精细有机合成-第八章

方法：它们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
8.2 重氮基的转化反应
δ+ N N X R
1
2
①保留氮的重氮基转化反应
②放出氮的重氮基转化反应
Nu
N N Nu Nu
8.2.1 保留氮的重氮基转化反应
• 偶合反应 • 重氮盐还原为芳肼
8.2.1.1 偶合反应
酸的作用:
①溶解芳胺: ArNH2 + HCl
ArNH3+Cl-
②产生HNO2：HCl + NaNO2
HNO2 + NaCl
③维持反应介质强酸性
Ar
+
N
ANrN2+OH+H+-ArNAHr 2 N
Ar-N=N-NOHHA- r N OH H+
(重氮氨基化合物)
N Ar
N O-
pH＜6
OH-
重氮盐
N
ν总=k1[ArNH2][HNO2]2 + k2[ArNH2][HNO2][H+][Cl-]
(k2>>k1)
8.1.3 重氮化反应历程
慢
H
ArNH2 N Cl
[ Ar N N O ] Cl
O
H
H
快
[ Ar N N O ]
ArN2 H2O
H
ArNH2
N ON 慢
H [ Ar N N O ]
NO2
OO
• 弱碱性芳胺 特点：（1） 有两个或两个以上强吸电基；
（2）不溶于稀酸。
方法：它们不溶于稀酸而溶于浓酸(硫酸、硝酸 和磷酸)或有机溶剂(乙酸和吡啶)中。重氮化时 常用浓硫酸或醋酸为介质，用亚硝基硫酸 (NOHSO4)为重氮化剂。
• 氨基磺酸或氨基羧酸
特点：（1）易形成内盐，在酸性介质下不溶；
（2）可以溶于碱。
• 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
Байду номын сангаас
NH2(OH)
Ar N N
NH2(OH)
• 偶合组分：与重氮盐相作用的酚类和胺类彼称 为偶合组分
（1）酚类：
OH
OH
OH CONH
R
2-羟基-3-萘甲酰胺
（2）胺类
NH2
NH2
（3）氨基萘酚磺酸
方法：在重氮化时先把它们溶于碳酸钠或氢氧 化钠水溶液中，然后加入无机酸析出很细的沉 淀，再加入亚硝酸钠溶液，进行重氮化。
对于溶解度更小的1-氦基萘-4-磺酸，可把等 分子比的芳胺和亚硝酸钠混合物在良好搅拌下， 加到冷的稀盐酸中进行反法重氮化。
• 氨基酚类
特点：此类芳胺有邻位、对位氨基苯酚及其硝 基、氯基衍生物 。
O
H
ArN2+
NH2
[Ar N N H
NH2] H+ Ar N N
NH2
• 反应影响因素 （1）偶合组分性质
ArO > ArNR2 > ArNHR > ArNH2 > ArOR > ArNH3
• 无机酸性质
表 不同无机酸中重氮化亲电质点
无机酸 浓H2SO4 亲电质点 NO+
HBr NOBr
活性
大
HCl 稀H2SO4
NOCl
N2O3
小
• 无机酸浓度 [HX]增加：重氮化质点浓度增加
[ArNH2]降低； [HX]降低：[ArNH2]增加
重氮化质点浓度降低。
8.1.5 重氮化方法
• 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：
H+ Ar
重氮酸
N O- OH- Ar N NO
pH＞12
pH＝7～11 顺式重氮酸盐
反式重氮酸盐
亚硝胺
（2）NaNO2微过量
Ar-N=N-NHAr
2HNO2 2KI
2H2O
0.5～2秒
I2 2KCl
使淀粉碘化
钾试纸变蓝
2H2O 2NO
O H2N C NH2 HNO2 H2NSO3H HNO2
CO2 N2 H2SO4 N2
H
H
快
[ Ar N N O ]
ArN2 H2O
H
8.1.4 重氮化反应影响因素
• 芳胺碱性 当酸的浓度低时，芳胺碱性的强弱是主要影响因素，碱性愈 强的芳胺，重氮化反应速度愈快；在酸的浓度较高时，铵盐 水解的难易程度成为主要影响因素，碱性弱的芳胺重氮化速 度快。
ArNH2 + HCl
ArNH3+Cl-
第9章 重氮化和重氮基的转化
• 重氮化反应 (Diazotization) • 重氮基的转化反应
8.1 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
8.1.1 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
3H2O H2O
（3）低温反应：0～10℃
HNO2
H2O+NO
（4）重氮盐不稳定
8.1.2 重氮化反应动力学
ArNH2 + HCl
ArNH3+Cl-
HNO2
H+ + NO2-
HNO2
H2O + N2O3
HNO2 + HCl
NOCl + H2O
ν(N2O3)=k1[ArNH2][HNO2]2
ν(NOCl)=k2[ArNH2][HNO2][H+][Cl-]
NH2OH
HO3S
NH2
OH NH2
HO3S
SO3H
HO3S OH
H酸
J酸
γ酸
（4）含有活泼亚甲基的化合物
O
O
CH3 C CH2 C NH
乙酰乙酰芳胺
R
CH2 C CH3
O
N N
CH3 CONH2 HO N O
吡唑酮衍生物
吡啶酮衍生物
• 偶合反应历程：
ArN2+
O
[Ar N N
O ] H+ Ar N N
ArN2+X- NaX 2H2O
HX＝HCl、HBr、浓H2SO4、稀H2SO4 、HNO3等
RNH2 HCl NaNO2
ROH N2 NaCl
• 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
• 特点 （1）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
重氮化时通常先将芳胺溶于稀的无机酸水 溶 液，冷却并于搅拌下慢慢加入亚硝酸纳的水溶 液，称为正法重氮化法。
• 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：重氮化时把芳胺溶于浓度高的热无机 酸中，然后加冰冷却析出极细的芳胺沉淀， 迅速一次加入亚硝酸钠溶液。为使重氮化完 全，避免副反应发生，要有过量的亚硝酸和 足够量的无机酸。