重氮化反应 氨基变肼 PHENYLHYDRAZINE

重氮化反应 氨基变肼 PHENYLHYDRAZINE
重氮化反应 氨基变肼 PHENYLHYDRAZINE

Organic Syntheses, Coll. Vol. 1, p.442 (1941); Vol. 2, p.71 (1922).

PHENYLHYDRAZINE

[Hydrazine, phenyl-]

Submitted by G. H. Coleman

Checked by J. B. Conant and H. R. Thompson.

1. Procedure

In a 12-l. round-bottomed flask, fitted with a mechanical stirrer, is placed 1045 cc. of concentrated commercial hydrochloric acid (sp. gr. 1.138). The flask is surrounded with a freezing mixture of ice and salt, and, when the contents are at 0°, stirring is started and 500 g. of cracked ice is added, or more ice can be added and the external cooling dispensed with; then 372 g. (364 cc., 4 moles) of aniline, also cooled to 0°, is run in during five minutes. The mixture is treated with 500 g. more of cracked ice, and a cold solution (0°) of 290 g. (4 moles) of technical sodium nitrite dissolved in 600 cc. of water is allowed to run in slowly (twenty to thirty minutes) from a separatory funnel, the end of which is drawn to a small tip and reaches nearly to the bottom of the flask. During this addition, the stirrer is operated rather vigorously, and the temperature is kept as near 0° as possible by the frequent addition of cracked ice (about 1 kg.).

In the meantime, a sodium sulfite solution is prepared by dissolving 890 g. (20 moles) of sodium hydroxide, of about 90 per cent purity, in about 1 l. of water and then diluting to 6 l. A few drops of phenolphthalein solution are added and sulfur dioxide passed in, first until an acid reaction is indicated and then for two or three minutes longer. During the addition of the sulfur dioxide, the solution is cooled with running water. On account of the strong alkaline solution, the original color produced by the phenolphthalein is very faint, but this slowly increases until it becomes deep just before the acid point is reached. It is best to remove a small sample of the liquid from time to time, dilute with three or four volumes of water, and add a drop more of phenolphthalein(Note 1).

The sodium sulfite solution is placed in a 12-l. flask and cooled to about 5°. Approximately 500 g. of cracked ice is added, and then, with mechanical stirring, the diazonium salt solution is run in as rapidly as possible (Note 2). The mixture becomes a bright orangered. The flask is now warmed to about 20° on a steam bath, until the solid sodium sulfite, which has separated while cooling, redissolves. The total amount of liquid is now about 10 l. One-half of this is poured into another 12-l. flask, and both halves are warmed on the steam bath to 60–70°, until the color becomes quite dark (thirty to sixty minutes). Sufficient hydrochloric acid (300–400 cc.) is now added (Note 3) to each flask to make the solutions acid to litmus. The heating is continued and the color gradually becomes lighter until, after four to six hours, the solutions have become nearly colorless; they may be heated overnight, if desired.

To the hot solutions is now added about one-third of their volume of concentrated hydrochloric acid

(2 l. to each portion), and the mixtures are cooled, first in running water, then in a freezing mixture, to 0° (Note 4). The phenylhydrazine hydrochloride precipitates in the form of slightly yellowish or pinkish crystals which may be filtered off and dried (Note 5).

The free base is liberated by adding to the phenylhydrazine hydrochloride 1 l. of a 25 per cent solution of sodium hydroxide. The phenylhydrazine separates and is taken up with benzene (two 300-cc. portions). The combined extractions are well dried with 200 g. of solid sodium hydroxide(Note 6), poured off, and distilled. Most of the benzene may be distilled under ordinary pressure, and the remainder, and any low-boiling impurities, under diminished pressure. The pure phenylhydrazine boils at 137–138°/18 mm., and is obtained as a pale yellow liquid (Note 7). It can be crystallized on cooling in an ice bath; the crystals melt at 23°. The crude phenylhydrazine from two lots of aniline (744 g.) is best distilled at one time and gives 695–725 g. of pure product (80–84 per cent of the theoretical amount).

2. Notes

1. If the sodium sulfite solution contains an excess of alkali, a black tar tends to form when the solution is warmed, and very little phenylhydrazine is obtained. Great care must be taken in determining the end point in the neutralization of the sodium hydroxide by the sulfur dioxide.

It is best to use freshly prepared sodium sulfite for the reduction, since the commercial quality is poor and gives a lower yield of phenylhydrazine. A cylinder of liquid sulfur dioxide should, of course, be available.

2. The rapid addition of the diazonium salt solution to the sodium sulfite seems to be advantageous.

3. If the sodium sulfite-diazonium salt mixture is acidified before warming or before becoming dark, the red color of the solution does not disappear on heating, and the precipitated phenylhydrazine hydrochloride obtained is colored red.

Most published directions for the preparation of phenylhydrazine specify the use of zinc dust and acetic acid following the reduction with sodium sulfite. No improvement in the quality or quantity of the product was obtained by using zinc and acetic acid.

4. In order to obtain the maximum yield, it is necessary to cool the hydrochloric acid solution of the phenylhydrazine hydrochloride from 20° to 0°, before filtration. From 5 to 10 per cent of product separates between these two temperatures. When this is done, no more phenylhydrazine hydrochloride is obtained by concentration of the mother liquor. An increase in the amount of hydrochloric acid above 2 l. for the precipitation of the hydrochloride produces no increase in yield of product.

5. The phenylhydrazine hydrochloride may be purified by crystallizing from water. A 600-cc. portion of water is used for 100 g. of crude hydrochloride, and the solution boiled a short time with a few grams of animal charcoal. After filtering, 200 cc. of concentrated hydrochloric acid is added, and the mixture cooled to 0°. Pure white crystals in a yield of 85–90 g. are obtained.

6. The benzene solution of phenylhydrazine should be well dried before distilling, since the presence of moisture causes an increased amount of foaming to take place just after the benzene has distilled off. When the distillation is carried out carefully, practically no phenylhydrazine distills with the benzene or other low-boiling impurities.

Care should be taken that the free base contains no trace of hydrochloride, for this compound catalyzes the decomposition of phenylhydrazine above 100°.

7. Pure phenylhydrazine dissolves in dilute acetic acid to yield a perfectly clear solution.

Care should be taken when working with large quantities of phenylhydrazine, since the product may cause serious injury to the skin. The vapors of phenylhydrazine should not be inhaled.

3. Discussion

Phenylhydrazine can be prepared by the reduction of benzenediazonium salts by means of a miscellany of reducing agents, of which sodium sulfite1 is preferred. Although this method is given in several laboratory manuals, the results were not found entirely satisfactory. The present directions provide for a lengthy but essential heating of the diazonium-sulfite mixture, omit the useless zinc dust reduction, and supply exact details for preparation on a fairly large laboratory scale. The electrolytic reduction of benzenediazonium salts has been reported to furnish a quantitative yield of phenylhydrazine.2

References and Notes

1.Fischer, Ann. 190, 79 (1878); Reychler, Ber. 20, 2463 (1887). Thompson, J. Soc. Dyers

Colourists 37, 7 (1921) [C. A. 15, 1513 (1921)].

2.Takayanagi, J. Chem. Soc. Japan 53, 427 (1932) [C. A. 27, 233 (1933)].

Appendix

Chemical Abstracts Nomenclature (Collective Index Number);

(Registry Number)

sodium sulfite-diazonium salt

hydrochloric acid (7647-01-0)

acetic acid (64-19-7)

Benzene (71-43-2)

aniline (62-53-3)

sodium sulfite (7757-83-7)

sodium hydroxide (1310-73-2)

sulfur dioxide (7446-09-5)

sodium nitrite (7632-00-0)

Phenylhydrazine,

Hydrazine, phenyl- (100-63-0)

zinc (7440-66-6)

phenolphthalein (77-09-8)

phenylhydrazine hydrochloride (59-88-1)

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重氮化与重氮盐的转化

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 N H 2+NaN O 2+2HX Ar N + 2X +O H 22+NaX 3. ★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有机中间体。 A r N N Cl A r N N Cl A r N N C l ++ +

实验九-重氮盐的制备及其反应知识分享

实验九-重氮盐的制备 及其反应

实验九 重氮盐的制备及其反应 一、实验目的 1.掌握重氮化反应的原理和重氮盐的制备方法 2.掌握放氮反应的原理和操作方法 3.掌握偶合反应的原理及偶氮化合物的制备方法 二、实验原理 重氮盐通常是伯芳胺在过量无机酸(常用盐酸和硫酸)的水溶液中与亚硝酸钠在低温作用而制得: ArNH 2NaNO 2HX ArN 2+X -H 2O NaX 低温 ++2+2+ 在制备重氮盐时,应注意以下几个问题: ⑴ 严格控制在低温。重氮化反应是一个放热反应,同时大多数重氮盐极不稳定,在室温时易分解,所以重氮化反应一般都保持在0~5℃进行。但芳环上有强的间位取代基的伯芳胺,如对硝基苯胺,其重氮盐比较稳定,往往可以在较高的温度下进行重氮化反应。 ⑵ 反应介质要有足够的酸度。重氮盐在强酸性溶液重比较不活泼;过量的酸能避免副产物重氮化合物等的生成。通常使用的酸量要比理论量多25%左右。 ⑶ 避免过量的亚硝酸。过量的亚硝酸会促进重氮盐的分解,会很容易和进行下一步反应所加入的化合物(例如叔芳胺)起作用,还会使反应终点难于检验。加入适量的亚硝酸钠溶液后,要及时用碘化钾淀粉试纸检验反应终点。过量的亚硝酸可以加入尿素来除去。 ⑷ 反应时应不断搅拌。反应要均匀地进行,避免局部过热,以减少副产物。 制得的重氮盐水溶液不易放置过久,要及时地用于下一步的合成中。

最常见的重氮盐的化学反应有下列两种类型: ⑴ 作用时放出氮气的反应。在不同的条件下,重氮基能被氢原子、羟基、氰基、卤原子等所置换,同时放出氮气。例如,桑德迈耳(Sandmeyer )反应: ArN 2+Cl -CuCl 过量浓盐酸ArCl +N 2 在实际操作中,往往将先制备的、冷的重氮盐溶液慢慢地加到冷的氯化亚铜的浓氢卤酸溶液中去,先生成深红色悬浮的复盐。然后,缓缓加热,使复盐分解,放出氮气,生成卤代芳烃。 ⑵ 作用时保留氮的反应,其中最重要的是偶合反应。例如重氮盐与酚或叔芳胺在低温时作用,生成具有Ar —N=N —Ar '结构的稳定的有色偶氮化合物。重氮盐与酚的偶合,一般在碱性溶液中进行,而重氮盐与叔芳胺的偶合,一般在中性或弱酸性溶液中进行。 偶合反应也要控制在较低的温度下进行,要不断地搅拌,还要控制反应介质的酸碱度。 1.重氮化反应 ArNH 2NaNO 2HCl(或H 2SO 4)ArN 2+X -NaX H 2O ++++低温 重氮盐的制备方法有两种:反法和正法。 反法: NaNO 2H 2SO 4H 2O(冰)+ 例如,对氨基苯磺酸的重氮化反应为反法。

重氮化反应的安全注意事项资料讲解

重氮化反应的安全注 意事项

重氮化反应的火灾危险性 重氮化反应所产生的重氮盐,在温度稍高或光的作用下,即易分解,有的甚至在室温时也能分解,每当温度升高10C,其分速度便加快2倍。在干燥状态下,有些重氮盐不稳定,活力大,受热或摩擦、撞击,能分解爆炸。含重氮盐的溶液若洒落在地上、蒸汽管道上,干燥后亦能燃烧或 重氮化反应所产生的重氮盐,在温度稍高或光的作用下,即易分解,有的甚至在室温时也能分解,每当温度升高10C,其分速度便加快2倍。在干燥状态下,有些重氮盐不稳定,活力大,受热或摩擦、撞击,能分解爆炸。 含重氮盐的溶液若洒落在地上、蒸汽管道上,干燥后亦能燃烧或爆炸。重氮化反应使用的亚硝酸钠是二级无机氧化剂,在175C时分解,能引起有机物燃烧或爆炸,亚硝酸钠还具有还原剂的性质,遇比他强的氧化剂能被戽化而导致燃烧或爆炸;在重氮化反应时,若温度过高,亚硝酸钠的投料过快和过量,会增加亚硝酸的浓度,加速物料的分解,产生大量的氧气体,亦有引起爆炸着火的危险。 第一,注意温度,最好实测用电子显示。在通盐水降温的情况下准备些冰,随时往釜里加。一般最好零度以下。 第二控制亚钠滴加速度,不要太快。一般控制到五十分左右。如果出现冒红烟现象,应停止滴加。可能温度高了或搅拌速度慢搅不开。 第三如果用的是硫酸,配酸水是要慢慢把酸加水里。以免放热过快喷出。 第四如果需要重氮盐时,一定注意保存,因为重氮盐不稳定。接触空气或高温易放热着火,

重氮化反应过程楼上的给了很好的建议,我这里提醒重氮化的后处理.因为1年的时间在我身边见到两次重氮化反应后处理发生了爆炸:一次是反应结束后浓缩,由于浓缩过干,反应罐盖都抛了好远,重伤一人;另外一次是重氮物烘料,本来是常温真空烘料的,由于半夜烘箱的蒸汽加热阀漏蒸汽,烘箱内温失控,发生大爆炸,整栋房子都塌了,幸运的是晚上车间没有人,要不后果不堪设想.我建议在小试工艺的时候就进行改进,能不浓缩的就不要浓缩,能不结晶出来的就不要结晶,在结晶抽滤的时候也见到爆炸发生过,最好用溶剂处理后直接往下一步反应.为了安全去杂到后面再想办法. 1、安全问题,亚硝酸钠是强致癌物质,在操作的时候一定要带好防护措施,再是得到的重氮盐尽量直接下步反应,拿出来也是很危险的事情。 2、反应过程问题,滴加亚硝酸溶液要慢,严格控制滴加温度在0度左右,如果直接进行下一步的卤代或者还原的话,建议每一次反应完以后都进行清洗,如果长期不清洗的话,重氮盐分解后的杂质积累到一定程度就会影响下一步的反应,甚至造成0收率!

重氮化反应

重氮化反应 diazo-reaction 一级胺与亚硝酸在低温下作用生成重氮盐的反应。例如: 脂肪族、芳香族和杂环的一级胺都可进行重氮化反应。通常,重氮化试剂是由亚硝酸钠与盐酸作用临时产生的。除盐酸外,也可使用硫酸、过氯酸和氟硼酸等无机酸。脂肪族重氮盐很不稳定,能迅速自发分解;芳香族重氮盐较为稳定。芳香族重氮基可以被其他基团取代,生成多种类型的产物。所以芳香族重氮化反应在有机合成上很重要。 重氮化反应的机理是首先由一级胺与重氮化试剂结合,然后通过一系列质子转移,最后生成重氮盐。重氮化试剂的形式与所用的无机酸有关。当用较弱的酸时,亚硝酸在溶液中与三氧化二氮达成平衡,有效的重氮化试剂是三氧化二氮。当用较强的酸时,重氮化试剂是质子化的亚硝酸和亚硝酰正离子。因此重氮化反应中,控制适当的pH值是很重要的。芳香族一级胺碱性较弱,需要用较强的亚硝化试剂,所以通常在较强的酸性下进行反应。 概述 芳香族伯胺和亚硝酸作用生成重氮盐的反应标为重氮化,芳伯胺常称重氮组分,亚硝酸为重氮化剂,因为亚硝酸不稳定,通常使用亚硝酸钠和盐酸或硫酸使反应时生成的亚硝酸立即与芳伯胺反应,避免亚硝酸的分解,重氮化反应后生成重氮盐。 重氮化反应可用反应式表示为: Ar-NH2 + 2HX + NaNO2--—Ar-N2X + NaX + 2H20 重氮化反应进行时要考虑下列三个因素: 一、酸的用量 从反应式可知酸的理论用量为2mol,在反应中无机酸的作用是,首先使芳胺溶解,其次与亚硝酸销生成亚硝酸,最后生成重氮盐。重氮盐一般是容易分解的,只有在过量的酸液中才比较稳定,所以重氮化时实际上用酸量过量很多,常达 3mol,反应完毕时介质应呈强酸性(pH值为3),对刚果红试纸呈蓝色.重氮过程中经常检查介质的pH值是十分必要的。 反应时若酸用量不足,生成的重氮盐容易和未反应的芳胺偶合,生成重氮氨基化合物: Ar-N2Cl + ArNH2——Ar-N=N—NHAr + HCl 这是一种自我偶合反应,是不可逆的,一旦重氮氨基物生成,即使补加酸液也无法使重氮氨基物转变为重氮盐,因此使重氮盐的质量变坏,产率降低。在酸量不足的情况下,重氮盐容易分解,温度越高,分解越快。 二、亚硝酸的用量 重氮化反应进行时自始至终必须保持亚硝酸稍过量,否则也会引起自我偶合反应。重氮化反应速度是由加入亚硝酸钠溶液加速度来控制的,必须保持一定的加料速度,过慢则来不及作用的芳胺会和重氮盐作用生成自我偶合反应。亚硝酸钠溶液常配成30%的浓度使用.因为在这种浓度下即使在-15℃也不会结冰。 反应时检定亚硝酸过量的方法是用碘化钾淀粉试纸试验,一滴过量亚硝酸液的存在可使碘化钾淀粉试纸变蓝色。由于空气在酸性条件下也可位碘化钾淀粉试纸氧化变色,所以试验的时间以0.5-2s内显色为准。

重氮化反应

1.重氮化反应及其特点 (2) 四、重氮化操作技术 (3) 1.直接法 (3) 2.连续操作法 (3) 3.倒加料法 (4) 4.浓酸法 (5) 5.亚硝酸酯法 (6) 五、反应设备及安全生产技术 (6) 1.重氮化反应设备 (6) 2.安全生产技术 (8) 3.芳伯胺重氮化时应注意的共性问题 (12) 5.重氮化工艺 (13) 8.磺化工艺 (15)

1.重氮化反应及其特点 芳伯胺在无机酸存在下低温与亚硝酸作用,生成重氮盐的反应成为重氮化反应。工业上,常用亚硝酸钠作为亚硝酸的来源。反应通式为 Ar NH2+NaNO2 +2HX ArN2+ X- + 2H2O + NaX 式中,X可以是Cl、Br、NO3、HSO3等。工业生产上常采用硫酸、盐酸。 芳胺称作重氮组分,亚硝酸称为重氮化剂。亚硝酸易分解,故工业生产中常用亚硝酸钠与无机酸作用生成亚硝酸,以避免亚硝酸分解。 在重氮化过程中至反应终止时,要始终保持反应介质对刚果红试纸呈强酸性。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 +ArNH2ArN NNH Ar + HX 在重氮化反应过程中,亚硝酸要过量或加入亚硝酸钠溶液的速度要适当,不能太慢,否则,也会生成重氮氨基化合物。 重氮化反应是放热反应,必须及时一处反应热。一般在0~10℃进行,温度过高,会使亚硝酸分解,同时加速重氮化合物的分解。重氮化反应结束时,过量的亚硝酸通常加入尿素或氨基磺酸分解掉,加入少量芳胺,使之与过量的亚硝酸作用。

四、重氮化操作技术 在重氮化反应中,由于副反应多,亚硝酸也具有氧化作用,而不同的芳胺所形成盐的溶解度也各有不同。隐藏,根据这些性质以及制备该重氮盐的目的不同,重氮化反应的操作方法基本上可分一下几种。 1.直接法 本法适用于碱性较强的芳胺,即含有给电子基团的芳胺,包括苯胺、甲苯胺、甲氧基苯胺、二甲苯胺、甲基萘胺、联苯胺和联甲氧基苯胺等。这些胺类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,先快后慢的滴加到预先将芳胺溶于稀的无机酸水溶液并已冷却的稀酸水溶液中,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。 反应温度一般为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率,以确保反应正常进行。 2.连续操作法 本法也是适用于碱性较强芳伯胺的重氮化。工业上以重氮盐为合成中间体时多采用这一方法。由于反应过程的连续性。可较提高重氮

重氮化

重氮化反应机理 主反应式:Ar-NH 2 + 2HX + NaNO 2 == Ar-N 2 +X -+ NaX + 2H 2 O 分步反应: 1.芳胺成盐、水解反应 Ar-NH 2 + HX ←→ Ar-NH 3 +X- Ar-NH 3+X- + H 2 O ←→ Ar-NH 2 : + H 3 O+ + X- 2.质子转移亚硝化反应 ⑴盐酸法(HX) Ar-NH 2: + NOX → [Ar-NH 2 +-NO] + X ⑵硫酸法 Ar-NH 2: + N 2 O 3 → [Ar-NH 2 +-NO] + NO 2 3.中间体转化成重氮盐 [Ar-NH 2+-NO] → Ar-NH+≡N + H 2 O 一.影响因素 1.胺的选择 脂肪族、芳香族和杂环的一级胺都可进行重氮化反应。脂肪族重氮盐很不稳定,能迅速自发分解;芳香族重氮盐较为稳定。芳香族重氮基可以被其他基团取代,生成多种类型的产物。所以芳香族重氮化反应在有机合成上很重要。 2.无机酸的种类(性质) ⑴盐酸 2HNO 2 + HX ←→ NOX + H 2 O NOX为带亲电性的重氮化反应质点 Ar-NH 2: + NOX → [Ar-NH 2 +-NO] + X ⑵硫酸 2HNO 2←→ H 2 O + N 2 O 3 N 2O 3 为带亲电性的重氮化质点 Ar-NH 2: + N 2 O 3 → [Ar-NH 2 +-NO] + NO 2 ⑶浓硫酸 HNO 2 + H 2 SO 4 ←→ NO+(亚硝基强离子) + HSO 4 - + H 2 O NO+为亲电性最强的重氮化反应质点 重氮化反应质点亲电性大小顺序: NO+> NOBr > NOCl > ON-ON 2 > ON-OH 盐酸的反应质点的亲电性要比稀硫酸的强,所以重氮化反应一般选用盐酸。 必要时可在盐酸介质中加入Br-:HNO 2 + H 3 +O + Br-←→ NOBr + 2H 2 O 3.反应温度 重氮化反应一般在0-5℃进行,因为大部分重氮盐在低温下较稳定,在较高温度下亚硝酸和重氮盐分解速度加快。另外亚硝酸在较高温度下也容易分解。重氮化反应温度常取决于重氮盐的稳定性,对-氨基苯磺酸重氮盐稳定性高,重氮化温度可在10-15℃进行。重氮化反应一般在较低温度下进行这一原则不是绝对的,在间歇釜式反应中重氮化反应时间长,应保持较低的反应温度,但在管道反应中进行重氮化时,反应中生成的重氮盐会很快转化,因此重氮化反应可在常温或较高温度下进行。 4.亚硝酸保持过量(无机酸和亚硝酸钠的用量)

重氮化和重氮化合物

一.重氮化和重氮化合物 1.重氮化反应及影响因素 芳香族伯胺和亚硝酸作用生成重氮盐的反应称为重氮化。   重氮化反应要在强酸中进行,实际上是亚硝酸作用于铵离子。由于亚硝酸不稳定,通常使用亚硝酸钠和盐酸或硫酸,使反应生成的亚硝酸立刻与芳伯胺反应,避免亚硝酸的分解。为了使反应能顺利进行,必须首先把芳伯胺转化为铵正离子。芳胺的碱性较弱,因此重氮化要在较强的酸中进行。有些芳胺碱性非常弱,要用特殊的方法才能进行重氮化。 重氮化是放热反应,重氮盐对热不稳定,因此要在冷却的情况下进行,一般都用冰盐浴冷却,并调节亚硝酸钠的加入速度,维持反应温度在0℃附近,由于重氮盐不稳定,一般就用它们的溶液,随做随用。固体重氮盐遇热或震动、摩擦,都将发生爆炸,必需应用某些稳定性好的固体重氮盐时,也需谨慎小心。 自重氮化反应发现以来,人们为了弄清楚其反应的影响因素,对重氮化反应的机理进行了反复研究,已普遍接受了重氮化反应的亚硝化学说即重氮化反应是由亚硝酸产生的亲电质点对游离芳伯胺基进行亲电取代反应的机理,其反应的主要影响因素如下。 (1).酸的影响 酸的影响主要考虑酸的种类、用量及浓度的影响。 重氮化所用的酸,从反应速度来说,以盐酸或氢溴酸等最快,硫酸与硝酸较次。由反应式可以看出酸的理论用量为2摩尔,在反应中无机酸的作用是:首先是使芳胺溶解,其次可和亚硝酸钠生成亚硝酸,最后是生成稳定的重氮盐。重氮盐一般来讲是容易分解的,只有在过量的酸液中才稳定,所以重氮化时实际上酸用量过量很多,常达3~4摩尔。反应完毕时介质应呈强酸性,PH值为3,对刚果红试剂呈蓝色,重氮化过程经常检查介质的PH值是十分重要的。反应时若酸量不足,生成的重氮盐容易和未反应的芳胺偶合,生成重氮胺基化合物。

重氮化反应

1.重氮化反应及其特点................................................................. 2. .. 四、重氮化操作技术................................................................ 3. .. 1.直接法................................................................. 3. .. 2.连续操作法................................................................. 3. .. 3.倒加料法................................................................. 4. .. 4.浓酸法................................................................. 5. .. 5.亚硝酸酯法................................................................. 6. .. 五、反应设备及安全生产技术................................................................ 6. . 1.重氮化反应设备................................................................. 6. .. 2.安全生产技术................................................................. 8. .. 3.芳伯胺重氮化时应注意的共性问题................................................................ 1.. 2

重氮化反应 氨基变肼 PHENYLHYDRAZINE

Organic Syntheses, Coll. Vol. 1, p.442 (1941); Vol. 2, p.71 (1922). PHENYLHYDRAZINE [Hydrazine, phenyl-] Submitted by G. H. Coleman Checked by J. B. Conant and H. R. Thompson. 1. Procedure In a 12-l. round-bottomed flask, fitted with a mechanical stirrer, is placed 1045 cc. of concentrated commercial hydrochloric acid (sp. gr. 1.138). The flask is surrounded with a freezing mixture of ice and salt, and, when the contents are at 0°, stirring is started and 500 g. of cracked ice is added, or more ice can be added and the external cooling dispensed with; then 372 g. (364 cc., 4 moles) of aniline, also cooled to 0°, is run in during five minutes. The mixture is treated with 500 g. more of cracked ice, and a cold solution (0°) of 290 g. (4 moles) of technical sodium nitrite dissolved in 600 cc. of water is allowed to run in slowly (twenty to thirty minutes) from a separatory funnel, the end of which is drawn to a small tip and reaches nearly to the bottom of the flask. During this addition, the stirrer is operated rather vigorously, and the temperature is kept as near 0° as possible by the frequent addition of cracked ice (about 1 kg.). In the meantime, a sodium sulfite solution is prepared by dissolving 890 g. (20 moles) of sodium hydroxide, of about 90 per cent purity, in about 1 l. of water and then diluting to 6 l. A few drops of phenolphthalein solution are added and sulfur dioxide passed in, first until an acid reaction is indicated and then for two or three minutes longer. During the addition of the sulfur dioxide, the solution is cooled with running water. On account of the strong alkaline solution, the original color produced by the phenolphthalein is very faint, but this slowly increases until it becomes deep just before the acid point is reached. It is best to remove a small sample of the liquid from time to time, dilute with three or four volumes of water, and add a drop more of phenolphthalein(Note 1). The sodium sulfite solution is placed in a 12-l. flask and cooled to about 5°. Approximately 500 g. of cracked ice is added, and then, with mechanical stirring, the diazonium salt solution is run in as rapidly as possible (Note 2). The mixture becomes a bright orangered. The flask is now warmed to about 20° on a steam bath, until the solid sodium sulfite, which has separated while cooling, redissolves. The total amount of liquid is now about 10 l. One-half of this is poured into another 12-l. flask, and both halves are warmed on the steam bath to 60–70°, until the color becomes quite dark (thirty to sixty minutes). Sufficient hydrochloric acid (300–400 cc.) is now added (Note 3) to each flask to make the solutions acid to litmus. The heating is continued and the color gradually becomes lighter until, after four to six hours, the solutions have become nearly colorless; they may be heated overnight, if desired. To the hot solutions is now added about one-third of their volume of concentrated hydrochloric acid

重氮化和重氮盐的反应综述

重氮化和重氮盐的反应综述 一、重氮化 芳香族伯胺和亚硝酸作用生成重氮盐的反应标为重氮化,芳伯胺常称重氮组分,亚硝酸为重氮化剂,因为亚硝酸不稳定,通常使用亚硝酸钠和盐酸或硫酸使反应时生成的亚硝酸立即与芳伯胺反应,避免亚硝酸的分解,重氮化反应后生成重氮盐。 重氮化反应可用反应式表示为: Ar-NH2 + 2HX + NaNO2--—Ar-N2X + NaX + 2H20 重氮化反应进行时要考虑下列三个因素: 1、酸的用量 从反应式可知酸的理论用量为2mol,在反应中无机酸的作用是,首先使芳胺溶解,其次与亚硝酸钠生成亚硝酸,最后生成重氮盐。重氮盐一般是容易分解的,只有在过量的酸液中才比较稳定,所以重氮化时实际上用酸量过量很多,常达3mol,反应完毕时介质应呈强酸性(pH值为3),对刚果红试纸呈蓝色.重氮过程中经常检查介质的pH 值是十分必要的。反应时若酸用量不足,生成的重氮盐容易和未反应的芳胺偶合,生成重氮氨基化合物: Ar-N2Cl + ArNH2——Ar-N=N—NHAr + HCl

这是一种自我偶合反应,是不可逆的,一旦重氮氨基物生成,即使补加酸液也无法使重氮氨基物转变为重氮盐,因此使重氮盐的质量变坏,产率降低。在酸量不足的情况下,重氮盐容易分解,温度越高,分解越快。 2、亚硝酸的用量 重氮化反应进行时自始至终必须保持亚硝酸稍过量,否则也会引起自我偶合反应。重氮化反应速度是由加入亚硝酸钠溶液加速度来控制的,必须保持一定的加料速度,过慢则来不及作用的芳胺会和重氮盐作用生成自我偶合反应。亚硝酸钠溶液常配成30%的浓度使用.因为在这种浓度下即使在-15℃也不会结冰。反应时检定亚硝酸过量的方法是用碘化钾淀粉试纸试验,一滴过量亚硝酸液的存在可使碘化钾淀粉试纸变蓝色。由于空气在酸性条件下也可位碘化钾淀粉试纸氧化变色,所以试验的时间以0.5-2s内显色为准。亚硝酸过量对下一步偶合反应不利,所以过量的亚硝酸常加入尿素或氨基磺酸以消耗过量亚硝酸。亚硝酸过量时,也可以加入少量原料芳伯胺,使和过量的亚础酸作用而除去。 3、反应温度 重氯化反应一般在0-5℃进行,这是因为大部分重氮盐在低温下较稳定,在较高温度下重氮盐分解速度加快的结果。另外亚硝酸在较高温度下也容易分解。重氮化反应温度常取决于重氮盐的稳定性,对-氨

重氮化反应

重氮化反应 重氮化反应虽是一个古老的反应,但其产物作为有机合成的重要试剂和中间体,在生物医药等精细化工领域有着广泛应用。有半数以上的有机合成燃料是通过重氮化工艺合成的,芳香族伯胺和亚硝酸作用(在强酸介质下)生成重氮盐的反应称为重氮化。重氮化反应的危险系数高,属高危工艺。 一、重氮化反应的特点 芳伯胺在无机酸存在下低温与亚硝酸作用,生成重氮盐的反应成为重氮化反应。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、HSO3等。工业生产上常采用硫酸、盐酸。 芳胺称作重氮组分,亚硝酸称为重氮化剂。亚硝酸易分解,故工业生产中常用亚硝酸钠与无机酸作用生成亚硝酸,以避免亚硝酸分解。 在重氮化过程中至反应终止时,要始终保持反应介质对刚果红试纸呈强酸性。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。

在重氮化反应过程中,亚硝酸要过量或加入亚硝酸钠溶液的速度要适当,不能太慢,否则,也会生成重氮氨基化合物。 重氮化反应是放热反应,必须及时一处反应热。一般在0~10℃进行,温度过高,会使亚硝酸分解,同时加速重氮化合物的分解。重氮化反应结束时,过量的亚硝酸通常加入尿素或氨基磺酸分解掉,加入少量芳胺,使之与过量的亚硝酸作用。 二、重氮化操作技术 在重氮化反应中,由于副反应多,亚硝酸也具有氧化作用,而不同的芳胺所形成盐的溶解度也各有不同。根据这些性质以及制备该重氮盐的目的不同,重氮化反应的操作方法基本上可分一下几种。 1、直接法 此法适用于碱性较强的芳胺,即含有给电子基团的芳胺,包括苯胺、甲苯胺、甲氧基苯胺、二甲苯胺、甲基萘胺、联苯胺和联甲氧基苯胺等。这些胺类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,先快后慢的滴加到预先将芳胺溶于稀的无机酸水溶液并已冷却

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