重氮化和重氮盐的反应
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 2HXArN 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。
重氮化和重氮化合物
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。
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。
重氮化
+
+ H 2O
OH2
+
_
OH
H2SO4,HNO3 硝化 NO2
NO2
Na2S2 部分还原 NO2
NH2
H 2SO 4,NaNO 2 重氮化 NO 2
N 2+ HSO 4
H +,H
2O,
OH
水解 NO 2
重氮盐制备酚时，常在硫酸中进行，主要因为： 硫酸 （1）若采用盐酸溶液，体系中的Cl-可以作为亲核试剂与苯 基正离子反应，生成副产物氯苯。 （2）水解反应中生成的酚容易与未反应重氮盐发生偶合反 应，硫酸可以抑制该反应，并提高了水解反应温度，使水解 反应更彻底。
+
I KI, 温热 74%~76%
可以通过Schiemann反应将氟原子引入芳环。
+
N2Cl
-
N2BF4HBF4 CH3 或NaBF4
+
CH3
F ①过滤，干燥 ② CH3
+
N2
+
BF3
3.3.4 氰基置换
通过Sandmeyer或Gattermann反应，重氮基也可被氰基取代。
+ N 2HSO 4-
铵盐不溶于水：快速正法
H2N NH2
NH2
即在室温将芳伯胺溶解于过量较少的稀盐酸或稀硫酸中， 加冰冷却至一定温度，然后缓慢/迅速地加入亚硝酸钠水溶 液，重氮化即可完成。
2.3.2 碱性较弱的硝基芳胺或多氯芳胺
特点：（1）带一个强吸电基或多个-Cl （2）难成铵盐，且铵盐难溶于水 （3）易生成游离胺 （4）反应速度快 方法：快速正法
Ar-N=N-Ar’-NH2 Ar-N=N-Ar’-OH Ar-NHNH2
重氮化以及重氮基的转化反应
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
重氮化反应
. A r _ N + N X -+ A r '_ O H
Ar_N=N_Ar'_NH2 + HX
A r _ N = N _ A r '_ O H + H X
重氮组分
耦合组分
偶合组分：
（1）酚类：
OH
（2）胺类
NH2
（3）氨基萘酚磺酸
OH
偶合O组H分中同时含
有氨C基O合NH羟基时， 则在酸性偶合时R，
N＝N
偶合组分：芳环上取代基的性质，对偶合活泼性具有显著的影 响。在芳环上引入供电子取代基，增加芳环上的电子云密度，可 使偶合反应容易进行，当酚及芳环上有吸电子取代基－Cl、－ COOH和－SO3H等存在时，偶合反应不易进行，一般需用偶合 活泼性较强的重氮盐进行偶合。
重氮基被氢置换——脱氨基反应
还原剂：乙醇、丙醇、次磷酸 反应历程：游离基反应
重氮化方法
根据所用芳伯胺化学结构的不同和所生成的重氮盐的性质的不 同，需要采用重氮化的方法，下面叙述几种常用的重氮化的方 法
碱性较强的芳胺（一元胺和二元胺）
碱性较弱的芳胺
重氮化方法
弱碱性芳胺
氨基磺酸或氨基羧酸
氨基偶氮化合物
碱性较强的芳胺（一元胺和二元胺）
第8 章重氮化
3.1 重氮基被氢置换(脱氨基反应)
用适当的还原剂将重氮盐还原，可以使重氮基 被氢置换（脱氨基反应），并释放出氮气。重 氮化时要用硫酸，而不宜用（氢卤酸）。
常用的还原剂（在酸性介质中）：① 乙醇、异 丙醇（芳环上有吸电子基团）；② 次磷酸（芳 环上有吸电子基团或供电子基团）；③ 氧化亚 铜；④ 甲酸。
(3) 重氮化反应速度较慢。
NH2 NH2
NH2
NH2
COOH
CH 3
OC H3
Cl N NH2
正重氮化法：将芳伯胺溶解于稍过量的稀无 机酸中后冷却，再向其中加入微过量的亚硝 酸钠水溶液(30%-40%)。
Ar-NH2 +
稀HX
①
室温
Ar-NH3+X溶液
② 冷却
Ar-N2+X-
④ 冷Ar-NH3+X溶液
弱酸性
Ar-N2+X-+Ar-NH2或中性 Ar-N=N-NH-Ar+HX
重氮氨基化合物
（3）稍过量的亚硝酸盐
防止副反应的发生：
Ar-N2+X- + Ar-NH2
Ar氨-N基=偶N-氮A化r-N合H物2 + HX
Ar-N2+X- + Ar-NH2
Ar-N=N-NH-Ar + HX
重氮氨基化合物
KI-淀粉试纸变蓝: 2HNO2+2KI+2HCl
重氮盐的水解反应历程（SN1Ar亲核取代反应）
Ar-N2+X- slow Ar+ + X- + N2
Ar+ + H2O fast
+ Ar-OH2
总反应方程式：
精选第8章重氮化和重氮盐的反应精细有机合成资料
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本章教学基本内容
概述 重氮化 (Diazotization) 重氮盐的反应
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8-1 概述
结构
• 重氮化反应及其特点
芳伯胺在无机酸存在下与亚硝酸作用，生成重氮盐的 反应称为重氮化反应。工业上，常用亚硝酸钠作为亚硝酸 的来源。反应通式为：
NH2
CH3
NH2 Cl
NO2
NO2
NH2
Cl
即先将芳伯胺溶解于过量较多、浓度较高的热的稀盐酸或稀
硫酸中，然后加冰冷却至一定温度，使大部分胺盐以很细地
沉淀析出，然后迅速加入亚硝酸钠水溶液，以避免生成重氮
氨基化合物。
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3. 碱性很弱的芳胺
特点：（1）有两个或两个以上强吸电基；
（2）不溶于稀酸，但能溶解于浓硫酸。
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(1)在稀盐酸中进行重氮化时，主要活泼质点是亚硝酰氯
（ON-Cl），它是按以下反应生成：
NaNO2 + HCl →ON-OH + NaCl（酸化）
ON-OH + HCl
ON-Cl + H2O（酰化
（2）在稀硫酸中进行重氮化时，主要活泼质点是亚硝酸酐
（ON-NO2），它是按以下反应生成：
2ON-OH
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5.氨基酚类的重氮化
容易被氧化的氨基酚类（苯系、萘系邻、对氨基酚）。 该类中的某些芳胺在无机酸中易被亚硝酸氧化成醌亚胺型
化合物。 方法：可在中性到弱酸性介质中，在硫酸铜存在下重氮化。
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例如：
2-氨基-4,6-二硝基苯酚，其重氮化是先将其溶于苛性钠水 溶液中，然后加盐酸以细颗粒形式析出，再加亚硝酸钠进 行重氮化。
重氮化和重氮盐的反应
ArN2+X Na2SO3 -NaX ArN N SO3Na NaHSO3 Ar N NH SO3Na
+H2O -NaHSO4
重氮-N-磺酸钠
ArNHNH
SO3Na
+HCl+H2O -NaHSO4
芳肼磺酸钠
SO3Na 芳肼-N,N’-磺 酸钠 ArNHNH2 HCl
芳肼盐酸盐
NHNH2
NHNH2 Cl
8.2 重氮化反应
概述 重氮化反应动力学 重氮化反应历程 重氮化反应影响因素 重氮化方法
8.2.1 概述
定义
芳香族伯胺与亚硝酸作用, 生产重氮盐的反 应叫做重氮化反应。
ArNH2 2HX NaNO2
ArN2+X- NaX 2H2O
HX＝HCl、HBr、浓H2SO4.稀H2SO4 、HNO3 等
Ar SCSOC2H5 KOH
Ar SK
H+
Ar SH
COOH 溴化 Br
NH2
COOH Br 重氮化 Br
NH2 Br
COOH Br
N2+ Br
次磷酸 H3PO3 Br
COOH Br
Br
H2SO4,HNO3 硝化
NO2 Na2S2 部分还原
NO2
NH2 NO2
H2SO4,NaNO2 重氮化
N2+ HSO4 NO2
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
重氮盐结构式
重氮盐结构式引言：重氮盐是一种特殊的化合物，其结构式可以表示为R−N≡N，其中R代表有机基团。
这种化合物具有独特的化学性质和广泛的应用领域。
本文将分为以下几个部分来介绍重氮盐的结构、制备方法、反应性质和应用。
一、重氮盐的结构重氮盐的结构式为R−N≡N，其中R代表有机基团。
有机基团可以是脂肪基、芳香基、杂环基等，根据有机基团的不同，重氮盐的性质也会有所差异。
重氮盐中的氮气团与有机基团之间通过双键连接，形成稳定的分子结构。
二、重氮盐的制备方法1. 重氮化反应：将芳香胺或脂肪胺与亚硝酰胺反应，生成重氮盐。
该反应需要在酸性条件下进行，酸性条件有助于亚硝酰胺的稳定性和重氮盐的生成。
2. 赖氏重氮化反应：将胺类化合物和亚硝酸钠反应，生成重氮盐。
该反应适用于对空气和湿气敏感的胺类化合物。
三、重氮盐的反应性质1. 重氮基的迁移：重氮盐分子中的重氮基可以进行迁移反应。
在碱性条件下，重氮基可以迁移到芳香环上，形成氮和芳香环的新键，生成氨基化合物。
2. 重氮基的偶联反应：重氮基与芳香胺或脂肪胺反应，可以进行偶联反应，生成偶联产物。
该反应条件较温和，有机基团的变化范围较广。
3. 重氮盐的还原：重氮盐可以通过还原反应转化为相应的胺类化合物。
还原剂可以是亚砜、亚硫酸盐等。
四、重氮盐的应用1. 染料工业：重氮盐可以作为染料的原料或中间体。
通过改变有机基团的结构，可以调节染料的色相和亮度。
2. 制药工业：重氮盐可以用于合成药物的中间体。
它可以参与偶联反应、氨基化反应等，合成出具有特定药理活性的化合物。
3. 爆炸物研究：重氮盐是一种潜在的高能物质。
通过改变重氮盐分子结构和添加其他化合物，可以制备出高能爆炸物。
结论：重氮盐是一种具有独特结构和多样性反应性质的化合物。
它在染料工业、制药工业和爆炸物研究等领域具有广泛的应用前景。
随着对重氮盐性质和反应机制的进一步研究，人们对其应用的认识将不断深化，为相关领域的发展提供更多可能性。
第八章 重氮化及重氮盐的反应
重氮盐水解
重氮盐的酸性水溶液很不稳定，即使在零度也会慢慢水解
N NHSO4 + H2O OH + N2 + H2SO4
N
N
+ N2
+ H2 O
OH2
-H+
OH
Logo
Schiemann G反应（席曼反应）
N NCl + HBF4 N NBF4 F
芳胺制备氟代芳烃最常用的方法
N NCl + NaI I + N2 + NaCl
单分子芳香亲核取代（苯正离子中间体）
Company Logo
N
N
+ N2
+ BF4
F + BF3
+ I3
I
+
I2
+ H2O
OH2
-H+
OH
Sandmeyer反应（桑德迈耳反应）
CuCl/HCl Cl
自 由 基 芳 香 取 代 反 应
N
N
+
CuBr/HBr
水溶性
水溶性以盐酸盐、硫酸盐最好， 氟硼酸盐最差。
重氮化
重氮盐反应
重氮盐反应
还原反应
偶合反应
置换反应
重氮化合物的还原
Ar N2+ [H] Ar H 还原剂：乙醇、H3PO2 Ar NHNH2 还原剂：NaHSO3、Sn/HCl
重氮盐反应
还原反应
与酚偶合 与胺偶合
N2 + OH (NR2) N N
O3S
N
N
N
甲基橙，黄色 OHO3S H+ N CH3 CH3
H N N 甲基橙，红色
重氮化和重氮盐的反应
3.重氮化反应的特点 酸要过量
ArNH2 2HX NaNO2
ArN2+X- NaX 2H2O
理论量：n(HX):n(ArNH2)=2:1 实际比: n(HX):n(ArNH2)=2.5～4 : 1
刚果红试纸呈酸性（变蓝）
3.重氮化反应的特点
酸的 作用
① 溶解芳胺 ArNH2 + HCl
② 产生HNO2 HCl 3H2O
H2NSO3H HNO2
H2SO4 N2 H2O
3.重氮化反应的特点
低温反应：0～10℃
HNO2
H2O+NO
温度高容易加速重氮盐的分解
重氮盐不稳定
干燥的重氮盐不稳定，受热或摩擦、撞击时会快速放出氮爆炸！
含有磺酸基的重氮盐可生成内盐而可未稳定存在。
小结
芳香伯胺的重氮化反应要保 持酸和亚硝酸的微过量、低 温反应。
1
重氮化反应定义
2
重氮化反应的用途
3
重氮化反应的特点
重氮化反应
1.重氮化反应定义
芳香族伯胺与亚硝酸作用，生产重氮盐的反应叫做重氮化反应。
ArNH2 2HX NaNO2
ArN2+X- NaX 2H2O
HX＝HCl、HBr、浓H2SO4、稀H2SO4 、HNO3等
RNH2 HCl NaNO2
ROH N2 NaCl
2.重氮化反应的用途
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-
Na2SO3, NaHSO3 还原
ArN2X-
重氮基转化
重氮化和重氮盐的反应
重氮化反应是芳香族胺在酸性条件下与亚硝酸盐反应生成重氮盐的过程，而重氮盐可以进一步参与多种有机化学反应。
重氮化反应的具体步骤如下：
1. 酸化：亚硝酸钠（NaNO2）与盐酸（HCl）反应，生成亚硝酸（HNO2）。
2. 转化：亚硝酸不稳定，会迅速转化为亚硝酰氯（ON-Cl），这是实际的重氮化试剂。
3. 重氮盐形成：亚硝酰氯与芳香族胺反应，生成重氮盐。
重氮盐的反应主要包括：
1. 重氮偶联反应：重氮盐正离子作为亲电试剂，可以与酚、三级芳胺等活泼的芳香化合物进行芳环上的亲电取代，生成偶氮化合物。
2. 偶合反应：重氮盐与含有活泼亚甲基的化合物反应，也可以生成偶氮化合物。
当偶合组分中同时含有氨基和羟基时，反应条件（酸性或碱性）会影响偶氮基团进入的位置。
3. 水解反应：在某些条件下，重氮盐可以发生水解，生成酚类化合物。
4. 还原反应：重氮盐可以被还原，生成相应的芳香族胺。
5. 分解反应：在特定条件下，重氮盐可以分解，生成其他类型的化合物。
第八章 重氮化和重氮盐
反应
主要内容
• 重氮化反应定义和特点 • 重氮化反应历程 • 重氮化一般反应条件 • 重氮化反应影响因素 • 重氮化方法 • 重氮化设备 • 重氮盐的结构 • 重氮盐的反应
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重点
• 重氮化反应定义和特点 • 重氮化反应历程 • 重氮化一般反应条件及影响因素 • 重氮化方法 • 重氮盐的反应
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• 重氮化反应是典型的放热反应，要及时移 除反应热。一般在0~10℃进行，如果温度 高，不仅亚硝酸容易分解，也会加速重氮 化合物的分解。
• 反应温度应根据重氮盐的稳定性决定。对 氨基苯磺酸可在10~15℃重氮化，1-氨基萘4-磺酸的重氮盐很稳定，重氮化反应可在 35℃下进行。
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• 无机酸用量与芳胺的分子比通常为1：2.25~4。
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• 在重氮化的过程中和反应终了，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：
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• 在重氮化反应中，如果亚硝酸不能自始至 终保持过量或是加入亚硝酸钠溶液的速度 过慢，也会生成重氮氨基化合物。例如苯 胺、对硝基苯胺重氮化所生成的重氮氨基 化合物为黄色沉淀物：
• 可在中性到弱酸性水溶液中， 在硫酸铜存在下重 氮化。l-羟基-2-萘酚-4-磺酸的重氮化
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8.2.4.6 二胺类的重氮化
• 邻二胺类 • 间二胺类 • 对二胺类
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邻二胺类的重氮化
• 和亚硝酸作用时一个氨基先被重氮化，然 后该重氮基又与未重氯化的氨基作用，生 成不具有偶合能力的三氮化合物。
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。
第11章 重氮化和重氮盐的反应分解
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+ N
N
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用途
Ar-N2+X- + Ar’-NH2 偶合 Ar-N=N-Ar’-NH2
Ar-N2+X- + Ar’-OH
Ar-N2 ArN2 X+X-
偶合
Ar-N=N-Ar’-OH
Ar-NHNH2
NaSO3, NaHSO3
还原
重氮基转化
ArY Y=F, Cl, Br, I, CN, OH, H等
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8-2 重氮化反应
重氮化反应历程 重氮化反应影响因素 重氮化方法
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一、 重氮化反应历程
芳伯胺重氮化反应历程是亲电的N-亚硝化-脱水反应。
1、亲电质点：
与反应体系所用无机酸种类和浓度有关。
: N CH3 H H CH3
: N CH3 CH3 N
: H H
酸要过量
ArNH2 2HX NaNO2 ArN2+X- NaX 2H2O
理论量：n(HX):n(ArNH2)=2:1 实际比: n(HX):n(ArNH2)=2.5-4 : 12019/2 Nhomakorabea19 13
（3）亚硝酸钠
由于游离亚硝酸很不稳定，易发生分解，通常重氮化 反应所需的新生态亚硝酸，是由亚硝酸钠与无机酸（盐 酸或硫酸等）作用而得。
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二、 一般反应条件
（1）低温反应：0～10℃
HNO2 H2O+NO
Ar N N OH
Ar
N2
OH
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第10章 重氮化和重氮盐的反应
重氮化方法
• 氨基酚类的重氮化
– 特点：在酸中易形成醌腙体，无法重氮化 – 方法：碱熔盐析；反式重氮化法 – 可在中性到弱酸性介质中，在硫酸铜存在 下重氮化
重氮化方法
• 二胺类的重氮化
- 邻二胺类：它和亚硝酸作用时一个氨基先被重 氮化，然后该重氮基又与未重氮化的氨基作用，生 成不具有偶合能力的三氮化合物。
偶合反应定义
重氮盐与芳环、杂环或具有活泼亚甲基的 化合物反应，生成偶氮化合物的反应叫做偶合 反应。
ArN2X
重氮组分
NH2(OH)
偶合组分
Ar N N
NH2(OH)
偶合组分
• 酚类
OH OH OH CONH
2-羟基-3-萘甲酰胺
R
• 胺类
NH2 NH2
偶合组分中同时含有 氨基和羟基时，则在 酸性偶合(pH=4~7)时， 偶氮基进入氨基的邻 对位；在碱性偶合 (pH=7~10)时，偶氮 基进入羟基的邻对位。
放出氮的重氮基转化反应
例如：
从 OH
NO2
Br
NO2
Br2/Fe Fe+HCl
NH2 Br OH Br
解：
混酸
50 C
。
N2+ HSO4HNO2+过量H2SO4 0 －5 C
。
H2O
Br
Br
放出氮的重氮基转化反应
(三) 重氮基被卤原子置换 —— (X=－F、－Cl、－Br、－I)
－I取代 N2HSO4 + KI I + N2 + KHSO4
Ar N NH SO3Na SO3Na 芳肼-N,N’-磺酸钠
+H2O -NaHSO4
第八章-重氮化和重氮盐的反应
• 为避免耦合副反应，可用反法双重氮化，即先 将间苯二胺在弱碱性至中性条件下与稍过量的 亚硝酸钠配成混合水溶液，在良好搅拌下，将 混合液快速加到过量较多的冷的稀盐酸中进行
反法重氮化。
• 对二胺类的重氮化
• 特点：该类化合物用正法重氮化可顺利地将其中一个 氨基重氮化，得到对氨基重氮苯。
• 重氮基为强吸电基，它与氨基共处于共扼体系中时， 将使未被重氮化的氨基的碱性减弱，从而使进一步的 重氮化产生困难。 • 如果将两个氨基都重氮化则需在浓硫酸中进行。
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
（3）亚硝酸钠
• 由于游离亚硝酸很不稳定，易发生分解，通常 重氮化反应所需的新生态亚硝酸，是由亚硝酸 钠与无机酸（盐酸或硫酸等）作用而得。
•
由此可见，亚硝酸钠是重氮化反应中常用 的重氮化剂。通常配成30%的亚硝酸钠溶液使 用，其用量比理论量稍过量。
8.1.2重氮盐的性质
干燥的重氮盐不稳定，受热或震动易爆炸（四氟 硼酸盐除外）。 重氮化合物对光不稳定，在光照下易分解。 脂肪胺的重氮盐极不稳定，在生成的过程就会 分解，生成醇（分解过程中经过碳正离子，会 有重排现象）。
8.1.3重氮化的目的
1、让脂环伯胺经重氮化-分解可以制得有 用的扩环产品、缩环产品和环合产品。 2、可由重氮化制取一些稳定的重氮盐， 可以用于印染行业或用作感光材料，特 别是感光复印纸。 3、还可通过重氮盐反应制得一系列有用 的中间体。
• 8.2.3.5 氨基酚类的重氮化 • 适用范围：邻位、对位氨基苯酚及其硝 基、氯基衍生物。 • 特点：都可以采用通常的重氮化方法， 但该类中的某些芳胺在无机酸中易被亚 硝酸氧化成醌亚胺型化合物。 • 重氮化方法：可在中性到弱酸性水溶液 中， 在硫酸铜存在下重氮化。l-氨基-2萘酚-4-磺酸的重氮化
重氮盐总结
重氮盐总结1. 什么是重氮盐？重氮盐（Diazonium Salt）是一类含有重氮基(-N≡N)的化合物，可用作有机合成的重要中间体。
它们是由芳香胺和亚硝酸盐反应生成的化合物。
2. 重氮盐的制备方法重氮盐的制备方法可以分为两步进行。
首先，芳香胺与亚硝酸盐反应生成重氮化合物，然后通过亲电取代反应将重氮基转化为所需的官能团。
2.1 重氮化反应重氮化反应是将芳香胺转化为相应的重氮盐的关键步骤。
其反应式如下：R-NH2 + NaNO2 + HCl → R-N≡N+Cl-其中，R表示芳香基或脂肪基。
这个反应是在酸性条件下进行的，通常使用亚硝酸钠和盐酸作为反应底物，生成的重氮盐会得到相应的阴离子。
2.2 亲电取代反应重氮盐可以通过亲电取代反应转化为其他官能团。
这个反应非常重要，可以实现对重氮基的定向官能团转化。
常见的亲电取代反应有取代芳香族硝基、卤代、羟基等反应。
3. 重氮盐的应用重氮盐具有广泛的应用，下面列举了一些常见的应用领域：3.1 有机合成中间体重氮盐是有机合成的重要中间体，在合成多种有机化合物时发挥着重要的作用。
通过合理设计重氮盐的合成路线和反应条件，可以实现对目标化合物的高选择性合成。
3.2 染料合成重氮盐可以作为染料合成的起始原料。
经过合适的官能团转化反应，可以得到具有不同结构和颜色的染料。
这些染料在纺织、印刷和染色等领域有广泛的应用。
3.3 耐候性涂料的合成由重氮盐转化而来的芳香胺具有很好的抗氧化性，因此被广泛用于耐候性涂料的合成。
这些涂料具有耐候性好、颜色稳定等特点，在航空航天、汽车等领域有广泛的应用。
4. 重氮盐的反应安全性重氮盐是一类具有较高反应活性的化合物，因此在处理和操作时需要注意一些安全事项：•重氮盐应在防爆柜或通风橱下操作，避免暴露于光线和热源。
•使用防护手套和护目镜等个人防护装备。
•合理控制反应温度和反应时间，避免过高的反应温度和过长的反应时间。
•注意废弃物的处置，避免对环境造成污染。
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NaCl + HBr
ON-OH + HBr
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精细有机合成化学与工艺学
8-2 重氮化反应
8 重氮化和重氮盐的反应
4、在浓硫酸中进行重氮化时，则主要活泼质点是亚硝基正离
子（ON+），它是按以下反应生成：
ON-OH + H2SO4
ON+ + 2HSO4- + H3O+
2、在浓硫酸中进行重氮化时，通常要将干燥的粉状亚硝酸 钠慢慢加入到浓硫酸中配成亚硝酰硫酸溶液。
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8-2 重氮化反应
三、 重氮化方法
8 重氮化和重氮盐的反应
1.碱性较强的芳胺
特点：带供电基，铵盐稳定，不易水解为游离胺
方法： 铵盐溶于水：慢速顺法
• 酸要过量
ArNH2 2HX NaNO2
ArN2+X- NaX 2H2O
理论量：n(HX):n(ArNH2)=2:1 实际比: n(HX):n(ArNH2)=2.5-4 : 1
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8-2 重氮化反应
（3）亚硝酸钠
8 重氮化和重氮盐的反应
由于游离亚硝酸很不稳定，易发生分解，通常重氮化 反应所需的新生态亚硝酸，是由亚硝酸钠与无机酸（盐 酸或硫酸等）作用而得。
ON-OH + HCl
ON-Cl + H2O
2、在稀硫酸中进行重氮化时，主要活泼质点是亚硝酸酐
（ON-NO2），它是按以下反应生成：
2ON-OH
ON-ON2+ H2O
3、在稀盐酸中进行重氮化时，如果加少量溴化钠或溴化钾，
则主要活泼质点是亚硝酰溴（ON-Br），它是按以下反应生
成： NaBr + HCl
由此可见，亚硝酸钠是重氮化反应中常用的重氮化 剂。通常配成30%的亚硝酸钠溶液使用，其用量比理论 量稍过量。
2HNOO2 2KI 2H2O
H2N C NH2 HNO2 2020H/62/2N9 SO3H HNO2
I2 2KCl
使淀C粉O碘2化 N2
钾试纸变蓝
2H2O 2NO
3H2O
H2S材O化4 学院N化2 工教研H室2O
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8-2 重氮化反应
8 重氮化和重氮盐的反应
亚硝酸钠的加料进度，取决于重氮化反应速度的快慢，
主要目的是保证整个反应过程自始至终不缺少亚硝酸钠， 以防止产生重氮氨基物的黄色沉淀。但亚硝酸钠加料太 快，亚硝酸生成速度超过重氮化反应对其消耗速度，则 使此部分亚硝酸分解损失。
3HNO2 —→ NO2 + 2NO + H2O 2NO2 + O2—→ 2NO2 NO2 + H2O —→ HNO3
这样不仅浪费原料，且产生有毒、有刺激性气体，还
会使设备腐蚀。因此，必须对亚硝酸钠的用量和加料速 度进行控制。
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8-2 重氮化反应
8 重氮化和重氮盐的反应
（4）重氮化试剂的配制
1、在稀盐酸或稀硫酸中进行重氮化时，一般可用质量分数 30%-40%的亚硝酸钠水溶液。
ArN2X + ArNH2 → ArN=NNH—Ar + HX
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8-1 概述
8 重氮化和重氮盐的反应
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8-1 概述
• 用途
8 重氮化和重氮盐的反应
Ar-N2+X- + Ar’-NH2 偶合 Ar-N=N-Ar’-NH2 Ar-N2+X- + Ar’-OH 偶合 Ar-N=N-Ar’-OH
精细有机合成化学与工艺学
8 重氮化和重氮盐的反应
8-1 概述
结构
• 重氮化反应及其特点
芳伯胺在无机酸存在下与亚硝酸作用，生成重氮盐的 反应称为重氮化反应。工业上，常用亚硝酸钠作为亚硝 的来源。反应通式为：
式中X可以是Cl、Br、NO3、HSO4等。工业上常采用盐酸。
在重氮化过程中和反应终了，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：
H2O+NO
Ar N N OH
Ar N2 OH
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8-2 重氮化反应
（2）无机酸的用量和浓度
酸的作用:
①溶解芳胺: ArNH2 + HCl ②产生HNO2：HCl + NaNO2 ③维持反应介质强酸性
8 重氮化和重氮盐的反应
ArNH3+ClHNO2 + NaCl
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8 重氮化和重氮盐的反应
8-2 重氮化反应
一、 重氮: 化反应历程:
:
H 1（、COH在N3 -稀CN盐lH）酸，H中它进是CH行按3重以N氮C下H化反3CH时应3，生主成要：活泼质点是亚硝N 酰H 氯H
NaNO2 + HCl →ON-OH + NaCl
8 重氮化和重氮盐的反应
2.碱性较弱的芳胺
特点：（1）带一个强吸电基或多个-Cl；
（2）难成铵盐，且铵盐难溶于水；
（3）易生成游离胺；
（4）反应速度快。
方法：加热溶解，冷却析出；快速顺法
NH2
CH3
NH2 Cl
NH2
NH2 OCH3
NH2 CH3
NH2 CH3
铵盐不溶于水：快速顺法CH3
H2N
NH2
NH2
即在室温将芳伯胺溶解于过量较少的稀盐酸或稀硫酸中，加
冰冷却至一定温度，然后先快后慢地加入亚硝酸钠水溶液，
直20到20/亚6/29硝酸钠过量为至。
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8-2 重氮化反应
上述各种活泼质点的活泼性次序是： ON+ ＞ON-Br＞ON-Cl＞ON-ON2＞ON-OH
重氮化反应历程是N-亚硝化-脱水反应，可简要表示如下：
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8-2 重氮化反应
二、 一般反应条件
（1）低温反应：0～10℃
8 重氮化和重氮盐的反应
HNO2
Ar-N2+X- NaSO还3, 原NaHSOA3 r-NHNH2
重氮基转化
ArN2X-
ArY Y=F, Cl, Br, I, CN, OH, H等
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8-2 重氮化反应
• 重氮化反应历程 • 重氮化反应影响因素 • 重氮化方法
8 重氮化和重氮盐的反应