芳胺重氮化在有机合成中的应用

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芳胺重氮化在有机合成中的应用
作者： 作者单位： 刊名：
英文刊名： 年，卷(期)： 被引用次数：
陈长应， CHEN Chang-ying 徐州医药高等职业学校,制药工程系,江苏,徐州,221116
喀什师范学院学报 JOURNAL OF KASHGAR TEACHERS COLLEGE 2007，28(6) 0次
铵正离子．芳胺的碱性较弱，因此重氮化要在较强 采用顺重氮化法．重氮化时可以在稀无机酸的溶液
的酸中进行．有些芳胺碱性非常弱，需要特殊方法 中。在０＇Ｅ附近加入等量的亚硝酸钠（钾）进行．但
才能进行重氮化．
是酸的用量至少要在三个当量以上．若酸量不够，
２．１一元芳香族伯胺的重氮化反应 ２．１．１含有供电子基团芳胺的重氮化
（５）
（６）
Ｑ＼彩少－－一ＮＮＨＨ：２＋Ｈｃ。＋Ｎ州。：————◆ ｖ９一－ＮＮ２ＣＩ一例ＮＨ （７）
３重氮盐在有机合成中的应用 重氮盐是一个非常好的离去基团，主要发生
取代、偶联、芳基化三种反应．如重氮盐的置换反 应是负离子对重氮基的取代反应．
２Ｘ
Ｙ ▲
＋Ｎ２ ｌ
＋
ＮａＸ
（８）
重氮盐反应生成以氮氮双键偶联成产物的反应称为偶联反应
Ａｒｏｍａｔｉｃ Ａｍｉｎｅｓ ｉｎ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ Ｄｉａｚｏｔｉｚａｔｉｏｎ
ＣＨＥＮ Ｃｈａｎｇ－ｙｉｎｇ （Ｘｕｚｈｏｕ Ｈｉｇｈ Ｍｅｄｉａｌ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ Ｓｃｈｏｏｌ，Ｘｕｚｈｏｕ ２２１１１６，Ｊｉａｎｇｓｕ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｉａｚｏｔｉｚａｔｉｏｎ ｄｉａｚ幻ｎｉｕｍ ｓａｌｔ ｉｓ ｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｎａｔｕｒｅ ｖｅｒｙ ｌｉｖｅｌｙ，ｄｉａｚｏｎｉｕｍ ｓａｌｔ ｃａｎ ｂｅ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｍａｎｙ ｒｅａｃｔｉｏｎｓｉｎｔｏ ａ ｖａｒｉｅｔｙ ｏｆ ｒｅａｃｔｉｏｎｓ ｃａｎ ｏｃｃｕｒ ｉｎ ｍａｎｙ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ，ａｓ ａｎ ｏｒｇａｎｉｃ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ ｄｉａｚｏｎｉｕｍ ｓａｌｔ．ｉｎ ｏｒｇａｎｉｃ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｃｃｕｐｉｅｓ ａｎ ｅｘｔｒｅｍｅｌｙ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｐｏｓｉｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ａｒｏｍａｔｉｃａｍｉｎｅｓ；Ｄｉａｚｏｔｉｚａｔｉｏｎ；０ｒｇａｎｉｃｓｙｎｔｈｅｓｉｓ；Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｓ
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1.期刊论文 金传明.张久龙.龚楚儒 用亚硝酸异戊酯对芳胺的重氮化 -湖北师范学院学报(自然科学版)2002,22(1)
，
３．１．１．１乙醇法 格吕斯（Ｇｒｉｅｓｓ）早在１８６４年就发现重氮盐和
乙醇加热，乙醇被氧化成乙醛，重氮盐还原．
００Ｈ
（１３）
重氮盐中如在邻位有一ＣＨ３，一Ｓ０３Ｈ基团，虽 然用乙醇，产物中会有不少乙氧基置换产物．而邻 位有一Ｃ１，一Ｂｒ。一ＣＯＯＨ，则还原的效果较好．溶 液中的酸碱度也有影响，以弱碱性比较好．锌粉或 铜粉的存在，也利于还原．
。夕∥Ｈ章童。羽Ｄ≯一。： ＮＨ ＼ Ｎ１‘．
（１５）
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喀什师范学院学报
第２８卷
羔马∥２一∥ｍⅫ２． 。㈤，
３．１．２用舍氧集团置换重氮基 重氮盐与含氧的负离子反应。可失去氮分子，
形成含氧基团连接到芳环的化合物，如酚、酚醚、酚 酯等：
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Ｒ
ＯＨ
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● ＋Ｎ２ Ｉ＋ＨＸ，
（１７）
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（２１）
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（２２）
３．２．１ 芳胺和酚的偶联反应［２】 重氮盐能同含有活泼氢原子的化合物反应，以
重氮基取代氢原子发生偶联反应．芳胺和酚的对位 （和邻位）电子云密度较大，重氮正离子取代一般在
这里进行（由于重氮正离子受羟基或氨基位阻的影 响，不常对邻位进行攻击）从各种酚和芳胺．偶联反 应所得到偶氮化合物色彩鲜艳，可以作为染料用． 反应式（２３）和（２４）是偶氮染料化学的基本反应．
ＮＯ：１矿ＥｔＯＨ
（１１）
０２‘
还原，ｌｉＰ，－Ｉ得三溴苯甲酸（ＩＩ），反应过程如下：
ＣＯＯＨ（；ＯＯＨ
０一阻－ 臼ＣＯ—ＯＨ—Ｂ啦ＣＯＯＨ：Ｉ：（Ｉ），
一
（１２
Ｂ仓≯Ｈ二，？７职： ＣＯＯＨ
．
ｑＯＯＨ
这类反应，所用的还原剂有乙醇、次磷酸、甲
醛、锌粉、亚锡酸钠等等；也可以用强还原剂，重氮
盐成肼，再经氧化使联氨基转变成氢原子．
３．１．１．２次磷酸法［２】 次磷酸还原法用氢原子置换重氮基，效果和乙
醇相似，也是最常用的方法．在某些场合，结果比乙 醇还要好些．
ｎＮ／盯删ｉ
Ｈ３
（１４）
３．１．１．３还原成肼再氧化成烃法 还原成肼再氧化成烃法也不重要，但重氮盐经
还原成肼，是有机合成的重要反应之一．进行这类
反应的还原剂主要是亚硫酸及其盐类。也有氯化亚 锡的．如对硝基苯肼的制备：
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
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． １．３芳胺重氮化反应的重要性
重氮盐的化学性质非常活泼，可发生多种反 应．重氮盐与酚或芳胺可发生偶合反应生成偶氮化 合物，所以重氮化是制备偶氮染料的主要过程．重 氮盐中的重氮基在适当条件下可以发生多种转化 反应．从而可在芳环上引入羟基、卤素、氰基、和肼 基等取代基．Ｌ２１
２Ｎ０３
●
＋ＨＮ０２ ￡！ｚＱ－
（２０）
３．１．４用氰基置换重氮基——酸的合成法 重氮盐和氰化亚铜可以被氰基置换，形成芳
腈．芳腈可水解为芳甲酸，因此这一反应是重要的 合成方法之一．桑德迈尔（Ｓａｎｄｍｅｙｅｒ）首先使用这 一反应用于合成．他用过量氰化钾与硫酸铜作用。
形成氰化亚铜溶在过量的氰化钾中，形成复盐，因 而方便反应进行．但这一方法只能用一半的氰基， 另一半形成有剧毒的氰．以后利用氯化亚铜于氰化 钠反应解决了这一问题，
参考文献(7条) 1.程铝柏 精细化工产品的合成及应用 2002 2.胡心宽 有机化学 2000 3.王葆仁 机合成反应 1985 4.闻韧 药物合成反应 2002 5.周志高 有机化学 1998
6.陈长应 有机合成中氨基的功能及应用[期刊论文]-喀什师范学院学报 2006(06)
7.吴林.姚祝军 现代有机合成化学--选择性有机合成反应和复杂有机分子合成设计 2002
式与所用的无机酸有关，当用较弱的酸时，亚硝酸 ２重氮盐的制备
Ｒ仁Ｒ＿。竺一Ｒ 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
重氮化反应要在强酸中进行，实际上是亚硝酸 作用铵离子，如反应式（１）所示．
（１）
因此要进行重氮化，首先把芳香族伯胺转化为 ＣＨ补一ＯＣＨ３等）的芳胺，它们有足够的碱性，一般
７０６．
［４］闻韧．药物合成反应［Ｍ］．北京：化学工业出版社，
２００２：１４２—１４５．
［５］周志高．有机化学［Ｍ］．北京：化学工业出版社，１９９８：
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［６］陈长应．有机合成中氨基的功能及应用［Ｊ］．喀什师范 学院学报，２００６，（６）：５７．６０．
［７］吴林，姚祝军．现代有机合成化学——选择性有机合成 反应和复杂有机分子合成设计［Ｍ］．北京：科学出版社 出版，２００２：１９．５７．
舳∥＋ｂ
（２３）
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第６期
陈长应：芳胺重氮化在有机合成中的应用
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酬∥＋ｂＲ’＾二
（２４）
反应式（２３）酚和重氮盐的偶联，必须在弱碱性 溶液中进行，反应式（２４）芳胺和重氮盐的偶联，必 须在弱酸性溶液中进行． ３．２．２脂肪族化合物偶联反应
重氮盐的偶联反应，不仅芳胺和酚可以发生，
许多含有活泼亚甲基脂肪族化合物，都可以和重氮 正离子起偶联反应，生成偶氮化合物或异构体腙． 以硝基甲烷为例，在弱碱性溶液中，苯基重氮盐可 以和它偶联，生成偶氮化合物（ＩＩＩ）．
１芳胺重氮化
中，控制适当的ｐＨ值是很重要的．芳香族一级胺
１．１芳胺重氮化 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 酸或硫酸使瓜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．【１ Ｊ １．２芳胺重氮化反应的机理
氮化．这时往往采用倒重氮化法，即用它们的钠盐 溶在水里，和当量的亚硝酸钠混合起来，慢慢滴加 到冰冷的无机酸中．此时的无机酸用量要在四个当 量以上．
收稿日期：２００６．１２．２２
’
作者简介：陈长应（１９６５．），男，安徽桐城人，硕士，讲师，主要从事化学教育教学工作．
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喀什师范学院学报
Ｈ３Ｃ—．Ｎ０２＋
Ｎ２ＣＩ
＋
————－———－◆
（３４）
（１Ｉ）
、
。
（２５）
参考文献： ［１］程铝柏．精细化工产品的合成及应用［Ｍ］：大连：大连
理工大学出版社，２００２：２９２． ［２］胡心宽．有机化学［Ｍ］．北京：中国医药科技出版社，
２０００：２０２—２０６．
［３］王葆仁．机合成反应［Ｍ］．北京：科学出版社，１９８５：
Ｕ赢：， ㈣
Ｒ
ＮａＯＨ———－｛卜Ｒ
第一类置换反应，是芳香族化合物合成的最常 用反应；第二类偶联反应，是偶氮染料合成的基本
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反应；第三类芳基化反应，是合成联苯化合物的最 好方法．在脂族化合物合成中的应用也逐渐广泛起
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第６期
陈长应：芳胺重氮化在有机合成中的应用
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来． ３．１重氮盐的置换反应 ３．１．１ 用氢原子置换重氮基——重氮盐的还 原Hale Waihona Puke Baidu２Ｊ
有游离胺存在，就将产生重氮胺类化合物，如反应 式（２）所示．
苯胺、萘胺以及芳环上有推电子基团（如一
Ｒ∥２＋Ｎ Ｒ，一Ｒ ＵＮ心／ＨＵ阱－ （２）
２．１．２含有吸电子基团芳胺的重氮化 氨基苯甲酸或氨基萘磺酸等含有吸电子基团
（如一Ｓ０３Ｈ、一ＣＯＯＨ等）的重氮化时，由于本身生 成的内盐不溶于无机酸如反应式（３）和（４），很难重
第２８卷
＋ ［ＩＮ０２————————◆
＋２Ｈ２０
（３）
ｊ
’Ｓ０３
Ｎ２
＋ＨＮ０２————————＋
＋ ２Ｈ２０
（４）
Ｈ
’００Ｃ
硝基苯胺，溴代苯胺等，它们的碱性较弱．它们 的重氮盐比较稳定．它们的盐重氮盐、特别是硫酸 盐，在水中的溶解度较小，重氮化时，可以把它们和 稀酸一起加热使溶解，随即冷却到０１２．这样可获 得铵盐的细晶体，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，采用倒重氮化法， 慢慢加到冰冷的稀酸中进行重氮化．于对碱性很弱 的芳胺。如２。４一二硝基苯胺、２，４，６一三溴苯胺以
重氮盐可用许多种试剂还原，失去重氮基以氢
原子取代之．这种反应，具有重要的实际意义．许多 化合物能用它来制备．
例如，甲苯的硝化，只能得到２或４硝基甲苯． 如要得到３硝基甲苯，只能用下列重氮盐还原反 应：
ｆＨ３。
阻。：一 ～Ｈ２ 又如２，４，５三溴苯甲酸不可能由苯甲酸溴化 得到，但经过下列反应制得（１），由（１）经重氮化，再
第２８卷第６期 ２００７年１１月
喀什师范学院学报 Ｊｏｕｍａｌ ｏｆ Ｋａｓｈｇａｒ Ｔｅａｃｈｅｒｓ Ｃｏｌｌｅｇｅ
ＶｏＩ．２８ Ｎｏ．６ ＮＯＶ．２００７
芳胺重氮化在有机合成中的应用
陈长应
（徐州医药高等职业学校制药工程系，江苏徐州２２１１１６）
摘 要：重氮化的重要性在于重氮盐的化学性质非常活泼，重氮盐可进行许多反应，转化成许多类型的化合物可 发生多种反应．重氮盐作为有机合成反应的中间体，在有机合成中占有极其重要的位置． 关键词：芳胺；重氮化；有机合成；中间体 中图分类号：０６２１．２５＋５．５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—４３２Ｘ（２００７）０６—００４１—０５
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（１８）
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（１９）
３．１．３用硝基置换重氮基 许多硝基化合物，不能直接硝化制备，如邻一
二硝基苯、四硝基苯．这些问题，可以用硝基置换重
氮盐反应来解决．桑德迈尔（Ｓａｎｄｍｅｙｅｒ）用制取卤 化物类似的方法，把亚硝酸与重氮盐在氧化亚铜催 化下进行反应，得到硝基化合物：
及杂环ａ一位胺等，重氮化必须在强酸中进行． ２．２二元芳胺的重氮化Ｅ３】
二元芳胺的重氮化，两个氨基的相对位置不同 而发生不同的反应．这里，只有对一苯二胺可以形 成正常的双重氮盐，但必须在过量的强酸中进行， 否则将发生氧化。而闾二苯胺和邻二苯胺分别形成 偶氮化合物和环状化合物，如式（６）（７）所示：
２Ｃｌ ＣＩＮ