H O 2
R2NH
ROH -H2O
R3N
气固相接触催化氨解
工艺方法 高压液相氨解 气固相临氢接触催化胺化氢化

气固相临氢接触催化胺化氢化
2剂
催化醇脱氢
产品胺
催化加氢

脱氢
加氢 加成胺化 脱水 羟基胺 醛 烯亚胺 胺 NH3
O +NH3 CH3-C-H 加成胺化 乙醛 OH CH3-C-NH2 H 1-羟基乙胺
-H2 CH3CH2OH 脱氢 乙醇

制备芳胺
O2N Cl
NH3
O2N
NH2
引入氨基的方法
(1)硝化还原:Ar NO2 (2)氨解法: Ar Cl
Ar OH Ar SO3H Ar NO2 氨解 Ar NH2
[H]
Ar
NH2
(3)Hoffmann降解法
ArCOOH
NH3
Ar H
ArCOONH2
H2O
ArCONH2 NaOH
还原
NaBrO
SO3H NH2
吐氏酸
SO3H NH2
发烟硫酸 二磺化
HO3S
SO3H NH2
H+ 水解
HO3S
NH2
SO3H NaOH 碱熔 H+ 酸化 OH HO3S NH2
SO3H
J-酸
OH
SO3H 发烟硫酸,70~80 C 二磺化 HO3S G酸 SO3K OH + KO3S SO3K
o
OH + HO3S R酸
腐蚀
NH4X
(3)温度: 温度升高→反应速度加快 氧化副反应速度加快; NH3的溶解度降低,反应压力增加。 (4)搅拌:非均相反应,加速搅拌有利于传质。

生产实例
1)硝基苯胺类的制备
NH2 NH2 NO2 NH2 NO2 NO2 NH2 NO2 Cl NH2 Cl NO2
NO2
2)2-氨基蒽醌
(— X、— SO3— 、
6.2.1
脂肪族化合物的氨解反应
脂肪醇与氨反应则可以得到伯、仲、叔胺的混合物;
酯的氨解时,仅得到酰胺一种产物,反应历程可以表
示如下:加成、消除历程。
ROH代表含羟基的催化剂,R1和R2表示酯中的脂肪烃或芳烃。
注意事项:
* 常用含羟基的化合物作为催化剂,如乙二醇,易形成环状氢 键; * 水的存在会发生水解副反应; * 烷基的结构对氨解反应的速度影响较大,分子量越大,分子
ArNH2
(4)羧酸还原法
ArCOOH
NH3
ArCOONH2
H2O
ArCONH2
ArCH2NH2
6.1.3 氨基化试剂(氨解剂)

液水
液氨 氨气 铵盐 有机胺(伯、仲、叔胺)
氨水 氨水是最广泛使用的氨解剂。它的优点是操作方便, 过量的氨可以用水吸收而循环使用,适用面广。另外 氨水能溶解芳磺酸盐以及氯蒽醌氨解时所用的催化剂 (铜盐或亚铜盐)和还原抑制剂(氯酸钠、间硝基苯 磺酸钠)。氨水的缺点是对某些芳香族被氨解物溶解
2NH3 快
[Ar
X Cu(NH3)2]+
ArNH2 + NH3 + [Cu(NH3)2]+
氨基碱氨解(苯炔历程)
当氯苯用KNH2在液氨中进行氨解反应时,得到互为邻位的苯胺:
该反应按苯炔历程进行,首先发生消除反应,氨基负离子
(NH2—)夺取一个芳环的氢形成氨和芳负碳离子,芳负碳离子
再失去卤离子而形成苯炔,产生的苯炔迅速与亲核试剂加成, 产生负碳离子,该负碳离子从NH3上获得质子而得产物。该反应 历程表示如下:
上,包括苯系在内的芳胺衍生物。
羟基被置换成氨基的难易程度与羟基转化成酮式(即醇式转化 成酮式)的难易程度有关。一般来说,转化成酮式的倾向性越 大,则氨解反应越容易发生。
在亚硫酸盐的存在下,萘酚磺酸衍生物与氨水反应生 成相应的萘胺磺酸衍生物的反应叫Bucherer反应。
醇式
互变异构
酮式
NH4HSO3 加成
过量氨解剂的作用: ①提高卤化物和氨解产物的溶解度 ②减少芳胺和酚副产物的生成
[Ar [Ar X X Cu(NH3)2]+ + ArNH2 Cu(NH3)2]+ + OH- 水解 ArNHAr + HX + [Cu(NH3)2]+ ArOH + X- + [Cu(NH3)2]+
③减少对设备的腐蚀
HX + NH3
δ+
R
X + NH3
亲核置换
R-NH2 + HX
反应物RX:RCOX, RX, ArX
6.3.4.1 脂肪族卤化物的氨解
RX + NH3
R X NH3
[H3N
δ- δ+ δ-
RNH2
R X ]
+ HX
R-NH2 + HX R-X R2NH + HX R-X R3N + HX R-X R4N+ X-
OH SO3H
KCl KO3S G盐
OH
碱熔 NaOH,250oC ONa ONa 18%NH ,(NH ) SO 3 42 4 NaO3S 氨解 H+ 酸化 HO3S OH NH2
γ-酸
6.3.3
环氧乙烷或乙撑亚胺
环氧乙烷或乙撑亚胺与胺或氨发生开环加成反应,得 到氨基乙醇或二胺。
6.3.4 卤基的氨解

气固相接触催化氨解法 (1)应用:甲醇氨解制二甲胺; (2)催化剂:SiO2/Al2O3; (3)温度:350~500℃; (4)压力:0.5~5MPa。

高压液相氨解 (1)用于C8~10醇的氨; (2)催化剂:金属合金,如Cu-Al, Ni-Al, Cu-Ni-Al, Cu-Cr-Al等。
催化氨解 不活泼的卤代芳烃,如氯苯、1-氯萘、1-氯萘-4-磺酸 和对氯苯胺等,必须使用铜催化剂。
第一步是催化剂与氯化物反应生成正离子络合物,这
是反应的控制阶段;第二步是正离子络合物与氨、氢
氧根离子等迅速反应生成产物
Cu
+
+
2NH3

[Cu(NH3)2]+
铜氨络离子 慢
ArX + [Cu(NH3)]2+
结构复杂,速度越低。
6.2.2 芳香族化合物氨解反应
按照置换基团的不同,可分为卤原子、羟基、硝基、 磺酸根,以下分别讨论:
6.2.2.1 芳环上卤基的氨解

氨解剂:25%氨水 反应历程:亲核置换反应
非催化氨解、催化氨解和苯炔历程三种:
1 非催化氨解 对于活泼的卤素衍生物,如芳环上含有硝基的卤素衍 生物,通常以氨水为氨解剂,可使卤素被氨基置换。
R Y + NH3 R NH2 + HY
R=烷基、芳基;Y=OH, Cl, SO3H, NO2
产物为脂肪胺或芳香胺
氨与双键(或环氧化合物)加成生成胺的反应叫做胺 化反应。
O NH2 +
H 加氢
OHH C N H
H2O
C H
CH N
NH CH2
CH3 CH3 CH3 CH3
CH3 CH3
C O + H2N OH
第6章
氨解和胺化
(Ammonolysis and Amination)


概述(概念、氨化剂、应用) 氨解反应基本原理 氨解方法(卤代烃、酚或醇、硝基等)
6.1 概述



定义 反应的目的 氨基化试剂(氨解剂)
6.1.1 定义
有机化合物与氨化剂(如氨)发生反应而生成胺类 化合物的过程,称为氨解反应。
-H2O 脱水
CH3 CH NH
+H2 加氢
CH3CH2NH2
环胺的制备
吗啉与哌嗪是工业上最重要的两个环胺,其结构式如下:
由二甘醇与氨在氢和加氢催化剂的存在下在3~40MPa反应,即 可制得吗啉。通过汽提操作从粗品中除去过量的氨.然后分馏
即可得到合格产品。
制取吗啉的另一条路线是在强酸(发烟硫酸、浓硫酸或浓盐酸) 的存在下使二乙醇胺脱水,酸是过量的,反应温度在150℃以上。

萘酚衍生物的氨解
H2SO4 160 C
o
SO3H (1)NaOH
(2)H
+
OH 氨解
NH2
β-萘胺
SO3H NH2 HO3S
OH NH2
吐氏酸
γ酸
Bucherer 反应
SO3H ONa
H2SO4,160 C 磺化
o
NaOH 碱熔
H+ 酸化
OH
发烟硫酸 低温磺化
SO3H OH
NH3,NH4HSO3 氨解
O SO3H + 2NH3 O O O NH2 + NH4Cl
O Cl + 2NH3 O
CuSO4,210-218 C 5MPa,5-10h
o
O NH2 + NH4Cl O
6.2.2.2 羟基的氨解
ROH + NH3 RNH2 + H2O
ROH:醇、酚和羟基蒽醌
氨基置换羟基的反应主要用在萘系和蒽醌系芳胺衍生物的合成
醇式加成物 萘胺
+NH3 氨解
胺式加成物
-NH4HSO3 消除
相关文档
最新文档