重氮化和偶合反应
2重氮化反应和偶合反应
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4、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的 错儿。 10:36:5 710:36: 5710:3 6Saturday, December 12, 2020
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5、知人者智，自知者明。胜人者有力 ，自胜 者强。 20.12.1 220.12. 1210:3 6:5710: 36:57D ecembe r 12, 2020
2020 10:36:57 AM10:36:572020/12/12
• 11、自己要先看得起自己，别人才会看得起你。12/12/
谢 谢 大 家 2020 10:36 AM12/12/2020 10:36 AM20.12.1220.12.12
• 12、这一秒不放弃，下一秒就会有希望。12-Dec-2012 December 202020.12.12
3H2O H2O
四、影响重氮化反应的因素
（4）低温反应：0～5℃
HNO2
H2O+NO
（5）芳胺碱性
ArNH2 + HCl
ArNH3+Cl-
小结：
重氮化合物的结构和特性：不稳定、低温，强酸 重氮化反应的定义：芳香族伯胺、亚硝酸、重氮盐 重氮化反应历程：亲电反应、N-亚硝化、重氮盐 重氮化反应影响因素：
（三）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-
NaSO3, NaHSO3
还原
Ar-NHNH2
ArN2X- 重氮基转化 ArY Y=F, Cl, Br, I, CN, OH, H等
• 13、无论才能知识多么卓著，如果缺乏热情，则无异 纸上画饼充饥，无补于事。Saturday, December 12, 2020
磺胺嘧啶的重氮化偶合反应的实验
磺胺嘧啶的重氮化偶合反应的实验
磺胺嘧啶的重氮化偶合反应是一种重要的有机化学反应，其实验操作如下：
1. 准备工作：在实验室中配制好所需的试剂和溶剂，包括磺胺嘧啶、硝酸和氯化亚铜。
2. 反应装置：准备一个干净的圆底烧瓶，用试剂空瓶进行称量。
3. 反应操作：将预先称取好的磺胺嘧啶加入到烧瓶中，并依次加入硝酸和氯化亚铜，注意在加入每种试剂后要充分搅拌混合。
4. 反应条件：在室温下进行反应，反应时间一般持续数小时。
5. 反应结束：反应结束后，将反应体系用真空过滤或抽滤，得到产物。
6. 产物处理：将产物进行结晶或者进行进一步的纯化和分离，得到纯净的磺胺嘧啶偶合产物。
7. 结果分析：对得到的产物进行NMR、质谱等分析手段，确定产物结构和纯度。
8. 安全注意事项：在操作过程中要注意安全，佩戴防护眼镜和手套，并确保实验室通风良好。
以上就是磺胺嘧啶的重氮化偶合反应的实验步骤，通过这个实验可以制备并分离纯净的磺胺嘧啶偶合产物，为进一步的研究和应用提供了基础。
重氮化和偶合反应
第 1 页共12 页重氮化重氮化和偶合反应是重要的有机合成反应在精细化工中有很重要的地位该类反应在染料合成中应用很广是两个主要的工序。
可合成酸性、冰染、直接、分散、活性、阳离子等类型的染料还可合成各类黄色、红色偶氮型有机颜料。
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34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。
这是一种自偶合反应是不可逆的。
一旦重氮胺基物生成即使再补加酸液也无法使重氮胺基物转变为重氮盐从而使重氮盐的质量变差产率降低。
重氮化和偶合反应
重氮化和偶合反应是重要的有机合成反应，在精细化工中有很重要的地位，该类反应在染料合成中应用很广，是两个主要的工序。
可合成酸性、冰染、直接、分散、活性、阳离子等类型的染料，还可合成各类黄色、红色偶氮型有机颜料。
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。
节能型偶氮类分散染料的反应总结
节能型偶氮类分散染料的反应总结1、重氮化反应和偶合反应如今，全球生产和使用的染料品种中，按照化学结构分类，80%的品种属于偶氮染料。
要生产偶氮染料，重氮化反应和偶合反应是两个最基本的反应，它们是合成各种偶氮染料的基础。
虽说这两个反应本身不复杂，但是要使每一批反应的产物(也就是原染料)在色光和着色强度方面均保持一致，就非常不容易，尤其是对于水不溶性的分散染料更加困难。
因为它们的结晶状态与生成晶体的环境有密切的关系。
为此，很有必要从重氮化和偶合反应的机理开始讨论。
2、重氮化反应机理按照经典的染料化学理论，重氮化反应机理可用下式表示:重氮盐在水溶液中以离子状态存在，可用表示。
由于电子共扼效应的缘故，正电荷并不完全定域在连接芳烃的氮原子上。
重氮盐在低温，尤其是酸性水溶液中是稳定的，重氮盐的芳环上含吸电子基团时稳定性较好，含供电子基团时则稳定性下降。
固体的重氮盐很不稳定，容易受光和热作用分解，严重时会剧烈分解以致发生爆炸，所以重氮化反应一般在低温下进行。
重氮盐在介质的pH值<3时才较稳定。
而随着介质pH升高，重氮盐会转变成无偶合能力的重氮酸盐，如下式所示:图1 在碱性介质中重氮盐转变成重氮酸盐前人的实践告诉我们，影响重氮化反应的因素主要体现在以下诸方面:1)芳胺的碱性按照重氮化反应机理，芳胺的碱性越强，越有利于N一亚硝化反应(亲电反应)，从而提高重氮化反应速率。
不过假如芳胺的碱性过强，则它与酸极易生成铵盐，由此反而会降低溶液中游离胺的浓度，也就降低了重氮化反应速率。
反之，假如芳胺的碱性过弱，则它的化学性质不活泼，不容易发生重氮化反应，同时它又不溶于水，也不能与盐酸成盐后溶于水。
此时对它的重氮化反应需要在浓硫酸中进行，借助于浓硫酸的强溶解性使其溶解，同时使用亚硝酞硫酸代替亚硝酸为重氮化试剂。
对于本文的研究来说，合成三个分散染料所用的重氮组分分别是:4-氯邻硝基苯胺，对硝基苯胺和对硝基邻甲氧基苯胺。
它们中，4-氯邻硝基苯胺的苯环上有两个吸电子基团，属于弱碱性的芳胺，对它进行重氮化以浓硫酸为反应溶剂，同时用亚硝酰硫酸代替亚硝酸。
9章 重氮化偶合反应
亚硝酸钠的加料速度要适宜，
3HNO2 → NO2 + 2NO + H2O 2NO + O2 → 2NO2 NO2 + H2O → HNO3
4 芳胺碱性 芳伯胺的重氮化是靠活泼质点（NO＋）对芳伯胺氮原子 孤对电子的进攻来完成的。显然，芳伯胺氮原子上的负 电荷越高（芳伯胺的碱性越强），则重氮化反应速度就 越快，反之则相反。 ① 当芳伯胺的芳环上连有供电子基团时，芳伯胺碱性 增强，反应速度加快； ② 芳环上连有吸电子基团时，芳伯胺碱性减弱，反应 速度变慢。
3）重氮基被氟置换 Schiemann反应 重氮盐与氟硼酸盐反应，或芳伯胺直接用亚硝酸钠和氟硼酸进 行重氮化反应，生成不溶于水的重氮氟硼酸盐（复盐）。此重 氮盐性质稳定，过滤干燥后，再经加热分解，可得氟代芳烃。
反应机理
单分子芳香族亲核取代反应，氟硼酸重氮盐先是分解成苯基正离 子，受到氟硼酸根负离子进攻后得到氟代苯。
碱性
OH
NH2
酸性
HO3S H酸
SO3H
活泼亚甲基化合物通常在弱酸性或碱性条件下偶合，偶
合位置如下：
偶合
O 5 N 1
4
3 N
2
CH3
3—甲基—1—苯基—5—吡唑酮
3 应用实例 酸性嫩黄G的合成
NH2
N2 Cl
NaO3S
O
N N
CH3
H3C
N NN
N
HO
SO3Na
二 重氮盐的置换 重氮基可被多种基团所置换。 优点：收率高，操作简便，优点是可以得到具有确知 位置的取代化合物，置换基团进入的位置即在重氮基 处。
★ Gattermann 反应 重氮盐用新制的铜粉代替亚铜盐作催化剂，与浓盐酸或氢溴酸 发生置换反应得到氯代或溴代芳烃。 优点：操作比较简单，可在较低温度下进行 缺点：产率一般较Sandmeyer反应低。
7-4 重氮化与偶合反应 共26页
• 3．重氮化合物的性质
• （1）水溶性和电离性
重氮盐多半溶于水，只有少数的杂酸盐和复盐不溶，溶于水的 重氮盐电离出ArN＝N＋正离子和酸根负离子。
• 重氮盐与氢氧化银的反应：
A rN 2X + A gO H
• （4）温度
重氮化反应的温度主要决定于芳胺的碱性和重氮盐的稳定性。一 般来说，碱性较强的芳胺，重氮化反应温度较低；碱性弱的芳胺，其 重氮盐较稳定，可适当提高温度以加速反应。
• 2．重氮化反应的分析
碘化钾—淀粉法检验亚硝酸的反应方程式：
H N O 2 + K I + H C l 1 / 2 I 2 + K C l + H 2 O + N O
① 重氮盐芳环上的取代基 • （1）芳环上的取代基
② 偶合组分芳环取代基 •
• ① 重氮盐芳环上的取代基
重氮盐芳核上的吸电子取代基对偶合反应起活化作用，芳环上 连有给电子取代基时，则偶合活性降低。
表7-4-01 各种取代基的对位取代苯胺重氮盐与酚类偶合时的相对活性大小
对位取代 基团
相对速度
－NO2 1300
A C 2 S 3 r N a H + N O 2 O A S O 3 H r + N 2 OH
• 3．萘系化合物的偶合反应 • （1）α—萘胺(酚)作偶合组分，偶氮产物主要在4-位。若4-位被占则进入2-位：
OH(N2H)
OH(N2H)
• （2）β-萘酚（胺）作偶合组分，芳偶氮基进入Zα-位。若α-位被占据，一般不 发生偶合，在个别情况下发生偶合时，α-位原基团脱落
重氮化反应和偶合反应
偶合反应还可以用于合成高分 子材料，如聚合物和橡胶等。
03 重氮化反应与偶合反应的 关系
重氮化反应与偶合反应的联系
偶合反应是重氮化反应的后续步骤，通常在重氮盐中寻找偶 合的基团。
重氮化反应生成的中间产物可以作为偶合反应的底物，进一 步合成其他化合物。
重氮化反应与偶合反应的区别
01
重氮化反应是向芳香族化合物中引入重氮基的化学反应，而偶 合反应是将重氮盐中的重氮基转化为氨基的过程。
在实验室中，重氮化反应可以通过将芳香族化合物与亚硝 酸钠和盐酸混合来实现。例如，对氨基苯磺酸就是通过重 氮化反应从对硝基苯磺酸制备得到的。
偶合反应实例分析
偶合反应是指两个具有活泼氢的有机物分子在弱酸或碱催化下相互结合生成新的 有机物的反应。例如，醇与羧酸在硫酸催化下反应生成酯，这是一个典型的偶合 反应。
观察反应
观察反应过程中是否有颜色变化、 沉淀物生成等现象，并记录反应 时间、温度等数据。
结束反应
选择适当的偶合剂，如过氧化氢、 过硫酸盐等。
当反应达到预期效果时，停止搅 拌，将反应液倒入指定容器中。
安全注意事项与防护措施
穿戴防护服
在进行重氮化反应和偶合反应 时，需要穿戴化学防护服，以
防止化学物质溅到身上。
重氮化反应的应用
染料合成
农药合成
重氮化反应是染料合成中的重要步骤， 通过重氮化反应可以将芳香胺转化为 偶氮染料，广泛应用于纺织品染色。
重氮化反应也是农药合成中的重要步 骤，如除草剂草铵膦和杀虫剂氟虫腈 的合成过程中都涉及重氮化反应。
药物合成
许多药物分子中含有重氮基团，通过 重氮化反应可以合成这些药物。例如， 抗癌药物阿霉素是通过重氮化反应合 成的。
重氮化反应是一种重要的有机合成方 法，广泛应用于染料、药物、农药等 精细化学品的合成。
重氮化和偶合反应
重氮化重氮化和偶合反应是重要的有机合成反应，在精细化工中有很重要的地位，该类反应在染料合成中应用很广，是两个主要的工序。
可合成酸性、冰染、直接、分散、活性、阳离子等类型的染料，还可合成各类黄色、红色偶氮型有机颜料。
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。
重氮化与偶联反应
目录
• 引言 • 重氮化反应 • 偶联反应 • 重氮化-偶联反应串联应用 • 实验设计与操作 • 结果分析与讨论 • 结论与展望
01 引言
目的和背景
探究重氮化反应与偶联反应在有机合成中的应用
重氮化反应和偶联反应是有机合成中常用的反应类型，通过深入了解这两种反应，可以进 一步拓展有机合成的方法和策略。
实例分析
实例一
以苯胺为原料，经过重氮化反应转化为苯胺 重氮盐，再与苯酚进行偶联反应，生成偶氮 苯酚。该串联反应可以在一步中完成，简化 了操作步骤，提高了产物的纯度和收率。
实例二
以苯胺和萘酚为原料，通过重氮化-偶 联反应串联应用，合成偶氮萘酚。该 反应具有条件温和、产率高和选择性 好的优点，适用于工业化生产。
结构。这种串联反应具有高效、高选择性和原子经济性等优点，在有机
合成和药物化学等领域具有广泛的应用前景。
对未来研究的建议与展望
• 拓展底物范围：目前重氮化-偶联反应的研究主要集中在某些特定的底物上， 未来可以进一步拓展底物范围，探索更多具有挑战性的分子结构的合成方法。
• 优化反应条件：虽然重氮化-偶联反应已经取得了很大的进展，但仍然存在一 些局限性，如反应条件较为苛刻、需要使用贵金属催化剂等。未来可以通过优 化反应条件，降低反应难度和成本，提高反应的实用性和可持续性。
与理论预测比较
01
02
03
理论预测
根据反应机理和相关理论， 预测
将实验结果与理论预测进 行比较，分析差异和原因。
理论模型修正
根据实验结果对理论模型 进行修正和完善，提高模 型的预测能力。
07 结论与展望
研究结论总结
01
重氮化反应机理
重氮化反应是一种有机化学反应，通过亚硝酸或亚硝酸盐的作用，将芳
重氮化反应与偶合反应
HCl NOCl
活性
大
稀H2SO4 N2O3 小
慢
H
ArNH2 N Cl
[ Ar N N O ] Cl
O
H
快
[ Ar N N O ]
H ArN2 H2O
H
四、影响重氮化反应的因素
（2）酸的用量
ArNH2 2HX NaNO2
ArN2+X- NaX 2H2O
理论量：n(HX):n(ArNH2)=2:1 实际比: n(HX):n(ArNH2)=2.5～1
基偶合活泼性增强。
2.4 偶合反应
3、影响偶合反应的因素
三、介质的pH值 酚类pH：9~10 胺类pH：4~6
弱酸性、中性、弱碱性
2.4 偶合反应
3、影响偶合反应的因素
三、反应温度： 低温 四、其他影响因素
4、偶合反应终点控制
酸在重氮化反应中的作用总结:
①产生HNO2：HCl + NaNO2
HNO2 + NaCl
②生成亲电质点，提高反应速度；
③维持反应介质强酸性，防止重氮盐的分解；
④溶解芳胺: ArNH2 + HCl
ArNH3+Cl-
四、影响重氮化反应的因素
（3）NaNO2的用量 稍过量
自偶合反应： Ar-N2+X- + Ar-NH2 偶合 Arr-NH-N=O
H+
.. + Ar-N-N=OH
-H+ Ar-N=N-OH
H
H+
Ar-N=N-OH +
2
+ Ar-N N +
Cl-
+
Ar-N N + H2O
重氮化偶合反应原理
重氮化偶合反应原理
重氮化偶合反应是一种有机合成反应，它是通过将含有重氮基的化合物与芳香胺或芳香醇等亲核试剂进行反应，生成偶联产物的过程。
该反应是有机合成中的重要反应之一，可以用于合成各种有机化合物，如染料、药物、天然产物等。
重氮化偶合反应的原理是在酸性条件下，重氮化合物可以发生重氮化反应，生成重氮离子。
重氮离子是一种高度亲电的中间体，可以与芳香胺或芳香醇等亲核试剂发生亲核取代反应，生成偶联产物。
偶联产物的结构和反应条件有关，通常是芳香环上的两个碳原子之间形成的新的碳-碳键。
重氮化偶合反应的反应条件是酸性条件下，通常使用硫酸、盐酸等强酸作为催化剂。
反应温度一般在0℃以下，可以使用冰浴或低温油浴进行控制。
反应物的摩尔比是1:1，即重氮化合物和亲核试剂的摩尔比为1:1。
重氮化偶合反应的机理是重氮化合物在酸性条件下发生重氮化反应，生成重氮离子。
重氮离子是一种高度亲电的中间体，可以与芳香胺或芳香醇等亲核试剂发生亲核取代反应，生成偶联产物。
偶联产物的结构和反应条件有关，通常是芳香环上的两个碳原子之间形成的新的碳-
碳键。
重氮化偶合反应的应用非常广泛，可以用于合成各种有机化合物，如染料、药物、天然产物等。
例如，苯胺和对硝基苯重氮化反应可以得到偶联产物偶氮苯，偶氮苯是一种重要的染料。
另外，重氮化偶合反应还可以用于合成一些具有生物活性的化合物，如抗癌药物、抗菌药物等。
总之，重氮化偶合反应是一种重要的有机合成反应，它可以用于合成各种有机化合物，具有广泛的应用前景。
在实际应用中，需要根据反应物的性质和反应条件进行合理的选择，以获得高产率和高选择性的偶联产物。
4 重氮化和偶合讲解
4.2 偶合和偶氮化合物
4.2.1 定义
重氮盐与含活泼氢原子的化合物（酚类、芳胺）发生
的以偶氮基取代氢原子的反应称为偶合反应，而酚类和芳 胺称偶合组分。偶合反应为一亲电取代反应。
ArN2X NH2(OH) Ar N N NH2(OH) HX
偶合反应产生等物质的量的酸，适宜在碱性条件下进行。
4.2.2 偶合反应
heat
2,3,4-三氟硝基苯
4、还原反应(脱氨基，还原为肼)
改进脑血管功能的药物丁咯地尔的中间体——三溴苯的合成
NH2 Br2 C2H5OH Br Br NH2 Br NaNO2, H2SO4 Br C2H5OH, C6H6 Br Br
抗炎药依托度酸的中间体邻乙基苯肼盐酸盐的合成
C2H5 NO2 Fe HCl C2H5 1. Na2SO3 2. HCl C2H5 NH2 1. NaNO 2 2. HCl C2H5 N2Cl
第4章 重氮化和偶合
4.1 重氮化反应
概述 重氮化反应影响因素 重氮化合物性质
4.1.1 概述
定义
芳香族伯胺与亚硝酸作用，生成重氮盐的 反应叫做重氮化反应。
重氮化和偶合是生产偶氮染料的两个基本的化学反应。
ArNH2 2HX NaNO2 ArN2+X- NaX 2H2O
HX＝HCl、HBr、浓H2SO4、稀H2SO4 、HNO3等
NHNH2 HCl
.
重氮化方法：
直接法：顺重氮化法或正重氮化法。将亚硝酸钠水溶液在低 温时加到胺盐的酸性水溶液中进行重氮化。 反加法：反式法或反重氮化法。先用碱溶解氨基物，再与亚 硝酸钠溶液混合，最后把混合液加到无机酸的冰水中进行重 氮化。（适用于在酸中溶解度极小，生成的重氮盐也非常难 溶解的一些氨基磺酸类） 亚硝酰硫酸法：亚硝酰硫酸（NOHSO4）又称亚硝基阳离子 ，将干燥的亚硝酸钠粉末加到70%以上的浓硫酸中，在搅拌 下升温到70℃制得。（适用于一些在水、盐酸或碱的水溶液 中都难溶解的胺类）
重氮化与偶联反应
H2PO2 + Ar N2
Ar + N2 + H2PO2
H2PO2 + 2 H2O
H3PO3 + H3O+
b. 与乙醇反应机理：
Ar N2
HOC2H5
NN Ar
OH H
CH
CH3
Ar H + N2 + CH3CH OH
CH3CH O
副反应——生成芳基醚
Ar N2
- N2
HOC2H5
Ar
- H+
Ar OC2H5 H
• 伽特曼反应——用铜粉作催化剂，产率低。 注意卤素一致
例如：
c. 被氰基取代
例如：
• 氰基可以水解成羧酸，所以可以通过重氮盐在芳环 上引入羧基：
d. 希曼反应——（芳香族氟化物的制备） 必须将氟硼 酸加到重氮盐溶液中，使生成重氮盐氟硼酸沉淀，经 分离并干燥后再小心加热，即逐渐分解而得相应的芳 香族氟化物：
重氮化与偶联反应
重氮化与偶联反应
§5.1 Diazo and coupling Reactions
(Ⅰ) Conception: 均含有-N=N-官能团，它的两端都和碳原子
直接相连的化合物称为偶氮化合物；如果一端与非碳原子直接 相连的化合物成为重氮化合物. For Example:
(Ⅱ) 重氮化反应
例1：
溴会在碱熔时水解
例2：由苯制取间硝基苯酚。
注意条件
1. 2 被 H 取代（去氨基化反应）
H3PO2
Ar N2 X
HOCH2CH3
Ar H
a. 与H3PO2反应机理（自由基机理）
H3PO2
H+ + H2PO2
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重氮化重氮化和偶合反应是重要的有机合成反应，在精细化工中有很重要的地位，该类反应在染料合成中应用很广，是两个主要的工序。
可合成酸性、冰染、直接、分散、活性、阳离子等类型的染料，还可合成各类黄色、红色偶氮型有机颜料。
一.重氮化和重氮化合物1. 重氮化反应及影响因素AdtH计NiN6 + HX-------- ► Ari⅛⅛7 ÷ HlX + 2H3O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O C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。
Ar^^I+ AriiH2------- Ar-W=N-NH⅛ +HQ这是一种自偶合反应，是不可逆的。
一旦重氮胺基物生成，即使再补加酸液，也无法使重氮胺基物转变为重氮盐，从而使重氮盐的质量变差，产率降低。
在酸量不足的情况下，重氮盐还易分解，温度愈高，分解愈快。
酸的浓度的影响主要考虑使芳胺形成铵离子的能力、铵盐水解生成游离的芳胺以及亚硝酸的电离几个方面。
A∂U⅜ + ⅞^+O—-Ad≤ + 玛0HNQ2 + H3O τ_H51O 丄NCL当无机酸的浓度增加时，平衡向胺盐生成的方向移动，游离胺的浓度降低，重氮化的速度变慢。
另一方面，反应中还存在着亚硝酸的电离平衡。
酸浓度的增加可抑制亚硝酸的电离而加速重氮化。
一般来讲当无机酸浓度较低时，这一影响是主要的，而降低游离胺的浓度的影响是次要的，此时随酸的浓度增加，重氮化速度增加。
但随着酸浓度增加，使芳胺形成铵离子的影响逐渐变为主要的，这时继续增加酸的浓度便降低游离胺的浓度,就使反应速度下降。
(2) .不同的反应物及浓度的影响对不同的反应物，重氮化的难易程度亦不同。
苯胺、萘胺以及芳环上含有给电子基团的芳胺，重氮化可以在稀的无机酸的溶液中反应，在O C附近，加入等当量的亚硝酸钠和3~4摩尔的无机酸即可。
如果芳胺环上有吸电子基团，比如硝基苯胺，溴代苯胺等，它们的碱性较弱，它们的盐，特别是硫酸盐，在水中的溶解性较小。
在重氮化时，可以把它们和稀酸一起加热使之溶解，随即迅速搅拌冷却到O C,这样可得到铵盐的细结晶，便于进行重氮化。
还可以把这些胺和亚硝酸钠在水中调成糊状，慢慢加入到冰冷的稀酸中来进行重氮化，这些重氮化物的稳定性相对好一些。
例如氨基苯甲酸或氨基萘磺酸等的重氮化，可以将它们的铵盐先溶于水里，和等当量的亚硝酸钠水溶液混合起来，慢慢滴加到冰冷的无机酸里。
此时无机酸的用量，当然要在四个当量以上。
I+ HH⅛——►WCJ J ÷卿严⅛++ mt¾OQ +对于碱性很弱的芳胺，如2, 4-二硝基苯胺、2, 4, 6-三溴苯胺，以及杂环α-位胺等，重氮化必须在强酸中进行。
既把它们溶解在浓硫酸或浓磷酸中，用固体亚硫酸氢钠或亚硫酰硫酸进行重氮化，再稀释后使用。
另一个方法是以冰醋酸（或甲醇、乙醇）为溶剂，加入二当量的浓硫酸，用亚硝酸乙酯（丁酯、戊酯）进行重氮化，用这个方法制成的重氮盐，可以加入大量乙醚，使其从醋酸溶液中析出，再用水溶解，能得到较纯的重氮盐。
二元芳伯胺的重氮化，要看两个氨基的相对位置不同而发生不同的反应。
羟基苯胺也与二元苯胺类似，邻位异构体也是环状偶合体，但这个环不如三唑环稳定。
间位对位的酚胺与亚硝酸反应，不易得到可用的重氮盐。
间羟基苯胺可在氟硼酸中重氮化。
与羟基类似的巯基，对氨基重氮化的影响，也和羟基类似。
且由上可见对于不同的反应物，其重氮化的难易程度也不同，对于相同的反应物，其重氮化反应还要考虑浓度和加料速度的影响。
若反应物浓度太大，反应激烈，温度难控制，容易因为局部温度高而造成部分重氮化合物分解；若太小，反应速度过慢，反应不完全。
一般情况是，反应完毕溶液总体积为胺量的10~12倍。
加料速度影响反应温度和反应液中亚硝酸的量。
亚硝酸量太多促使重氮化合物分解；加料太慢，生成重氮胺基化合物的可能性增加。
(3) .芳胺的碱性在重氮化反应中，芳胺存在以下两种碱性平衡：Arit⅝+ Ir ---- AdtHfAΛJ¾ + X i=OO=N-OJ s5=Ar—NU*O*当酸度一定时，碱性较强的芳胺，一方面较易生成Ar-NH-N=O,对重氮化有利；另一方面，由于ArNH3+较稳定，较难解离出ArNH,游离胺浓度低，不利于重氮化。
芳胺的碱性对Ar-NH-N=O的生成和游离胺的影响是矛盾的，统一的方法是调节酸度。
酸度较低时，平衡以上式为主，碱性强的芳胺易反应；酸度较高时，平衡以下式为主，碱性弱的芳胺易解离出胺，对重氮化有利，碱性很弱的芳胺易在浓硫酸中反应。
(4) .温度由于重氮化反应是放热反应，而重氮盐的热稳性很差，重氮化反应大多在低温下进行，重氮化反应的温度主要决定于芳胺的碱性和重氮盐的稳定性。
一般来说，碱性较强的芳胺，重氮化反应温度低；碱性弱，其重氮盐较稳定的芳胺，可适当提高温度以加速反应。
重氮化反应一般在较低温度下进行这一原则不是绝对的。
在间歇反应锅中重氮化反应时间长，应保持较低的温度，但在管道中进行的重氮化时，反应中生成的重氮盐很快转化，因此重氮化反应可在较高温度下进行。
2. 重氮化反应的分析HNO3+ M÷ HQ ——> 1X2 ⅛ ÷X□ +H50+NO重氮化反应的分析主要是采用化学法来控制反应进程，由于重氮化反应必须有少量亚硝酸的存在，检验亚硝酸的方法是碘化钾-淀粉法：在无机酸存在下，亚硝酸和碘化钾反应，析出的碘使淀粉变蓝。
实验结果显蓝色为好，若为褐色，说明亚硝酸的量太多。
实验要在加完最后一次亚硝酸钠10~15分钟后进行。
3. 重氮化合物重氮化合物具有以下性质(1) .水溶性和电离性重氮盐多半溶于水只有少数杂酸盐和复盐不溶，溶于水的重氮盐电离出ArN=N正离子和酸根负离子。
重氮化后，水溶液是否清亮作为反应正常与否的标志。
也有一些重氮盐难溶于水，如氟硼酸盐、氟磷酸盐、1，5-萘二磺酸盐、氯化锌复盐、氯化汞复盐等。
重氮盐与氢氧化银作用，生成碱性与苛性碱相当的重氮碱。
AdT3XfAgflH——► Adf1+OH + AgXI(2) .稳定性重氮盐的稳定性与芳环中的取代的基团有关，未取代的或有烷基取代的重氮盐很不稳定，遇热或摩擦、冲撞，都能引起爆炸，只可用它们的水溶液在O C左右进行合成。
具有吸电子基团的重氮盐，虽然它们比较难于形成，但是稳定性却较好，重氮化时温度可较高，使用时也可在室温进行。
但仍使用它们的水溶液进行反应，这是由于光和热都能促进重氮盐分解，大多数干品在受热或震动时易爆炸，所以不用干燥盐类。
只有那些稳定的杂酸盐和复盐，才能在合成上直接应用。
氯化对硝基重氮苯对光特别敏感，在重氮化过程中，最好避光保存。
溶液的酸度对重氮盐的稳定性也有明显的影响。
例如对硝基苯的重氮盐在5C, PH为6.5时，放置47小时，重氮盐分解80%而在同样条件下，PH保持5.1时，重氮盐分解约为4%（3）.化学活泼性重氮盐的化学性质很活泼，可与多种试剂反应，最主要的是发生亲核取代反应。
例如⅜HA^3>X⅜AIAa(SfcXQH⅛Oc⅞呻叫Al H5眄H AISo3κwωθ2αAiN2X HBl⅞ > Ad⅛BF4•偶合和偶氮化合物1∙偶合反应概述A-H +Ad⅞*--- ⅛A-If=H⅛ + H*偶合反应是指重氮盐与含活泼氢原子的化合物发生的以偶氮基取代氢原子的反应。
如这一反应是重氮正离子的亲电取代反应，不论A-H是芳香族或脂肪族化合物，只要A有足够的电子云，都可发生亲电取代反应。
反应时重氮盐正离子进攻偶合组分核上电子云较高的碳原子，形成中间产物，这是一步可逆反应。
该中间产物迅速失去一个氢质子，不可逆地转化为偶氮化合物。
2. 芳胺和酚的偶合反应+ V 岀芳胺和酚的对位（和邻位）电子云密度较大，易发生偶合反应，但一般仅进攻对位，这是因为重氮正离子受羟基或氨基的位阻影响，不易对邻位进攻。
若对位被其它基团占据，则视该基团的性质，或进入其邻位，或是芳偶氮基取代该基团（-SQH, -COOH ,生成对羟基偶氮化合物。
若对位和两个邻位均被占据，则不发生偶合。
由各种酚和芳胺经重氮盐形成的偶合化合物，色彩鲜艳，经常做染料使用，称为偶氮染料。
以上反应是偶氮染料化学的基本反应，酚和重氮盐的偶合，必须在弱碱性溶液中进行。
在强酸性的溶液中，偶合反应一般不发生。
在弱酸性介质中，重氮组分与芳胺反应有三种情况：(1) .与芳环活性强的胺，如间甲苯胺、间苯二胺、N N-二甲基苯胺、α-萘胺等反应，直接生成偶氮化合物。
(2) .与芳环活性弱的胺，如苯胺，对甲苯胺、邻甲苯胺、N-甲基苯胺等反应，先生成重氮胺基化合物，然后在一定条件下重排为偶氮化合物。
AHffi a+ HCHO + KfSOJ ------ AINHC⅞S0,Nι+ H3O(3) .与易生成难重排的重氮胺基化合物的伯胺偶合时，应将氨基保护起来，待偶合反应完成后再把它水解释放出来。
保护氨基常用的方法是：AfNH3+ CEO^ ------- JWH6Ξ0^ + HCI苯二胺(酚)作偶合组分时，通常只有间位化合物易偶合，偶合产物主要在4-位。
若4-位被占据，偶合产物则主要在6-位。
3. 萘系化合物的偶合反应(3) . α-萘酚(胺)磺酸作偶合组分时，芳偶氮基进入的位置和磺酸基所在位置有关。