第三章硝化反应及其工艺

RO
OR
硝化反应质点的形成
二、浓硝酸硝化
三、浓硫酸介质中的均相硝化
被硝化物或硝化产物固态 被硝化物溶解于大量的浓硫酸中，然后加入硫
酸和硝酸的混合物进行硝化。 优点：需要使用过量很少的硝酸，一般产率较
高，所以应用范围较广。
四、非均相混酸硝化
适用于：当被硝化物和硝化产物都是液态 剧烈搅拌，有机相被分散到酸相完成反应 优点：硝化剂硝化能力强，反应速率快，生产能力高
§3.3硝化反应历程
混酸硝化, 二级反应，其动力学方程为 V=k[ArH][HNO3]
两步历程
§3.4硝化反应的影响因素
一、硝化物的性质 二、硝化剂 三、硝化介质的影响 四、温度 五、搅拌 六、相比与硝酸比
§3.5硝化工艺
O HNO 3
O
OFra Baidu bibliotekNO 2
O 主
O NO 2
100 100 80
62. 28. 16. 9.8 5.9 1 587
五、有机溶剂中硝化
使用有机溶剂（乙酸、乙酐、二氯甲烷、 二氯乙烷等），形成均相硝化反应
优点：
（1）避免使用大量硫酸作溶剂，从而减少废液量 （2）均相反应以及溶剂的稀释效应时反应易于控制 （3）使用不同的溶剂，可以改变硝基异构体的比例 缺点：溶剂价格
+ HNO 3 2H2SO4
+ + NO
+ 2
H3O+
2HSO 4-
硫酸的热容量大，有利于反应热的转移 采用普通的碳钢或铸铁设备作反应器 硝酸的用量接近理论值
100％硝酸和硫酸的混酸中NO2＋的含量
[HNO3],%
5 10 15 20 40 60 80 90 100
转化为[NO2＋] 的[HNO3],%
三、硝化反应的特点
a,反应不可逆 b,反应速率快，放热量大 c, 互溶性差，硝基化合物在反应体系中的溶解度小－－搅拌特别重要 d,亲电反应，反应的质点为硝鎓离子NO2＋
§3.2硝化的工业方法与硝化剂
稀硝酸硝化 浓硝酸硝化 浓硫酸介质中的均相硝化 非均相混酸硝化 有机溶剂中硝化
一、稀硝酸硝化
O 少
§3.6硝化实例－硝基苯的制备
1834年§3.1概述
芳环亲核置换 §3.1概述
a, 加深染料的颜色 （黄色）
红色
b,引入NO2提高芳香族化合物的极性，使其作 为极性溶剂
NO 2
c, 引入NO2使其产物作为温和的氧化剂使用
d,制备炸药 －TNT§3.1概述
第三章硝化反应及其工艺
§3.1概述
一、定义 Ar-H + HO-NO2 →Ar-NO2 + H2O
硝化反应是最普遍，最早的有机反应之一1834年
二、硝化的目的
（1）制备氨基（-NH2）化合物―― 一些染料、药物、聚合物单体 （2）利用硝基的强吸电性使亲核置换活化芳环亲核置换 （3）利用硝基的强极性而赋予有机物新的功能a,加深染料的颜色 （黄色）