第三章硝化反應(yīng)及其工藝

第三章硝化反應(yīng)及其工藝§3.1概述

一、定義

Ar-H+HO-NO2→Ar-NO2+H2O

硝化反應(yīng)是最普遍，最早的有機(jī)反應(yīng)之一1834年

二、硝化的目的

（1）制備氨基（-NH2）化合物――一些染料、藥物、聚合物單體

（2）利用硝基的強(qiáng)吸電性使親核置換活化芳環(huán)親核置換

（3）利用硝基的強(qiáng)極性而賦予有機(jī)物新的功能a,加深染料的顏色（黃色）

三、硝化反應(yīng)的特點(diǎn)

a,反應(yīng)不可逆

b,反應(yīng)速率快，放熱量大

c,互溶性差，硝基化合物在反應(yīng)體系中的溶解度?。瓟嚢杼貏e重要

d,親電反應(yīng)，反應(yīng)的質(zhì)點(diǎn)為硝鎓離子NO2＋

§3.2硝化的工業(yè)方法與硝化劑

稀硝酸硝化

濃硝酸硝化

濃硫酸介質(zhì)中的均相硝化

非均相混酸硝化

有機(jī)溶劑中硝化

一、稀硝酸硝化

硝化反應(yīng)質(zhì)點(diǎn)的形成二、濃硝酸硝化三、濃硫酸介質(zhì)中的均相硝化被硝化物或硝化產(chǎn)物固態(tài)被硝化物溶解于大量的濃硫酸中，然后加入硫酸和硝酸的混合物進(jìn)行硝化。優(yōu)點(diǎn)：需要使用過(guò)量很少的硝酸，一般產(chǎn)率較高，所以應(yīng)用范圍較廣。四、非均相混酸硝化適用于：當(dāng)被硝化物和硝化產(chǎn)物都是液態(tài)劇烈攪拌，有機(jī)相被分散到酸相完成反應(yīng)優(yōu)點(diǎn)：硝化劑硝化能力強(qiáng)，反應(yīng)速率快，生產(chǎn)能力高

硫酸的熱容量大，有利于反應(yīng)熱的轉(zhuǎn)移

采用普通的碳鋼或鑄鐵設(shè)備作反應(yīng)器

硝酸的用量接近理論值100％硝酸和硫酸的混酸中NO2＋的含量

[HNO3],%510152040608090100轉(zhuǎn)化為[NO2＋]的[HNO3],%

1001008062.528.816.79.85.91五、有機(jī)溶劑中硝化

使用有機(jī)溶劑（乙酸、乙酐、二氯甲烷、二氯乙烷等），形成均相硝化反應(yīng)優(yōu)點(diǎn)：（1）避免使用大量硫酸作溶劑，從而減少?gòu)U液量（2）均相反應(yīng)以及溶劑的稀釋效應(yīng)時(shí)反應(yīng)易于控制（3）使用不同的溶劑，可以改變硝基異構(gòu)體的比例缺點(diǎn)：溶劑價(jià)格§3.3硝化反應(yīng)歷程

混酸硝化,二級(jí)反應(yīng)，其動(dòng)力學(xué)方程為

V=k[ArH][HNO3]兩步歷程

§3.4硝化反應(yīng)的影響因素

一、硝化物的性質(zhì)二、硝化劑三、硝化介質(zhì)的影響四、溫度五、攪拌六、相比與硝酸比§3.5硝化工藝

§3.6硝化實(shí)例－硝基苯的制備

THEEND1834年§3.1概述芳環(huán)親核置換§3.1概述

a,加深染料的顏色（黃色）紅色b,引入NO2提高芳香族化合物的極性