優(yōu)化版10羥基化反應(yīng)課件

優(yōu)化版10羥基化反應(yīng)優(yōu)化版10羥基化反應(yīng)1鹵代芳烴的水解與分離鹵代烴重氮基鹵代芳烴的水解與分離鹵代烴重氮基2優(yōu)化版10羥基化反應(yīng)課件3優(yōu)化版10羥基化反應(yīng)課件4優(yōu)化版10羥基化反應(yīng)課件5優(yōu)化版10羥基化反應(yīng)課件6優(yōu)化版10羥基化反應(yīng)課件7優(yōu)化版10羥基化反應(yīng)課件8鹵代芳烴水解產(chǎn)物－－酚的分離1、利用羥基的酸性除去非酸性物質(zhì)2、利用揮發(fā)酚與水共沸的原理減少水溶解損失3、利用異構(gòu)體氫鍵的差異分離異構(gòu)體4、利用熔點(diǎn)差異除去異構(gòu)體鹵代芳烴水解產(chǎn)物－－酚的分離1、利用羥基的酸性除去非酸性物質(zhì)91、利用羥基的酸性除去非酸性物質(zhì)化學(xué)方程式有機(jī)溶液溶解度溶解不溶解溶解水溶性不溶解溶解難溶解活性炭吸附吸附不吸附吸附揮發(fā)性揮發(fā)不揮發(fā)揮發(fā)1、利用羥基的酸性除去非酸性物質(zhì)化學(xué)方程式有機(jī)溶液溶解度溶解102、利用揮發(fā)酚與水共沸的原理減少水溶解損失大量酚類物質(zhì)是揮發(fā)性的，即有一定的沸點(diǎn)；大量的酚類物質(zhì)又是水溶性的，即有較大的水溶解度；利用酚與水共沸原理可以將酚從水中蒸凈。從蒸出的酚水中回收酚（酸化后分層或過濾）后，水層是酚的飽和水溶液，可返回到下一批的水汽蒸餾，這樣酚的損失可減少至最低。2、利用揮發(fā)酚與水共沸的原理減少水溶解損失大量酚類物質(zhì)是113、利用異構(gòu)體氫鍵的差異分離異構(gòu)體異構(gòu)體氫鍵結(jié)構(gòu)氫鍵形式分子內(nèi)氫鍵分子間氫鍵分子間氫鍵揮發(fā)性質(zhì)易揮發(fā)難揮發(fā)難揮發(fā)3、利用異構(gòu)體氫鍵的差異分離異構(gòu)體異構(gòu)體氫鍵結(jié)構(gòu)氫鍵形式分子124、利用熔點(diǎn)差異除去異構(gòu)體一般，對稱結(jié)構(gòu)物質(zhì)熔點(diǎn)較高?？赏ㄟ^結(jié)晶方式提純對稱結(jié)構(gòu)物質(zhì)，去除不對稱結(jié)構(gòu)物質(zhì)。⑴異構(gòu)體混合物先加熱熔融，然后自然冷卻結(jié)晶，倒出未結(jié)晶的混合物，洗凈結(jié)晶表面母液，結(jié)晶物即為純品。⑵異構(gòu)體用溶劑重結(jié)晶（烷烴類）

，只要保證結(jié)晶液的溫度不低于不對稱異構(gòu)物的熔點(diǎn)，異構(gòu)體就不會結(jié)晶析出，用烷烴洗去結(jié)晶表面的母液，對位異構(gòu)體便可提純。4、利用熔點(diǎn)差異除去異構(gòu)體一般，對稱結(jié)構(gòu)物質(zhì)熔點(diǎn)較高。可13酚提純過程的主要問題未認(rèn)識“中和”與“吸附”聯(lián)用的好處：吸附有機(jī)物而不損失苯氧負(fù)離子。在過濾活性炭的過程中，反應(yīng)液中的機(jī)械雜質(zhì)也一同除去，產(chǎn)品具有非常好的外觀和內(nèi)在質(zhì)量。用堿性吸附方法后，一般不必用重結(jié)晶方法，使過程更簡單易行。對水汽蒸餾能獲得定量的回收率認(rèn)識不足。由于酚羥基的極性較強(qiáng)，多數(shù)酚在水中的溶解度較大。而水汽蒸餾即可回收揮發(fā)酚，蒸出物分離出酚后的水仍是含酚飽和水溶液，應(yīng)將其用于下一批水汽蒸餾。但人們往往對酚的水溶性重視不足。酚提純過程的主要問題未認(rèn)識“中和”與“吸附”聯(lián)用的好處：14例，2,4,5-三氯苯酚工藝過程：向500mL高壓釜加入31g1,2,4,5-四氯代苯、22.6gNaOH和100mL甲醇，加熱至160℃，保持7h。冷卻，加水稀釋至500mL，加鹽酸至呈酸性，進(jìn)行水汽蒸餾。蒸餾液在冰浴中冷卻，析出2,4,5-三氯苯酚。濾出、干燥，得產(chǎn)品24.2g，熔點(diǎn)63℃，產(chǎn)率84.9%。用石油醚重結(jié)晶，得無色針狀結(jié)晶產(chǎn)品，熔點(diǎn)66℃，沸點(diǎn)244~248℃（10.13KPa）例，2,4,5-三氯苯酚工藝過程：向500mL高壓釜加入315例，2,4-二硝基苯酚工藝過程：將1400L水加入水解鍋中，攪拌加熱到60℃，將750kg已熔化的2,4-二硝基氯苯加入鍋內(nèi)。繼續(xù)升溫到90℃，于1.5h內(nèi)逐漸加入780L30%NaOH溶液，加料中溫度上升，控制溫度不超過102~104℃，保溫30min。冷卻，過濾析出的鈉鹽用水溶解，酸化至pH=1，析出黃色結(jié)晶即為目標(biāo)產(chǎn)物。例，2,4-二硝基苯酚工藝過程：將1400L水加入水解鍋中16例，

2,3-二氟-6-硝基苯酚：在裝有攪拌器、液體加料管、溫度計(jì)及取樣管的1000mL的四口燒瓶中依次加入220mL水和34.8gKOH，升溫至45℃，待KOH全溶解后，滴加30.4g三氟硝基苯，加料以不使反應(yīng)溫度劇烈上升為宜。反應(yīng)液逐漸由無色變?yōu)槌壬ⅫS色、粉紅色、紅色、深紅色。當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行1.5h，邊反應(yīng)邊取樣分析，當(dāng)兩次分析濃度不再變化時(shí)，停止反應(yīng)（約2h左右）。然后向燒瓶中加入300mL環(huán)已烷，再滴加鹽酸，反應(yīng)液由深變淺，由深紅色變?yōu)辄S色，這時(shí)減慢滴加鹽酸的速度，同時(shí)用pH試紙測反應(yīng)液的pH值，當(dāng)pH=1~2時(shí)，此時(shí)反應(yīng)液為淡青色，終止滴加鹽酸，停止攪拌，把反應(yīng)液移入分液漏斗，分出有機(jī)相，水相用50mL環(huán)已烷萃取兩次后棄去，有機(jī)相合并，減壓蒸餾回收環(huán)已烷，剩下的結(jié)晶即為目標(biāo)產(chǎn)物，收率82%~84%。例，2,3-二氟-6-硝基苯酚：在裝有攪拌器、液體加料管、17例，對硝基苯酚工藝過程：在裝有攪拌器、溫度計(jì)、回流冷凝管的500mL不銹鋼反應(yīng)瓶中，加入NaOH12g（0.3mol）、蒸餾水12mL、攪拌使其溶解，再加入對硝基氯苯15.7g（0.1mol）、硝基苯50mL、季銨鹽A-1(C7~9H15~19)3N+CH3Cl-3mL（0.06mol），控制反應(yīng)溫度為140℃，常壓下攪拌7h

，冷卻至室溫，過濾收集結(jié)晶產(chǎn)物，用20mL硝基苯洗滌結(jié)晶，再加入100mL蒸餾水加熱溶解，分去下層油狀物，上層溶液用硫酸酸化，冰浴中靜置，沉淀析出完全后，過濾，少量冰水洗滌。濾餅置于濾紙30℃左右干燥至恒重，得無色針狀晶體即產(chǎn)物10.3g，收率73.6%。例，對硝基苯酚工藝過程：在裝有攪拌器、溫度計(jì)、回流冷凝管的18作業(yè)：4-氯-2-硝基酚工藝過程：在3000L壓熱釜中加入2100L水及675kg30%液堿，攪拌均勻后取樣分析，NaOH濃度應(yīng)為75~80g/L。然后加入400kg2,5-二氯硝基苯，密閉反應(yīng)釜，加熱至60℃左右，開動攪拌，在1.5~2h內(nèi)升溫至130~136℃反應(yīng)10h。反應(yīng)完畢，壓送至結(jié)晶釜，在80~90℃時(shí)加入300kg工業(yè)鹽，使相對密度達(dá)1.18~1.20（25℃），過濾。得100%4-氯-2-硝基酚鈉鹽324kg，收率90%。用鹽酸酸化得4-氯-2-硝基酚。作業(yè)：4-氯-2-硝基酚工藝過程：在3000L壓熱釜中加入219芳烴重氮基水解鹵代烴重氮基芳烴重氮基水解鹵代烴重氮基20一、重氮基水解反應(yīng)的機(jī)理（SN1）和特征R：芳環(huán)上原有化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的取代基；X：羥基、鹵素、氫、氟硼酸、硫化物等親核試劑一、重氮基水解反應(yīng)的機(jī)理（SN1）和特征R：芳環(huán)上原有化學(xué)性21SN1機(jī)理的特征：①反應(yīng)速度取決于重氮鹽的裂解速度（芳基正離子生成速度），與重氮鹽濃度成正比（一級反應(yīng)），與親核試劑濃度無關(guān)；②親核取代反應(yīng)的選擇性與親核試劑的親核性和濃度有關(guān)；③親核試劑的親核性大小順序一般為：NH2->Ph3C->PhNH->ArS->RO->R2NH->ArO->OH-

>ArNH2>NH3>I->Br->Cl->H2O>ROHHSO4-

一般不會發(fā)生親核取代反應(yīng)，因此重氮基水解反應(yīng)選擇硫酸重氮鹽。SN1機(jī)理的特征：①反應(yīng)速度取決于重氮鹽的裂解速度（芳基22在重氮鹽以SN1機(jī)理進(jìn)行的反應(yīng)中，水解反應(yīng)制備酚是最常用和最有代表性的。此外，以氟硼酸重氮鹽制取氟化物或重氮鹽以鹵素取代、以硫化物取代和氫取代等，應(yīng)用也十分廣泛。本節(jié)僅就水解反應(yīng)進(jìn)行討論。在重氮鹽以SN1機(jī)理進(jìn)行的反應(yīng)中，水解反應(yīng)制備酚是最常用23二、重氮基水解的主副反應(yīng)水解（親核）偶合（親電）二、重氮基水解的主副反應(yīng)水解（親核）偶合（親電）24芳基正離子

σ絡(luò)合物反應(yīng)進(jìn)程能量圖重氮鹽水解與偶合反應(yīng)各階段的能量變化EVS<EVP芳基正離子σ絡(luò)合物反應(yīng)進(jìn)程能量圖重氮鹽水解與偶251、溫度效應(yīng)原因：偶合反應(yīng)較水解反應(yīng)有較低的活化能。結(jié)論：升高溫度有利于水解反應(yīng)。2、濃度效應(yīng)⑴水濃度高，對水解有利⑶重氮鹽高，對偶合有利⑵酚濃度高，對偶合有利1、溫度效應(yīng)原因：偶合反應(yīng)較水解反應(yīng)有較低的活化能。結(jié)論：升26三、重氮鹽水解反應(yīng)的重要影響因素1、反應(yīng)溫度圖兩種升溫方法的溫度變化Tτ0tⅠⅡ三、重氮鹽水解反應(yīng)的重要影響因素1、反應(yīng)溫度圖兩種升溫方法272、加料方式與分布

加料方式要體現(xiàn)濃度效應(yīng)和溫度效應(yīng)。先加入稀硫酸溶液，預(yù)熱至反應(yīng)溫度后，將重氮鹽溶液滴入反應(yīng)系統(tǒng)，這樣邊滴加邊反應(yīng)，既滿足了重氮鹽低濃度的要求，也保證了較高溫度有利于主反應(yīng)競爭這一溫度效應(yīng)要求。強(qiáng)調(diào)：冷的重氮鹽水溶液滴入高速攪拌的高溫水溶液中，先分散后反應(yīng)是反應(yīng)要點(diǎn)。若滴在釜中反應(yīng)物未及時(shí)分散，相當(dāng)于重氮鹽的濃度未得到稀釋，就不利于主反應(yīng)。若重氮鹽在未滴入水中前已被預(yù)熱了，那么在未滴入水中前副反應(yīng)已經(jīng)發(fā)生，且高濃度的重氮鹽更有利于副反應(yīng)。2、加料方式與分布加料方式要體現(xiàn)濃度效應(yīng)和溫度效28BBAAAA滴入重氮鹽BPAAP未分散部分反應(yīng)BSS繼續(xù)反應(yīng)BPAAP部分反應(yīng)BAA移走酚BAAAA分散BPP繼續(xù)反應(yīng)再移走酚BB水A重氮鹽P酚S偶氮化合物圖選擇性隨原料分布的影響B(tài)BAAAA滴入重氮鹽BP293、產(chǎn)物的移走3.1相轉(zhuǎn)移法（溶劑法）3.2水汽蒸餾法將重氮鹽滴入水與有機(jī)溶劑的非均相混合物中，水解反應(yīng)在水相進(jìn)行，生成的水解產(chǎn)物迅速轉(zhuǎn)移至有機(jī)相，從而減少偶合反應(yīng)。此方法適用于產(chǎn)物酚不易揮發(fā)的重氮鹽水解過程。將重氮鹽滴至含硫酸的沸水中，邊滴加邊反應(yīng)

邊蒸出酚與水的共沸物，從而減少偶合反應(yīng)。（適用于易揮發(fā)酚）①避免重氮鹽溶液在滴入沸水之前被加熱；②重氮鹽溶液滴入水中后應(yīng)立即分散，良好的攪拌是必要的。濃度效應(yīng)⑵酚濃度高，對偶合有利3、產(chǎn)物的移走3.1相轉(zhuǎn)移法（溶劑法）3.2水汽蒸餾法304、重氮鹽水解的介質(zhì)及催化劑介質(zhì)：重氮鹽水解反應(yīng)應(yīng)用硫酸重氮鹽。硫酸負(fù)離子在水中不表現(xiàn)親核性質(zhì)，不參與化學(xué)反應(yīng)。若用鹽酸重氮鹽水解，則由于氯離子本身是比水更強(qiáng)的試劑，氯代副反應(yīng)不可避免。催化劑：若Cu2O存在，并加入大大過量的Cu(NO3)2，可降低水解反應(yīng)的活化能，可在室溫下進(jìn)行重氮基水解反應(yīng)，反應(yīng)速度加快，副反應(yīng)減少。4、重氮鹽水解的介質(zhì)及催化劑介質(zhì)：重氮鹽水解反應(yīng)應(yīng)用硫酸重315、一步法及其應(yīng)用范圍當(dāng)芳胺上的電子云密度極低（硝基苯類、吡啶硫酸鹽類），則產(chǎn)物酚的電子云密度仍很低，不易與重氮鹽發(fā)生親電取代偶合反應(yīng)。在此特殊情況下，若重氮基的水解能在較低的溫度下反應(yīng)，則將亞硝酸鈉水溶液直接滴至芳胺硫酸鹽溶液中，邊滴加

邊重氮化

邊水解，采用一步法制備酚類。5、一步法及其應(yīng)用范圍當(dāng)芳胺上的電子云密度極低（硝基苯類321、對重氮鹽的低濃度有利于主反應(yīng)而不利于偶合副反應(yīng)認(rèn)識不足，而這是影響主副反應(yīng)競爭的關(guān)鍵因素（重氮鹽的低濃度有利于主反應(yīng)）；五、重氮鹽水解工藝常見問題2、產(chǎn)物酚的低濃度與重氮鹽的低濃度同等重要，對此認(rèn)識不足（酚的低濃度有利于主反應(yīng)）；3、對重氮鹽溶液不能經(jīng)過中間預(yù)熱段，而硫酸溶液需預(yù)熱認(rèn)識不足（硫酸溶液的高溫，重氮鹽的低溫有利于主反應(yīng)）。1、對重氮鹽的低濃度有利于主反應(yīng)而不利于偶合副反應(yīng)認(rèn)識不足，33例，2,4,-二甲酚工藝過程：在盛有300mL水的1000mL四口燒瓶中加入250mL濃硫酸，混勻，趁熱加入121g（1mol）2,4-二甲基苯胺，溶后迅速冷卻，使析出細(xì)小結(jié)晶。外部冷卻控制5℃左右，必要時(shí)向反應(yīng)物加少許冰塊，攪拌著，從液面下慢慢加入用73g（1.05mol）亞硝酸鈉溶于100mL水的溶液，重氮鹽應(yīng)清亮，分成幾份加熱至70~80℃以分解。放置過夜，或直接將反應(yīng)物水汽蒸餾，得粗品96~100g（78%~82%）。例，2,4,-二甲酚工藝過程：在盛有300mL水的100034例，鄰溴對甲基苯酚工藝過程：將稀硫酸加到3-溴-4-氨基甲苯中，攪拌，冷卻到15℃，當(dāng)溫度降到5℃以下加入亞硝酸鈉水溶液，溫度保持在5℃以下；然后再加冷水、尿素和碎冰，得重氮鹽溶液。再將無水硫酸鈉、濃硫酸和水加熱，使溫度維持在130~135℃時(shí)分批加入重氮鹽溶液，然后分批加入水進(jìn)行蒸餾，所得餾出液用乙醚提取，用10%碳酸氫鈉溶液洗，再用無水硫酸鈉干燥，過濾混合物，濾出液在水浴上蒸去乙醚得成品。例，鄰溴對甲基苯酚工藝過程：將稀硫酸加到3-溴-4-氨基甲35例，間溴苯酚工藝過程：將50g（0.29mol）間溴苯胺、400mL水和50mL濃硫酸的熱溶液冷卻至10℃，加入21g（0.30mol）NaNO2重氮化。將此重氮鹽溶液以細(xì)流形式，在15~30min內(nèi)，加入100mL濃硫酸和300mL水的沸騰液中，同時(shí)進(jìn)行水汽蒸餾，其速度為重氮鹽全部加完后，恰好收集到1L餾出液。繼續(xù)水汽蒸餾，收集125~130℃/3.33kPa餾分，得間溴苯酚39g（78%）。例，間溴苯酚工藝過程：將50g（0.29mol）間溴苯胺、36例，4-羥基吡啶工藝過程：稱取141g4-氨基吡啶，溶于配好的15%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的稀硫酸溶液，n(4-氨基吡啶):n(硫酸)=1:2.5。將114g亞硝酸鈉溶于300mL水中，再將此亞硝酸鈉溶液在攪拌條件下慢慢滴加到4-氨基吡啶的硫酸溶液中，控制反應(yīng)溫度為30~50℃，反應(yīng)終點(diǎn)采用淀粉碘化鉀試紙檢驗(yàn)，當(dāng)反應(yīng)液使淀粉碘化鉀變藍(lán)并且顏色不再褪去，停止滴加。如亞硝酸鈉量不足則繼續(xù)滴加，直至反應(yīng)至終點(diǎn)。然后使反應(yīng)液在50℃下繼續(xù)攪拌，直至反應(yīng)液中不再有氣泡生成，表明水解過程結(jié)束。例，4-羥基吡啶工藝過程：稱取141g4-氨基吡啶，溶于37例，對氟苯酚1、重氮鹽的制備：500mL三口燒瓶中加入44.4g對氟苯胺（0.4mol），200mL水，快速攪拌下加入70mL濃硫酸。混合物在冰水浴中冷卻到0℃，此溫度下逐滴加入溶有30gNaNO2（0.43mol）的水溶液，保持反應(yīng)溫度<5℃。隨著NaNO2的加入，對氟苯胺硫酸鹽固體逐漸溶解而生成淡黃色的透明溶液。待NaNO2全部加入后，繼續(xù)反應(yīng)0.5h，然后加入適量尿素以分解過量的NaNO2。所得重氮鹽溶液在0~5℃放置備用。例，對氟苯酚1、重氮鹽的制備：500mL三口燒瓶中加入44382.1普通水解法：在裝有攪拌器、滴液漏斗和回流裝置的1000mL三口燒瓶中加入300mL稀硫酸（V1:1），加熱至沸騰。然后從滴流漏斗滴入重氮鹽溶液。滴加過程中保持反應(yīng)物處于回流狀態(tài)。滴加完畢后水解降至室溫。用40%的液堿調(diào)到pH=2左右。用200mL乙醚分三次萃取上述溶液。合并萃取液，用200mL10%的液堿進(jìn)行反萃取。再用稀鹽酸將水相酸化至pH=3左右，然后用200mL乙醚分三次萃取。萃取液用無水硫酸鈉干燥后，水浴蒸出乙醚，182~185℃蒸出產(chǎn)品。冷卻后凝結(jié)為淡黃色固體，質(zhì)量14~18g，收率31%~40%（平行實(shí)驗(yàn)結(jié)果）。2.1普通水解法：在裝有攪拌器、滴液漏斗和回流裝置的100392.2蒸餾水解法：在裝有攪拌器、滴液漏斗和蒸餾裝置的500mL三口燒瓶中加入300mL稀硫酸（V1:1），加熱至沸騰。然后從滴液漏斗滴入上述制得的重氮鹽溶液。在滴加的同時(shí)，有淡黃色乳濁液從蒸餾裝置中蒸出。調(diào)整重氮鹽溶液的滴加速度，使其與蒸出的速度相當(dāng)。待重氮鹽溶液全部滴加完畢后繼續(xù)蒸餾30min，使生成的產(chǎn)物全部蒸出。收集所有的餾出液，此后的處理過程與普通水解法的后處理完全相同。產(chǎn)品重35~38g，收率89%~85%（平行實(shí)驗(yàn)結(jié)果），HPLC分析，其純度高于99%。2.2蒸餾水解法：在裝有攪拌器、滴液漏斗和蒸餾裝置的50040例，對羥基苯甲醚1、重氮鹽的制備：在裝有攪拌器的三口燒瓶中加入硫酸水溶液115mL（130~140g/L），工業(yè)品對氨基苯甲醚10g，攪拌下升溫至80~85℃，保溫反應(yīng)20~30min，固體物全部溶解，呈棕紅色澄清液體，則成鹽反應(yīng)完成。然后將此對氨基苯甲醚硫酸鹽溶液冷卻至18℃左右，攪拌下滴入亞硝酸鈉水溶液（240~250g/L）進(jìn)行重氮化反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度18~22℃，亞硝酸鈉水溶液加入量23mL左右（反應(yīng)終點(diǎn)為加完亞硝酸鈉溶液3min后用淀粉碘化鉀試紙檢驗(yàn)反應(yīng)液，試紙應(yīng)稍現(xiàn)淺藍(lán)色）。所得重氮鹽水溶液應(yīng)避光保存在25℃以下備用。例，對羥基苯甲醚1、重氮鹽的制備：在裝有攪拌器的三口燒瓶中412、水解反應(yīng)：在裝有攪拌器、回流冷凝器的四口燒瓶中，依次加入50g工業(yè)品硫酸銅、40mL水、50mL硫酸水溶液（130~140g/L）和100mL工業(yè)甲苯，升溫至75℃左右，制成二價(jià)銅鹽水解液和甲苯的混合液?？焖贁嚢柘聦⑸鲜鲋苽涞闹氐}水溶液通過滴液漏斗加入混合液中進(jìn)行催化水解反應(yīng)，滴加過程中控制反應(yīng)液溫度為75~85℃，滴加時(shí)間控制在55~60min，加完后繼續(xù)攪拌5~10min使反應(yīng)完全，然后將反應(yīng)液倒入分液漏斗中分離甲苯層和水解母液層，再用甲苯萃取水解母液層三次，分出的甲苯層合并在一起，用NaOH溶液（65g/L）反萃取甲苯兩次，使對甲氧基酚鈉鹽溶于堿液中，再用硫酸酸化至pH=1~2時(shí)析出目標(biāo)產(chǎn)物。減壓蒸餾粗品，收集110~112℃/533Pa的餾分，得精品8.65g，m.p.54~56℃。HPLC分析含量為99.2%，產(chǎn)率86%。2、水解反應(yīng)：在裝有攪拌器、回流冷凝器的四口燒瓶中，依次加入42精細(xì)有機(jī)合成單元反應(yīng)有機(jī)合成反應(yīng)理論還原反應(yīng)磺化、硫酸化反應(yīng)硝化反應(yīng)烷基化反應(yīng)羥基化反應(yīng)?；磻?yīng)鹵化反應(yīng)氧化反應(yīng)酯化反應(yīng)精細(xì)有機(jī)合成單元反應(yīng)有機(jī)合成反應(yīng)理論還原反應(yīng)磺化、硫酸化反應(yīng)43優(yōu)化版10羥基化反應(yīng)課件44優(yōu)化版10羥基化反應(yīng)優(yōu)化版10羥基化反應(yīng)45鹵代芳烴的水解與分離鹵代烴重氮基鹵代芳烴的水解與分離鹵代烴重氮基46優(yōu)化版10羥基化反應(yīng)課件47優(yōu)化版10羥基化反應(yīng)課件48優(yōu)化版10羥基化反應(yīng)課件49優(yōu)化版10羥基化反應(yīng)課件50優(yōu)化版10羥基化反應(yīng)課件51優(yōu)化版10羥基化反應(yīng)課件52鹵代芳烴水解產(chǎn)物－－酚的分離1、利用羥基的酸性除去非酸性物質(zhì)2、利用揮發(fā)酚與水共沸的原理減少水溶解損失3、利用異構(gòu)體氫鍵的差異分離異構(gòu)體4、利用熔點(diǎn)差異除去異構(gòu)體鹵代芳烴水解產(chǎn)物－－酚的分離1、利用羥基的酸性除去非酸性物質(zhì)531、利用羥基的酸性除去非酸性物質(zhì)化學(xué)方程式有機(jī)溶液溶解度溶解不溶解溶解水溶性不溶解溶解難溶解活性炭吸附吸附不吸附吸附揮發(fā)性揮發(fā)不揮發(fā)揮發(fā)1、利用羥基的酸性除去非酸性物質(zhì)化學(xué)方程式有機(jī)溶液溶解度溶解542、利用揮發(fā)酚與水共沸的原理減少水溶解損失大量酚類物質(zhì)是揮發(fā)性的，即有一定的沸點(diǎn)；大量的酚類物質(zhì)又是水溶性的，即有較大的水溶解度；利用酚與水共沸原理可以將酚從水中蒸凈。從蒸出的酚水中回收酚（酸化后分層或過濾）后，水層是酚的飽和水溶液，可返回到下一批的水汽蒸餾，這樣酚的損失可減少至最低。2、利用揮發(fā)酚與水共沸的原理減少水溶解損失大量酚類物質(zhì)是553、利用異構(gòu)體氫鍵的差異分離異構(gòu)體異構(gòu)體氫鍵結(jié)構(gòu)氫鍵形式分子內(nèi)氫鍵分子間氫鍵分子間氫鍵揮發(fā)性質(zhì)易揮發(fā)難揮發(fā)難揮發(fā)3、利用異構(gòu)體氫鍵的差異分離異構(gòu)體異構(gòu)體氫鍵結(jié)構(gòu)氫鍵形式分子564、利用熔點(diǎn)差異除去異構(gòu)體一般，對稱結(jié)構(gòu)物質(zhì)熔點(diǎn)較高?？赏ㄟ^結(jié)晶方式提純對稱結(jié)構(gòu)物質(zhì)，去除不對稱結(jié)構(gòu)物質(zhì)。⑴異構(gòu)體混合物先加熱熔融，然后自然冷卻結(jié)晶，倒出未結(jié)晶的混合物，洗凈結(jié)晶表面母液，結(jié)晶物即為純品。⑵異構(gòu)體用溶劑重結(jié)晶（烷烴類）

，只要保證結(jié)晶液的溫度不低于不對稱異構(gòu)物的熔點(diǎn)，異構(gòu)體就不會結(jié)晶析出，用烷烴洗去結(jié)晶表面的母液，對位異構(gòu)體便可提純。4、利用熔點(diǎn)差異除去異構(gòu)體一般，對稱結(jié)構(gòu)物質(zhì)熔點(diǎn)較高?？?7酚提純過程的主要問題未認(rèn)識“中和”與“吸附”聯(lián)用的好處：吸附有機(jī)物而不損失苯氧負(fù)離子。在過濾活性炭的過程中，反應(yīng)液中的機(jī)械雜質(zhì)也一同除去，產(chǎn)品具有非常好的外觀和內(nèi)在質(zhì)量。用堿性吸附方法后，一般不必用重結(jié)晶方法，使過程更簡單易行。對水汽蒸餾能獲得定量的回收率認(rèn)識不足。由于酚羥基的極性較強(qiáng)，多數(shù)酚在水中的溶解度較大。而水汽蒸餾即可回收揮發(fā)酚，蒸出物分離出酚后的水仍是含酚飽和水溶液，應(yīng)將其用于下一批水汽蒸餾。但人們往往對酚的水溶性重視不足。酚提純過程的主要問題未認(rèn)識“中和”與“吸附”聯(lián)用的好處：58例，2,4,5-三氯苯酚工藝過程：向500mL高壓釜加入31g1,2,4,5-四氯代苯、22.6gNaOH和100mL甲醇，加熱至160℃，保持7h。冷卻，加水稀釋至500mL，加鹽酸至呈酸性，進(jìn)行水汽蒸餾。蒸餾液在冰浴中冷卻，析出2,4,5-三氯苯酚。濾出、干燥，得產(chǎn)品24.2g，熔點(diǎn)63℃，產(chǎn)率84.9%。用石油醚重結(jié)晶，得無色針狀結(jié)晶產(chǎn)品，熔點(diǎn)66℃，沸點(diǎn)244~248℃（10.13KPa）例，2,4,5-三氯苯酚工藝過程：向500mL高壓釜加入359例，2,4-二硝基苯酚工藝過程：將1400L水加入水解鍋中，攪拌加熱到60℃，將750kg已熔化的2,4-二硝基氯苯加入鍋內(nèi)。繼續(xù)升溫到90℃，于1.5h內(nèi)逐漸加入780L30%NaOH溶液，加料中溫度上升，控制溫度不超過102~104℃，保溫30min。冷卻，過濾析出的鈉鹽用水溶解，酸化至pH=1，析出黃色結(jié)晶即為目標(biāo)產(chǎn)物。例，2,4-二硝基苯酚工藝過程：將1400L水加入水解鍋中60例，

2,3-二氟-6-硝基苯酚：在裝有攪拌器、液體加料管、溫度計(jì)及取樣管的1000mL的四口燒瓶中依次加入220mL水和34.8gKOH，升溫至45℃，待KOH全溶解后，滴加30.4g三氟硝基苯，加料以不使反應(yīng)溫度劇烈上升為宜。反應(yīng)液逐漸由無色變?yōu)槌壬ⅫS色、粉紅色、紅色、深紅色。當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行1.5h，邊反應(yīng)邊取樣分析，當(dāng)兩次分析濃度不再變化時(shí)，停止反應(yīng)（約2h左右）。然后向燒瓶中加入300mL環(huán)已烷，再滴加鹽酸，反應(yīng)液由深變淺，由深紅色變?yōu)辄S色，這時(shí)減慢滴加鹽酸的速度，同時(shí)用pH試紙測反應(yīng)液的pH值，當(dāng)pH=1~2時(shí)，此時(shí)反應(yīng)液為淡青色，終止滴加鹽酸，停止攪拌，把反應(yīng)液移入分液漏斗，分出有機(jī)相，水相用50mL環(huán)已烷萃取兩次后棄去，有機(jī)相合并，減壓蒸餾回收環(huán)已烷，剩下的結(jié)晶即為目標(biāo)產(chǎn)物，收率82%~84%。例，2,3-二氟-6-硝基苯酚：在裝有攪拌器、液體加料管、61例，對硝基苯酚工藝過程：在裝有攪拌器、溫度計(jì)、回流冷凝管的500mL不銹鋼反應(yīng)瓶中，加入NaOH12g（0.3mol）、蒸餾水12mL、攪拌使其溶解，再加入對硝基氯苯15.7g（0.1mol）、硝基苯50mL、季銨鹽A-1(C7~9H15~19)3N+CH3Cl-3mL（0.06mol），控制反應(yīng)溫度為140℃，常壓下攪拌7h

，冷卻至室溫，過濾收集結(jié)晶產(chǎn)物，用20mL硝基苯洗滌結(jié)晶，再加入100mL蒸餾水加熱溶解，分去下層油狀物，上層溶液用硫酸酸化，冰浴中靜置，沉淀析出完全后，過濾，少量冰水洗滌。濾餅置于濾紙30℃左右干燥至恒重，得無色針狀晶體即產(chǎn)物10.3g，收率73.6%。例，對硝基苯酚工藝過程：在裝有攪拌器、溫度計(jì)、回流冷凝管的62作業(yè)：4-氯-2-硝基酚工藝過程：在3000L壓熱釜中加入2100L水及675kg30%液堿，攪拌均勻后取樣分析，NaOH濃度應(yīng)為75~80g/L。然后加入400kg2,5-二氯硝基苯，密閉反應(yīng)釜，加熱至60℃左右，開動攪拌，在1.5~2h內(nèi)升溫至130~136℃反應(yīng)10h。反應(yīng)完畢，壓送至結(jié)晶釜，在80~90℃時(shí)加入300kg工業(yè)鹽，使相對密度達(dá)1.18~1.20（25℃），過濾。得100%4-氯-2-硝基酚鈉鹽324kg，收率90%。用鹽酸酸化得4-氯-2-硝基酚。作業(yè)：4-氯-2-硝基酚工藝過程：在3000L壓熱釜中加入263芳烴重氮基水解鹵代烴重氮基芳烴重氮基水解鹵代烴重氮基64一、重氮基水解反應(yīng)的機(jī)理（SN1）和特征R：芳環(huán)上原有化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的取代基；X：羥基、鹵素、氫、氟硼酸、硫化物等親核試劑一、重氮基水解反應(yīng)的機(jī)理（SN1）和特征R：芳環(huán)上原有化學(xué)性65SN1機(jī)理的特征：①反應(yīng)速度取決于重氮鹽的裂解速度（芳基正離子生成速度），與重氮鹽濃度成正比（一級反應(yīng)），與親核試劑濃度無關(guān)；②親核取代反應(yīng)的選擇性與親核試劑的親核性和濃度有關(guān)；③親核試劑的親核性大小順序一般為：NH2->Ph3C->PhNH->ArS->RO->R2NH->ArO->OH-

>ArNH2>NH3>I->Br->Cl->H2O>ROHHSO4-

一般不會發(fā)生親核取代反應(yīng)，因此重氮基水解反應(yīng)選擇硫酸重氮鹽。SN1機(jī)理的特征：①反應(yīng)速度取決于重氮鹽的裂解速度（芳基66在重氮鹽以SN1機(jī)理進(jìn)行的反應(yīng)中，水解反應(yīng)制備酚是最常用和最有代表性的。此外，以氟硼酸重氮鹽制取氟化物或重氮鹽以鹵素取代、以硫化物取代和氫取代等，應(yīng)用也十分廣泛。本節(jié)僅就水解反應(yīng)進(jìn)行討論。在重氮鹽以SN1機(jī)理進(jìn)行的反應(yīng)中，水解反應(yīng)制備酚是最常用67二、重氮基水解的主副反應(yīng)水解（親核）偶合（親電）二、重氮基水解的主副反應(yīng)水解（親核）偶合（親電）68芳基正離子

σ絡(luò)合物反應(yīng)進(jìn)程能量圖重氮鹽水解與偶合反應(yīng)各階段的能量變化EVS<EVP芳基正離子σ絡(luò)合物反應(yīng)進(jìn)程能量圖重氮鹽水解與偶691、溫度效應(yīng)原因：偶合反應(yīng)較水解反應(yīng)有較低的活化能。結(jié)論：升高溫度有利于水解反應(yīng)。2、濃度效應(yīng)⑴水濃度高，對水解有利⑶重氮鹽高，對偶合有利⑵酚濃度高，對偶合有利1、溫度效應(yīng)原因：偶合反應(yīng)較水解反應(yīng)有較低的活化能。結(jié)論：升70三、重氮鹽水解反應(yīng)的重要影響因素1、反應(yīng)溫度圖兩種升溫方法的溫度變化Tτ0tⅠⅡ三、重氮鹽水解反應(yīng)的重要影響因素1、反應(yīng)溫度圖兩種升溫方法712、加料方式與分布

加料方式要體現(xiàn)濃度效應(yīng)和溫度效應(yīng)。先加入稀硫酸溶液，預(yù)熱至反應(yīng)溫度后，將重氮鹽溶液滴入反應(yīng)系統(tǒng)，這樣邊滴加邊反應(yīng)，既滿足了重氮鹽低濃度的要求，也保證了較高溫度有利于主反應(yīng)競爭這一溫度效應(yīng)要求。強(qiáng)調(diào)：冷的重氮鹽水溶液滴入高速攪拌的高溫水溶液中，先分散后反應(yīng)是反應(yīng)要點(diǎn)。若滴在釜中反應(yīng)物未及時(shí)分散，相當(dāng)于重氮鹽的濃度未得到稀釋，就不利于主反應(yīng)。若重氮鹽在未滴入水中前已被預(yù)熱了，那么在未滴入水中前副反應(yīng)已經(jīng)發(fā)生，且高濃度的重氮鹽更有利于副反應(yīng)。2、加料方式與分布加料方式要體現(xiàn)濃度效應(yīng)和溫度效72BBAAAA滴入重氮鹽BPAAP未分散部分反應(yīng)BSS繼續(xù)反應(yīng)BPAAP部分反應(yīng)BAA移走酚BAAAA分散BPP繼續(xù)反應(yīng)再移走酚BB水A重氮鹽P酚S偶氮化合物圖選擇性隨原料分布的影響B(tài)BAAAA滴入重氮鹽BP733、產(chǎn)物的移走3.1相轉(zhuǎn)移法（溶劑法）3.2水汽蒸餾法將重氮鹽滴入水與有機(jī)溶劑的非均相混合物中，水解反應(yīng)在水相進(jìn)行，生成的水解產(chǎn)物迅速轉(zhuǎn)移至有機(jī)相，從而減少偶合反應(yīng)。此方法適用于產(chǎn)物酚不易揮發(fā)的重氮鹽水解過程。將重氮鹽滴至含硫酸的沸水中，邊滴加邊反應(yīng)

邊蒸出酚與水的共沸物，從而減少偶合反應(yīng)。（適用于易揮發(fā)酚）①避免重氮鹽溶液在滴入沸水之前被加熱；②重氮鹽溶液滴入水中后應(yīng)立即分散，良好的攪拌是必要的。濃度效應(yīng)⑵酚濃度高，對偶合有利3、產(chǎn)物的移走3.1相轉(zhuǎn)移法（溶劑法）3.2水汽蒸餾法744、重氮鹽水解的介質(zhì)及催化劑介質(zhì)：重氮鹽水解反應(yīng)應(yīng)用硫酸重氮鹽。硫酸負(fù)離子在水中不表現(xiàn)親核性質(zhì)，不參與化學(xué)反應(yīng)。若用鹽酸重氮鹽水解，則由于氯離子本身是比水更強(qiáng)的試劑，氯代副反應(yīng)不可避免。催化劑：若Cu2O存在，并加入大大過量的Cu(NO3)2，可降低水解反應(yīng)的活化能，可在室溫下進(jìn)行重氮基水解反應(yīng)，反應(yīng)速度加快，副反應(yīng)減少。4、重氮鹽水解的介質(zhì)及催化劑介質(zhì)：重氮鹽水解反應(yīng)應(yīng)用硫酸重755、一步法及其應(yīng)用范圍當(dāng)芳胺上的電子云密度極低（硝基苯類、吡啶硫酸鹽類），則產(chǎn)物酚的電子云密度仍很低，不易與重氮鹽發(fā)生親電取代偶合反應(yīng)。在此特殊情況下，若重氮基的水解能在較低的溫度下反應(yīng)，則將亞硝酸鈉水溶液直接滴至芳胺硫酸鹽溶液中，邊滴加

邊重氮化

邊水解，采用一步法制備酚類。5、一步法及其應(yīng)用范圍當(dāng)芳胺上的電子云密度極低（硝基苯類761、對重氮鹽的低濃度有利于主反應(yīng)而不利于偶合副反應(yīng)認(rèn)識不足，而這是影響主副反應(yīng)競爭的關(guān)鍵因素（重氮鹽的低濃度有利于主反應(yīng)）；五、重氮鹽水解工藝常見問題2、產(chǎn)物酚的低濃度與重氮鹽的低濃度同等重要，對此認(rèn)識不足（酚的低濃度有利于主反應(yīng)）；3、對重氮鹽溶液不能經(jīng)過中間預(yù)熱段，而硫酸溶液需預(yù)熱認(rèn)識不足（硫酸溶液的高溫，重氮鹽的低溫有利于主反應(yīng)）。1、對重氮鹽的低濃度有利于主反應(yīng)而不利于偶合副反應(yīng)認(rèn)識不足，77例，2,4,-二甲酚工藝過程：在盛有300mL水的1000mL四口燒瓶中加入250mL濃硫酸，混勻，趁熱加入121g（1mol）2,4-二甲基苯胺，溶后迅速冷卻，使析出細(xì)小結(jié)晶。外部冷卻控制5℃左右，必要時(shí)向反應(yīng)物加少許冰塊，攪拌著，從液面下慢慢加入用73g（1.05mol）亞硝酸鈉溶于100mL水的溶液，重氮鹽應(yīng)清亮，分成幾份加熱至70~80℃以分解。放置過夜，或直接將反應(yīng)物水汽蒸餾，得粗品96~100g（78%~82%）。例，2,4,-二甲酚工藝過程：在盛有300mL水的100078例，鄰溴對甲基苯酚工藝過程：將稀硫酸加到3-溴-4-氨基甲苯中，攪拌，冷卻到15℃，當(dāng)溫度降到5℃以下加入亞硝酸鈉水溶液，溫度保持在5℃以下；然后再加冷水、尿素和碎冰，得重氮鹽溶液。再將無水硫酸鈉、濃硫酸和水加熱，使溫度維持在130~135℃時(shí)分批加入重氮鹽溶液，然后分批加入水進(jìn)行蒸餾，所得餾出液用乙醚提取，用10%碳酸氫鈉溶液洗，再用無水硫酸鈉干燥，過濾混合物，濾出液在水浴上蒸去乙醚得成品。例，鄰溴對甲基苯酚工藝過程：將稀硫酸加到3-溴-4-氨基甲79例，間溴苯酚工藝過程：將50g（0.29mol）間溴苯胺、400mL水和50mL濃硫酸的熱溶液冷卻至10℃，加入21g（0.30mol）NaNO2重氮化。將此重氮鹽溶液以細(xì)流形式，在15~30min內(nèi)，加入100mL濃硫酸和300mL水的沸騰液中，同時(shí)進(jìn)行水汽蒸餾，其速度為重氮鹽全部加完后，恰好收集到1L餾出液。繼續(xù)水汽蒸餾，收集125~130℃/3.33kPa餾分，得間溴苯酚39g（78%）。例，間溴苯酚工藝過程：將50g（0.29mol）間溴苯胺、80例，4-羥基吡啶工藝過程：稱取141g4-氨基吡啶，溶于配好的15%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的稀硫酸溶液，n(4-氨基吡啶):n(硫酸)=1:2.5。將114g亞硝酸鈉溶于300mL水中，再將此亞硝酸鈉溶液在攪拌條件下慢慢滴加到4-氨基吡啶的硫酸溶液中，控制反應(yīng)溫度為30~50℃，反應(yīng)終點(diǎn)采用淀粉碘化鉀試紙檢驗(yàn)，當(dāng)反應(yīng)液使淀粉碘化鉀變藍(lán)并且顏色不再褪去，停止滴加。如亞硝酸鈉量不足則繼續(xù)滴加，直至反應(yīng)至終點(diǎn)。然后使反應(yīng)液在50℃下繼續(xù)攪拌，直至反應(yīng)液中不再有氣泡生成，表明水解過程結(jié)束。例，4-羥基吡啶工藝過程：稱取141g4-氨基吡啶，溶于81例，對氟苯酚1、重氮鹽的制備：500mL三口燒瓶中加入44.4g對氟苯胺（0.4mol），200mL水，快速攪拌下加入70mL濃硫酸?；旌衔镌诒≈欣鋮s到0℃，此溫度下逐滴加入溶有30gNaNO2（0.43mol）的水溶液，保持反應(yīng)溫度<5℃。隨著NaNO2的加入，對氟苯胺