硝化反应精有机合成课件

1、精细有机合成第二章、硝化反响 Nitration Reaction1、概述 2、硝化反响的理论直接硝化 3、工业硝化4、其它引入硝基的方法 JPU向有机分子中引入硝基的反响称为硝化反响。 1.1 硝化反响含义JPUJPU1.2 引入硝基的目的1制备硝基化合物2作为制备氨基化合物的一条重要途径。 JPU1.2 引入硝基的目的例子：1.2 引入硝基的目的1.2 引入硝基的目的3利用的硝基极性，使芳环上的其他取代基活化，促使亲核置换反响的进行。 1.2 引入硝基的目的4在染料的合成中，利用硝基的极性，加深染料的颜色。 1.3 硝化反响的类型 广义的硝化反响可以是取代反响、加成反响，也可以是氧化反响。

2、 狭义上的硝化反响是指有机物分子中的氢原子、卤素、磺基、酰基和羧基等被硝基取代的反响。1.3 硝化反响的类型 取代氢原子的硝化反响，称为直接硝化反响；取代其他基团的硝化反响，称为间接硝化反响。常用的是直接硝化反响。 另外，硝化反响可分为O-硝化，N-硝化和C-硝化。 1.3 硝化反响的类型 脂肪族碳原子上的硝化反响，难于控制，工业上很少应用。因此硝化反响主要是芳香化合物的硝化。 1.3 硝化反响的类型 1.4 硝化反响的特点 硝化反响是强放热反响，其放热集中，因而热量的移除是控制硝化反响的突出问题之一；硝化反响是不可逆反响；硝化反响一般是多相反响。 2、硝化反响的理论直接硝化 2.1、硝化反响

3、的机理 2.2、硝化剂的活性质点 2.3、硝化反响的影响因素 2.4、主要的硝化方法2.1、硝化反响的机理 以苯在混酸中硝化为例：2.2、硝化剂的活性质点反响体系中有水，不利于NO2+的形成，也就是不利于硝化反响。因此参加硫酸，可以大大提高硝化能力。 总的式子： 2.2、硝化剂的活性质点2.3、硝化反响的影响因素 1被硝化物的性质， 2硝化剂的影响，以混酸为硝化剂时，硫酸的作用； 3温度，一般控制在50-70 4搅拌，混酸为硝化剂时，反响是两相反响 5相比和硝酸比，相比是混酸与被硝化物的质量比，硝酸比是硝酸和被硝化物的物质的量之比 2.3、硝化反响的影响因素 6硝化副反响，主要是氧化反响，生成

4、苯酚 2.3、硝化反响的影响因素 2.4、硝化方法稀硝酸硝化 浓硝酸硝化 混酸(浓硫酸和浓硝酸) ，均相 混酸(浓硫酸和浓硝酸)，非均相 有机溶剂中硝化这种方法 3、工业硝化混酸的直接硝化 硝化方法有多种，混酸法是工业化常用的 原料：苯，混酸 浓H2SO4 + 浓HNO3主要原料质量指标 硝酸，HNO398.2%硫酸，H2SO498.0%石油苯，馏程79.6-80.5回收H2SO488.0%JPU3.1、混酸直接硝化的优点 四个优点： 1硝化能力强，反响速度快；2硝酸的用量可接近理论量，硝化后废酸可回收利用；3硫酸的热容量大，可使硝化反响比较平稳地进行；4混酸不起腐蚀作用，可采用碳钢、不锈钢或

5、铸铁作硝化反响器。 反响特点本反响是液-液两相反响，而且两相密度相差较大，需要强烈搅拌。平推流反响器无法实现强烈搅拌。一般是用间歇反响釜或全混流反响器，但这二者生产能力有限。JPU多釜串联反响器的优点因此，多釜串联反响器既可以克服单个CSTR的返混大、反响物浓度低的缺点，又可以防止PFR无法实现强烈搅拌，温度差大，难于稳定控制的缺点。 JPU3.2、硝基苯生产工艺 南京化工厂有硝基苯车间、硝基氯苯车间。毕业实习可能到那儿。生产工艺分为反响和别离俩局部反应分离JPU多釜串联的非均相连续混酸硝化法硝化操作 1正加法2反加法3并加法，连续反响。 硝化反响控制条件硝化锅温度50-72 废酸中HNO3

6、0.8%;反响物停留时间30minJPU别离工艺JPU中和酸，除去硝基酚稀释，冷却反响完HNO3，带出多余的硝基物JPU3.4、异构产物别离 1物理法，利用产物熔点、沸点的差异2化学法，一般不用 3.8、其它 1硫酸的脱水值，2废酸计算浓度，也称硝化活性因素 两个概念：硝化反响过程中的平安硝化反响要求保持适宜的温度，以防止浓硝酸的分解、氧化以及生成多硝基化合物等的副反响。多硝基化合物在受热、摩擦或撞击等条件下有可能出现爆炸的危险；有机物的氧化过程中有大量的氧化氮气体的释放，并使体系温度迅速升高，引起反响物从设备中喷出而发生爆炸事故。所以要仔细配制反响混合物并除去其中易氧化的组分，防止油类杂质进入反响设备，并要准确地对温度进行控制，实施连续混合以防止硝化反响过程中发生氧化作用。 搅拌搅拌轴要用硫酸作润滑剂，温度套管用硫酸作导热剂，不可使用普通机油或甘油，防止机油或甘油被硝化而形成爆炸性物质。 推进式搅拌浆三叶左旋推进式三叶焊接右旋推进式HXR