重氮化和重氮基的转化

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利用该反应可制备下列酚类
4.3 重氮盐被卤原子置换
1)重氮基被氯或溴置换 将芳伯胺在相应的氢氯酸或氢溴酸中重氮化,然后将 冷的重氮盐水溶液加入到相应的氯化亚铜-氢卤酸水溶 液中,在一定温度反应,亦称桑德迈耶尔(Sandmeyer) 反应。 如制备碱性染料的中间体的原料2,6-二氯甲苯:
还可制备:
2)重氮基被碘置换 较简便的方法是将芳伯胺在稀硫酸或稀盐酸中重氮化, 然后加入碘化钠,或将重氮盐倒入碘化钠水溶液中。 当置换速度慢时,需加入铜粉催化。
3 保留氮的重氮基转化反应
3.1 偶合反应
芳伯胺重氮盐与酚类或芳胺作用生成偶氮化合物 的反应称为偶氮反应。
偶合反应是制备偶氮染料和偶氮类颜料最常用、 最重要的方法,反应属亲电取代反应。
参与反应的重氮盐被称为重氮组分,与重氮盐 相作用的酚类和胺类被称为偶合组分。
酚类,如苯酚、萘酚及其衍生物;芳胺类,如 苯胺、萘胺及其衍生物。
2)无机酸性质的影响 一般在稀盐酸或稀硫酸中重氮化。在稀盐酸中重氮化 时,加入适量溴化钾,可加快反应速度。碱性很弱的 芳伯胺要在浓硫酸中用亚硝酰硫酸NO+HSO4-进行重氮 化,重氮化的活性质点是NO+。
3)无机酸浓度的影响 当浓度较低时,随着酸浓度的提高使反应加快;当无 机酸浓度很高时,不利于自由胺的水解,反应速度反 而降低。
3)重氮基被氟置换 通常用希曼(Schiemann)反应,即将芳伯胺在盐酸中 重氮化加入氟硼酸,过滤出水溶性很小的重氮氟硼酸 盐,在无水条件下加热分解氟化。
4.4 重氮基被氰基置换
将芳伯胺重氮盐水溶液加入到氯化亚铜水溶液中,在 弱碱性水介质中氰化。
4.5 重氮基被含硫基置换
重氮盐与某些低价含硫化合物(如二硫化钠)相作用, 再进一步处理可将重氮基置换为—SH、—S—CH3、 —SO2CI等含硫基。(如制备染料中间体硫代水杨酸)
3.1.1 偶合反应历程 是亲电取代反应,芳重氮盐正离子ArN2+进攻芳香环
电子云密度最高的碳原子。
动力学研究推断的偶合历程是这样的:当重氮盐正 离子和偶合组分反应时,首先可逆地形成中间体Ⅰ和 Ⅱ,然后中间体迅速失去一个质子,不可逆地转变为 偶氮化合物:
3.1.2 影响偶合反应的因素 1)偶合组分的性质 芳环上有其他供电基时耦合易,有强吸电基时偶合 难。偶氮基进入羟基或氨基的对位,对位被占据则进 入临位。
4.6 重氮基被芳基置换
重氮盐在碱性溶液中形成重氮氢氧化物,它可以裂解 为重氮游离基,再失去氮形成芳基游离基。
生成的游离基发生以下反应: 1、Weerwein 芳基化反应:重氮盐在铜盐催化下与具 有吸电基的活性烯烃作用在烃分子中引入芳基。 2、Gomberg 反应:将重氮盐浓溶液和待芳基化的液态 芳香族化合物反应可制得不对称联芳基化合物。 3、Gattermann 反应:重氮硫酸盐在弱碱性水溶液中 用铜粉还原即发生脱氮偶联反应而生成对称联芳基化 合物。
2)重氮组分的性质 芳环上有吸电基时提高偶合活性,由供电基时降低
偶合活性。
3)介质的影响 与胺类偶合时介质pH值4~7,与酚类偶合时介质pH
值7~10。
3.2 重氮盐还原成芳肼 用适当的还原剂处理重氮盐可使两个氮原子还原而制
得芳肼。
化首,先生是成重芳氮肼盐-N与,N`N-二a2S磺O酸3/N盐aH,SO然3作后用酸,性进水行解N脱-加去成两磺个 磺酸基生成芳肼的盐。
2 重氮化反应
2.1 重氮化反应定义和特点
重氮化反应是芳伯胺在无机酸存在下与亚硝 酸钠作用生成芳重氮盐的反应。
工业上常采用盐酸在水介质中重氮化,1mol 一元芳伯胺通常用2.25~4mol稀盐酸。
重氮化反应是典型的放热反应,一般在 0~10℃进行,氨基苯磺酸的重氮盐比较稳定, 可在10~15℃重氮化,通常用直接加冰法控制
2.源自文库 重氮化方法
1)碱性较强的芳伯胺的重氮化 将芳伯胺溶于稀无机酸中冷却,慢慢加入亚硝酸
钠水溶液(正法重氮化)。
2)碱性较弱的硝基芳伯胺和多氯基芳伯胺的重氮化 将芳伯胺溶于浓度较高的热无机酸中,加冰冷却,
析出极细的芳伯胺沉淀,快速一次加入亚硝酸钠水 溶液,要用过量的亚硝酸钠和足够的无机酸。
3)弱碱性芳伯胺的重氮化 在浓硫酸或乙酸中用亚硝酰硫酸重氮化。
反应温度。
2.2 重氮化反应动力学
反应中无机酸为盐酸,反应如下:
动力学方程为:
活泼质点是亚硝酰氯质点。
反应中无机酸为稀硫酸时:
其活泼质点是N2O3。 NOCl的亲电性比N2O3强,所以在稀盐酸中比 在稀硫酸中重氮化反应速度快。
2.3 重氮化反应历程
自由胺反应历程:
2.4 重氮化反应影响因素
1)芳胺碱性的影响 酸浓度低时芳胺碱性越强,重氮化反应速度越快;酸 浓度高时芳胺碱性越弱,重氮化反应速度越快。
N-加成时稍过量,介质pH值6~8。
4 放出氮的重氮基转化反应
重氮盐在一定条件下可被其他取代基置换,并放出氮气。 4.1 重氮基被氢置换——脱氨基反应
4.2 重氮基被羟基置换——重氮盐的水解
芳伯胺要在硫酸中重氮化然后将重氮盐水溶液滴加 到135~140 ℃稀硫酸中进行水解,并同时用水蒸气蒸出 生成的酚,以减少副反应。加入硫酸铜对反应有明显 催化作用。
4)氨基芳磺酸和氨基芳羧酸的重氮化
先溶于Na2CO3或NaOH水溶液中,加无机酸析 出细沉淀,在加入亚硝酸钠水溶液,或将芳伯 胺盐与等物质的量之比的亚硝酸钠混合液加到 冷的稀盐酸中(反法重氮化)
5)容易被氧化的氨基酚类的重氮化
可在中性到弱酸性介质中,在硫酸铜存在下 重氮化。
6)二胺类的重氮化
邻苯二胺可在乙酸中用亚硝酰硫酸双重氮化; 间苯二胺可用反法双重氮化;对苯二胺的双重 氮化需在浓硫酸中进行。
重氮化和重氮基的转化
1 概述
氨基化合物转变成重氮化合物的反应称为重氮化反应。
芳烃和杂环烃的重氮化合物比脂肪烃的重氮化合物性质 稳定,其转化反应具有较大的实用价值。例如偶合反应、 还原反应、置换反应和游离基的取代反应等。
重氮基的转化反应分为保留氮的转化反应和放出氮的 转化反应。
由重氮化反应制备的重氮化合物通过偶合反应可合成 一系列偶氮染料,同时重氮化台物通过重氮基的转化反应 可以制备许多重要中间体。
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