芳香族化合物绿色硝化反应研究进展

第九章硝化反应

芳烃硝化是最重要的一类硝化反应。芳烃硝化是最重要的一类硝化反应。它又是研究最多的亲电取代反应，这一方面由于它是完全不可逆的反应，电取代反应，这一方面由于它是完全不可逆的反应，另一方面是由于硝基使苯环钝化，是由于硝基使苯环钝化，因而可防止苯环上进一步取代反应的发生。发生。本世纪初Eule Eule提出为有效硝化剂的见解, 本世纪初Eule提出+NO2为有效硝化剂的见解,此后有关芳烃硝化反应的机理，烃硝化反应的机理，许多工作者相继进行过大量富有成效的研反应动力学、究。反应动力学、同位素效应和结构与反应性能关系方面的大量数据，以及Raman光谱等物理学方法所提供的一系列信息， Raman光谱等物理学方法所提供的一系列信息量数据，以及Raman光谱等物理学方法所提供的一系列信息，使人们对这类反应机理有了相当完善的了解。使人们对这类反应机理有了相当完善的了解。应用硝硫混酸硝化时，应用硝硫混酸硝化时，浓硫酸的作用曾被解释为吸收硝化过程中生成的水，然而，实验证明硫酸不仅起脱水剂的作用，过程中生成的水，然而，实验证明硫酸不仅起脱水剂的作用，更重要的是与硝酸作用产生有效的硝化剂——硝酰阳离子：硝酰阳离子：更重要的是与硝酸作用产生有效的硝化剂硝酰阳离子
HNO2+2HNO3 OH
+ NO 慢
NO + H3O + 2NO2 OH
OH
NO2
H OH
NO
HNO3
OH
+
HNO2
H
NO
NO
NO2
在酚类的硝化中，在这里实际上起催化剂的作用，在酚类的硝化中，HN02在这里实际上起催化剂的作用，设法除去反应体系中的HNO 则难以实现上述反应。法除去反应体系中的HNO2、则难以实现上述反应。 9.2.2芳烃硝化反应级数（ 9.2.2芳烃硝化反应级数（略）芳烃硝化反应级数 9.2.3芳烃硝化反应中底物选择性和位置选择性芳烃硝化反应中底物选择性和位置选择性（ 9.2.3芳烃硝化反应中底物选择性和位置选择性（略）

氨基变硝基的方法

氨基变硝基的方法氨基变硝基是一种有机化学反应，它可以将芳香族化合物上的氨基基团转化为硝基基团，常用于合成防腐剂、染料和炸药等化合物。

本文将介绍氨基变硝基的方法，包括以下几个方面：1.氨基变硝基的化学原理氨基变硝基是将芳香族化合物上的氨基基团与硝酸反应生成硝基化合物的过程。

该反应通常在硫酸催化下进行，其反应机理涉及中间体的形成、亲电取代和脱水作用。

2.氨基变硝基的步骤氨基变硝基的步骤通常包括以下几个阶段：步骤一：制备硝酸硝酸是氨基变硝基反应中必须的原料，一般采用硫酸和硝酸混合的方法来制备硝酸。

步骤二：制备芳香族胺芳香族胺是氨基变硝基反应的底物，可以通过苯胺与其他芳香族化合物发生胺基取代反应得到。

步骤三：氨基变硝基反应将制备好的硝酸溶液滴加到硫酸中，形成硝化混合酸。

然后将芳香族胺加入硝化混合酸中，反应开始并释放大量热量。

在反应过程中，要控制温度和反应时间，加强搅拌，使反应充分进行。

最后，用水稀释反应液，用碱性溶液中和其酸性，形成硝基芳香族化合物产物。

3.氨基变硝基的优缺点氨基变硝基作为合成新型化合物的方法之一，具有一定的优缺点：优点：a.氨基变硝基反应步骤简单、产率高、适用性强，可用于大规模化学物质生产。

b.形成的硝基芳香族化合物结构多样，可以进行组合拼接，产生更丰富的化合物。

缺点：a.反应条件较为严苛，需要强酸催化，操作不易、危险；b.氨基变硝基反应产生的硝基芳香族化合物具有毒性和爆炸性，需注意安全防护。

总之，氨基变硝基是一种重要的有机合成方法，具有广泛的应用前景。

我们应该充分了解该反应的优缺点和注意事项，合理使用该方法，以提高化学研究和产业的发展水平。

芳香硝基化合物还原制备芳胺的研究进展

第２１卷第１期
２１００年１月
化
学研
究
中国科技核心期刊
ｈｙ＠ｈｎ．ｄ．ｎｘｊｅｕｅｕｃ
ＣＨＥＭＩＣＡＩＲＥＳＥＡＲＣＨ
芳香硝基化合物还原制备芳胺的研究进展
尹静梅张，瑞，贾颖萍，崔颖娜，周广运，高大彬
ＡｂｔａｔＴｈｅｅｒｈｐｏｇｅｓｉｒｐｒｎｇａｏａｉｍｉｅｉｈｅｒｄｕｔｏｆａｏａｉｔｏｓｒｃ：ｅｒｓａｃｒｒｓｎｐｅａｉｒｍｔｃａｎｓｖａｔｅｃｉｎｏｒｍｔｃｎｉｒｃｍｐｏｄｓｒｖｅｅｏｕｎｓｉｅｉｗｄ．Ｉｓｐｉｅｕｔｔｈｅｍａｎｒｐｒｔｏｅｈｏｓｉｃｕｃｔｌｔｃｔｉｏｎｔｄｏｔｈａｔｉｐｅａａｉｎｍｔｄｎｌｄｅａａｙｉ
ｈｄｏｅａｉｎｒｄｃｉｎ，ｒｄｃｉｎｗｉｈＣＯ／ｙｒｇｎｔｏｅｕｔｏｅｕｔｔｏＨ２Ｏ，ｒｄｃｉｎｗｉｔｌｅｕｔｎｗｉｈｓｌｅｕｔｔｍｅａ，ｒｄｃｉｔｕ— ｏｈｏ
ｆｄｉｅ，ｒｄｕｔｏｉｈｅｃｉｎｗｔｍｅａｈｄｒｄｔｌｙｉｅ，ｅｅｔｏｃｅｉａｅｕｃｉｄｐｔ — ｈｅｉａｒｄｔｏｎ．ｌｃｒ — ｈｍｃｌｒｄｔｏｎａｎｈｏｏｃｍｃｌｅｕｃｉ
ｇｒｓｅｓ

chapter9硝化反应

• 离子液体硝化剂是一种新型的硝化剂，其优点是反应条件温和、产物纯净、可循环使用。离子液体硝化剂由离子液体和硝酸盐组成，通过改变离子液体的组成和浓度，可以调节反应速率和产物性质。
高效硝化催化剂的研究与开发
• 高效硝化催化剂是实现高效硝化反应的关键因素之一。近年来，研究者们致力于开发高效、高选择性、高稳定性的硝化催化剂，以提高硝化反应的效率和产物质量。
硝化反应
• 硝化反应概述 • 硝化反应的机理 • 硝化反应的应用 • 硝化反应的工业生产 • 硝化反应的安全与环保 • 硝化反应的研究进展与展望
01
硝化反应概述
硝化反应的定义
硝化反应是指有机物中的氢原子被硝基取代的反应，通常在酸性环境中进行，并使用硝酸或硝酸盐作为硝化剂。
硝化反应是一种重要的有机合成方法，广泛应用于生产染料、炸药、药物等化学品。
硝化反应过程中会产生一些废液，这些废液必须经过处理后才能排放。可以采用沉淀、过滤、吸附等方法处理废液，以减少其对环境的影响。
能源回收
硝化反应过程中会产生大量的热量，这些热量可以回收利用，如用于加热其他反应或供暖等，以减少能源的浪费。
硝化反应的废弃物处理
1 2 3
废弃物分类
硝化反应产生的废弃物必须进行分类处理，根据其性质和成分采用不同的处理方法。
硝化剂制备
根据所选硝化剂的种类，需要采用不同的方法进行制备，如硝酸可通过氨的氧化制备，硝酸和硫酸的混合物可通过硫酸的稀释制备。
硝化反应的条件控制
温度
硝化反应需要在一定的温度下进行，通常在50-70℃之间，温度过高可能导致副反应增加，温度过低则反应速率降低。
压力
搅拌与混合
为了促进硝化剂与有机物的充分接触和混合，需要采用搅拌或混合设备，确保反应物充分混合。

过氧化物酶催化的硝化反应研究进展

过氧化物酶是一种广泛存在于动物、物和微植生物中的氧化酶，化由ＨＯ催参与的各种还原剂的氧化反应，其催化反应的底物现在已发现２０多０
种。过氧化物酶一般含有铜或铁等金属离子，以铁
血红素 Ⅸ 作为辅基Ｊ。动物过氧化物酶主要有乳
较透彻。从２纪８代得到第一个过氧化物酶Ｏ世Ｏ年的晶体结构以后，来越多的过氧化物酶晶体结构越被展现出来，如从假单胞菌ｏ／ｇ／．产生的细胞，＇／ｅ，ｅｕ＇￥ｔｏ
２００７年４月３日收到
色素过氧化物酶，霉菌ＰａｅｃａｔｃｒｓｓｏＪ从ｈｎｒｈｅｈｙｏｐ— ｏｅ
过氧化物酶序列同源性较小，其二级结构的折叠但
皮过氧化物酶（Ｈ）水相体系中催化的酚类聚合ＳＰ在反应对含酚废水进行处理，定条件下酚类化合物一去除率达到９％以上；过氧化物酶（Ｐ能８氯ＣＯ）催化多种底物的氧化和环氧化反应，表现出良好的立体选择性＿乳过氧化物酶体系具有抗菌作用，ｌ引；可以在牛奶保鲜中起到十分有效的作用 ¨ 。随着过氧化物酶研究的深人，目前广泛应用的辣根过氧化物酶制作成本高，工对天然过氧化物人
酶的模拟也引起了研究者的极大兴趣。主要是以

硝化

(B)混酸中的硝酸用量接近理论量，硝酸几乎可全部被利用。
(C)硫酸由于比热大，能吸收硝化反应中放出的热量，可以
避免硝化的局部过热现象，使反应温度容易控制。
(D)浓硫酸能溶解多数有机物，因此增加了有机物与硝酸的
相互接触，使硝化易于进行。
(E)混酸对铁不起腐蚀作用，因而可使用碳钢或铸铁设备作反
应器。
2019/8/15
当＞＞1，以100份质量混酸为基准计算公式推导如下：
废酸质量 100 w（HNO3） 2w（HNO3） 100 5w（HNO3）

7
7
F.N.A. 100w（5wH（2SHON4）O3）100%
7
当 1，硝酸全部反应生成水，即相当于 1，
F.N.A. 100w（5wH（2SHON4）O3）100% 7
2019/8/15
13
2、浓硝酸硝化法应用范围：主要应用于芳烃化合物的硝化。目前仅用于少数硝基化合物的制备。
3、浓硫酸介质中的均相硝化法
当被硝化物或硝化产物在反应温度下是固态时，常常将被硝化物溶解于大量的浓硫酸中，然后加入硫酸和硝酸的混合物进行硝化，这种方法只需要使用过量很少的硝酸，一般产率较高，所以应用范围较广。
CH3 NO2
NO2
O2N
CH3 NO2
(H3C)3C
CH3
NO2
人造麝香3-叔丁基-2,4,6-源自硝基二甲苯2019/8/15
5
二、硝化剂及其硝化活泼质点 1、硝酸
1050㎝-1 NO31400㎝-1 NO2+
HNO3 + HNO3
H2+NO3 + NO3-
H2+NO3
H2O + NO2+

硝基化合物还原制备芳香胺工艺研究进展

硝基化合物还ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 制备芳香胺工艺研究进展
黄培，王朋朋，丽萍黄
（南京工业大学化学化Ｓ学院，－江苏南京２００）１０９
摘要：综述了还原芳香族硝基化合物制备芳胺的主要方法，包括催化加氢法、金属还原法、水合肼还原法、电化学
维普资讯
第２９卷第４期
２００７年７月
南
京
工
业
大
学
学
报
Ｖｏ１２．９Ｎｏ．４
ＪＵＲＮＯＡＬＯＦＮＡＮＩＧＵＮＶＥＲＩＹＯＥＣＪＮＩＳＴＦＴＨＮ００ＧＬＹ
Ｊｌ０７ｕｙ２０
ａｏａｉｉｒｏｐｏｄｓｒｍｔｃｎｔｏｃｍｕｎ
ＨＵＡＮＧｉＰｅ，ＷＡＮＧｎ — ｅｇ，ＨＵＡＮＧｉｐｎＰｅｇｐｎＬ — ｉｇ
（ｏｌｅｆｈｍｓｙａｄＣｅｉｌｎｉｅｉｇＮｎｎｎｖｒｉｆｅｈｏｇ，ａｊｇ２００，ＣｉａＣｌｇｅｉｒｎｈｍｃｇｅｒ，ａｊｇＵｉｅｔｏｃｎｌｙＮｎｉ１０９ｈｎ）ｅｏＣｔａＥｎｎｉｓｙＴｏｎ
中图分类号：Ｑ４．Ｔ２６３
文献标识码：Ａ
文章编号：１７ — ６７２０）４— １１０６１７２（０７０００ — ６
Ｄｅｅｏｍｅｔｏｈｅｐｅａａｉｎｍｅｈｄｏｒｍａｉｍｉｙｒｄｔｏｆｖｌｐｎｆｔｒｐｒｔｏｔｏｓｆｒａｏｔｃａｎｅｂｅｕｃｉｎｏ

芳香族化合物的性质与反应

芳香族化合物的性质与反应芳香族化合物（Aromatic Compounds）是有机化学中的一类重要化合物，它们具有独特的结构和性质。

本文将探讨芳香族化合物的性质以及相关的反应过程。

一、芳香族化合物的定义和结构特点芳香族化合物是一类由苯环组成的化合物，它们的共同特点是具有芳香性。

芳香性是指化合物稳定、具有特殊气味，并具有一定的反应性。

苯环是由六个碳原子和六个氢原子组成的六元环结构，其中每个碳原子上都有一个π电子。

这些π电子通过共轭结构形成一个不饱和的π电子体系，使得芳香族化合物具有稳定性和独特的反应性。

二、芳香族化合物的性质1. 芳香性：芳香族化合物具有独特的气味，可以用于香水、食品添加剂等产业。

其芳香性来源于苯环的稳定结构和π电子体系，使其在化学反应中表现出特殊的稳定性。

2. 稳定性：芳香族化合物的苯环结构使其分子稳定并且不容易发生化学反应。

这种稳定性使得芳香化合物在常温下不易燃烧，对很多化学试剂不敏感。

3. 饱和度：芳香族化合物中的π电子体系增加了其不饱和度，使其具有一定的反应性。

芳香族化合物可以通过加成反应、消除反应、取代反应等方式进行化学变化。

4. 电子云密度：芳香族化合物的π电子体系在化学反应中具有一定的活性，与其他的化学试剂发生作用。

芳香族化合物可发生亲电子取代反应，如硝化反应和卤素化反应，也可发生亲核取代反应，如缩合反应和碱性氧化反应。

三、常见芳香族化合物的反应1. 取代反应：芳香族化合物的常见反应是取代反应，在芳香环上发生取代基的替换。

例如，苯与卤代烷反应可以生成取代基取代苯环上的氢原子。

2. 加成反应：芳香族化合物可以发生加成反应，加成物通常是带有活性的反应试剂。

加成反应中，芳香环上的π电子和加成试剂发生相互作用，并形成新的化学键。

常见的加成反应包括氢化反应和氢气加成反应。

3. 消除反应：芳香族化合物也可以发生消除反应，这是指芳香环上的取代基或芳香基发生源自π电子的共轭系统的分子结构重构。