高中化学奥林匹克竞赛-有机化学的几个基本反应
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有机四种基本反应
有机化学中有四种基本的反应类型,它们是:
1. 加成反应(Addition Reaction):
加成反应是指两个分子结合成为一个新分子的反应。
这种反应通常发生在具有双键
或三键的有机分子(不饱和化合物)上,例如,氢气可以加成到乙烯的双键上,形成乙烷。
2. 消除反应(Elimination Reaction):
消除反应是指一个分子中的两个原子或基团被移除,生成一个双键或三键的反应。
这种反应通常涉及到碱的催化,例如,醇可以通过消除反应转化为烯烃。
3. 取代反应(Substitution Reaction):
取代反应是指一个原子或基团被另一个原子或基团替换的反应。
这种反应可以是单
取代、双取代或多重取代,例如,氯甲烷与氢氧化钠的反应中,氯原子被羟基替换。
4. 重排反应(Rearrangement Reaction):
重排反应是指分子内部的原子或基团重新排列形成一个新的分子的反应。
这种反应
不涉及原子的增减,而是结构的改变,例如,霍夫曼重排和cross-elimination重排。
这四种基本反应类型涵盖了有机化学中大部分的转化过程,理解这些反应对于学习有机合成和理解有机分子的结构变化至关重要。
有机化学反应类型全总结一、取代反应定义:有机物分子里的某些原子或原子团被其它原子或原子团所代替的反应称为取代反应.取代反应的类型很多, 中学化学中主要有下面几类:1.卤代反应烷烃、芳香烃、苯酚等均能发生卤代反应如:2.硝化反应苯及其同系物、苯酚、烷烃等均能发生硝化反应如:3.磺化反应苯、苯的衍生物, 几乎均可磺化.如:邻、对位产物为主4. 酯化反应1羧酸和醇的反应.如:2无机含氧酸和醇的反应.如:5.水解反应:卤代烃、酯、多糖、二糖、蛋白质都能在一定条件下发生水解反应.如:6. 与活泼金属的反应:醇、酚、羧酸等均能与活泼金属如钠反应生成氢气.如:7.醇与卤化氢HX的反应.如:8.羧酸或醇的分子间脱水.如:二、加成反应定义有机物分子里不饱和的碳原子跟其它原子或原子团直接结合, 生成别的物质的反应, 叫加成反应分子结构中含有双键或叁键的化合物, 一般能与H2、X2X为Cl、Br、I、HX、H2O、HCN等小分子物质起加成反应.如烯烃、二烯烃、炔烃、苯及其同系物、醛、酮、不饱和高级脂肪酸及其甘油脂、单糖等.说明:1.羧基和酯基中的碳氧双键不能发生加成反应;2.醛、酮的羰基只能与H2发生加成反应; 3.共轭二烯有两种不同的加成形式;1.和氢气加成.2.和卤素加成3.和卤化氢加成4.和水加成三、消去反应定义:有机化合物在适当条件下, 从一个分子相邻两个碳原子上脱去一个小分子如H2O、HX等而生成不饱和双键或叁键化合物的反应称为消去反应, 又称消除反应发生消去反应的化合物需具备以下两个条件:1是连有一OH或一X的碳原子有相邻的碳原子;2是该相邻的碳原子上还必须连有H原子.1.醇的消去反应.如:2.卤代烃的消去反应.如:四、聚合反应定义:由许多单个分子互相结合生成高分子化合物的反应叫聚合反应.聚合反应有两个基本类型:加聚反应和缩聚反应.1.加聚反应.由许多单个分子互相加成, 又不缩掉其它小分子的聚合反应称为加成聚合反应简称加聚反应.烯烃、二烯烃及含的物质均能发生加聚反应.如:2.缩聚反应单体间相互结合生成高分子化合物的同时, 还生成小分子物质的聚合反应, 称为缩合聚合反应, 简称缩聚反应.酚和醛、氨基酸形成多肽、葡萄糖形成多糖、二元醇与二元酸、羟基羧酸等均能发生缩聚反应.如:五、有机氧化反应1.燃烧绝大多数有机物容易燃烧如:3.催化氧化或去氢(1)乙烯催化氧化制乙醛催化剂PdCl2和CuCl2(2)乙醇催化氧化制乙醛催化剂:Cu或Ag(3)乙醛催化氧化制乙酸催化剂:醋酸锰(4)丁烷氧化法制乙酸催化剂:羧酸的钴盐等4.与强氧化剂:KMnO4H+的反应:(1)烯烃、二烯烃、炔烃,含有的油脂都能使KMnO4H+的紫色褪色.如:2苯的同系物也能使KMnO4H+的紫色褪色.如:(2)醛、甲酸及其酯、甲酸盐、葡萄糖等含有醛基的物质也能使KMnO4H+的紫色褪色.如:5.醛基-CHO与弱氧化剂:银氨溶液、新制CuOH2的氧化反应. -CHO均被氧化成-COOH,醛类、甲酸及其酯、甲酸盐、葡萄糖等均能发生上述反应.如:六、有机还原反应1.催化加氢或去氢的还原反应含有或的不饱和化合物及含有的醛、酮、单糖、羧酸等物质与H2的加成反应,都属于还原反应其它反应见前面加成反应1.如:3.硝基苯制苯胺七、分解反应1.热分解反应.如:2.裂化、裂解反应.如:八、酸碱反应九、显色反应1.苯酚溶液跟FeCl3溶液作用能显紫色.因苯酚和FeCl3在水溶液里反应,生成络离子而显紫色.2.可溶性淀粉溶液遇碘变蓝色因直链淀粉的结构能容纳碘钻入并吸附成包含物质而显蓝色.4.蛋白质分子结构中含有苯环, 跟浓硝酸作用呈黄色因氨基酸中的苯环发生硝化反应, 生成黄色的硝基化合物.十、与Na反应。
有机化学反应是指在有机分子中发生的化学反应。
可以分为加成反应、消除反应、置换反应和重排反应等四类。
1. 加成反应加成反应是指两个或多个分子之间发生亲电加成或反应性互变的反应。
常见的加成反应有氢化反应、卤代烃加成反应、烯烃加成反应、芳香族化合物加成反应等。
氢化反应是指在有机化合物中加入氢气,转化为饱和化合物的反应。
常用的催化剂有铂、钯、镍等。
卤代烃加成反应是指在卤代烃中加入另一种化学物质,如水、醇、醛、胺等。
主要是通过亲电或自由基加成实现的。
烯烃加成反应是指在烯烃中加入另一种化学物质。
可以发生典型的亲电加成和吸电子基团的亲核加成等不同机理。
芳香族化合物加成反应是指在芳香族化合物中加入另一种化学物质。
常见的反应有氢气加成、硝基加成、烷基加成、甲基加成等。
2. 消除反应消除反应是指有机化合物分解、丧失分子中一部分官能基的反应。
常见的消除反应有脱水反应、脱卤反应、脱酸反应、脱氨反应等。
脱水反应是指分子中失去一个水分子的反应。
可以通过酸催化、碱催化、热催化等不同方式实现。
脱卤反应是指分子中丢失一个卤素原子的反应。
可以通过碘化反应、氫氧化反应、加热反应等不同方式实现。
脱酸反应是指分子中失去一个质子的反应。
可以通过强碱介导、氧化还原反应、碳酸酐反应等不同方式实现。
脱氨反应是指分子中失去一个氨基团的反应。
可以通过羧酸保护、缩合反应等不同方式实现。
3. 置换反应置换反应是指有机化合物中一种官能基失去或取代另一种官能基的反应。
常见的置换反应有烷基卤代反应、酰基取代反应、氨基取代反应等。
烷基卤代反应是指烷基中卤素原子被其他官能基所取代的反应。
可以通过强碱介导、亲核取代反应、溴代反应等不同方式实现。
酰基取代反应是指酸酐或酰卤被替换为其他官能基的反应。
可以通过醇催化、亲核取代反应等不同方式实现。
氨基取代反应是指有机化合物中氨基被其他官能基所取代的反应。
可以通过加成反应、消除反应、缩合反应等不同方式实现。
4. 重排反应重排反应是指有机化合物中化学键的重新排列的反应。
有机化合物反应的类型概述有机化合物反应是有机化学中的重要内容,通过不同的反应类型,有机化合物可以发生化学变化,并形成新的化合物。
了解有机化合物反应的类型可以帮助我们理解有机化学的基本原理和反应机制,同时也对有机合成和药物研发等领域具有重要的指导作用。
本文将介绍几种常见的有机化合物反应类型,包括取代反应、加成反应、消除反应和重排反应。
一、取代反应取代反应是有机化合物中最基本的一类反应。
在取代反应中,一个原子或基团离去,而另一个原子或基团进入到化合物中。
常见的取代反应包括卤代烃的亲核取代反应、羧酸衍生物的酯化反应和芳香族化合物的芳基取代反应。
1.亲核取代反应亲核取代反应是指有机化合物中一个亲核试剂与一个电子不足的基团发生反应,亲核试剂的亲核性电子对进攻到电子不足的基团上,形成新的化学键。
常见的亲核取代反应包括取代烷基与卤代烃的取代反应、醇与卤代烃的疏水性亲核取代反应等。
2.酯化反应酯化反应是指酸与醇或醇与酸发生反应,生成酯的过程。
酯化反应在有机合成中具有广泛的应用,例如合成香料、食品添加剂等。
酯化反应是通过酸催化下的亲核取代反应进行的。
3.芳基取代反应芳基取代反应是指芳香族化合物中一个芳香基团被另一个基团所取代的反应。
芳基取代反应具有重要的应用价值,例如合成药物、染料和农药等。
常见的芳基取代反应包括取代基取代、氨基取代和亲电取代等。
二、加成反应加成反应是指两个或多个化合物的碳-碳双键或三键被打开,然后新的原子或基团加入到化合物中形成新的化学键。
常见的加成反应包括加成氢反应、加成卤素反应和加成水反应等。
1.加成氢反应加成氢反应是指烯烃与氢气发生反应,生成烷烃的过程。
加成氢反应在工业化学中广泛应用,用于烯烃的加氢饱和和环烯烃的加氢裂化等。
加成氢反应是通过催化剂的存在下进行的。
2.加成卤素反应加成卤素反应是指烯烃与卤素分子发生反应,生成卤代烃的过程。
加成卤素反应在有机合成中常用于功能基团的引入和合成复杂有机分子。
化学有机反应
《化学有机反应》
一、前言
化学有机反应是一门涉及有机物质各种化学反应的研究。
它不仅研究相互间的分子反应,还关注有机物质的合成反应、光解反应、光催化和其他特殊反应。
化学有机反应是一个庞大而复杂的领域,范围广泛,这使得学习和掌握这门课程变得十分重要。
二、主要内容
1、化学原子反应
在化学有机反应中,化学原子反应是一种基本反应,主要涉及原子间的物理化学反应,包括离子反应、转移反应、质子反应、极化反应和共价键反应。
2、有机化学反应
有机化学反应是一类反应涉及有机物分子之间的物理化学反应,主要包括加成反应、酯化反应和环化反应等。
3、光解反应
光解反应是由一定波长的光照射使物质产生反应的一种化学反应,它是一种无需催化的化学反应,它可以改变物质的性质,还可以引发有机物的合成反应。
4、光催化反应
光催化反应是指光辐射作用下,反应物间发生化学反应,但是这种反应只有在包含有特定催化剂的情况下才可能发生。
三、总结
化学有机反应是一门涉及有机物质各种化学反应的研究,它不仅涉及有机物的原子反应,还包括有机物的合成反应、光解反应、光催化等。
学习和掌握化学有机反应对专业学习和科学研究都至关重要,是未来发展的利器。
有机化学反应类型总结1.亲电取代反应:亲电取代反应是有机化学中最常见的一类反应类型。
在这类反应中,一个亲电试剂攻击另一个有机化合物,取代其中一个官能团形成新的化学键。
经典的亲电取代反应包括醛和酮的取代、烯烃芳基取代和亲核取代反应等。
2.脱羧反应:脱羧反应是有机酸分子中羧基(COOH)被去除的反应。
这类反应可以通过酸催化、碱催化或酶催化来实现。
脱羧反应通常伴随着羧基碳骨架的重排或改变。
3.加成反应:加成反应是指在有机化合物中加入一个新的官能团的反应。
加成反应可以根据加成试剂的类型和形式来进行分类。
常见的加成反应包括醛酮加成、烯烃加成、亚硫酸盐加成等。
4.消除反应:消除反应是指有机化合物中一个或多个官能团被去除的反应。
消除反应的产物是由消失的官能团之间的化学键形成的。
常见的消除反应包括醇酯消除、烯烃消除和卤代烷消除等。
5. 重排反应:重排反应是指有机化合物中化学键的重新排列以形成新的分子结构的反应。
重排反应常常伴随着官能团的迁移和碳骨架的重构。
常见的有机重排反应包括烯烃重排、醇烷重排、Wagner-Meerwein重排等。
6.氧化还原反应:氧化还原反应是指有机化合物中的氧化态和还原态之间的转变。
在氧化还原反应中,氧化剂会接受电子,并使有机化合物的氧化态增加,而还原剂会提供电子,并使有机化合物的还原态增加。
通过以上的总结,我们可以看到有机化学反应涵盖了各种形式的化学变化。
熟练掌握这些反应类型,并了解其机理和应用范围,对于有机化学研究和合成有机化合物都具有重要的意义。
亲电加成反应不饱和烃都含有π键。
烯烃分子中π轨道处于双键的上方和下方,π电子是裸露的,易于受亲电试剂的攻击亲电试剂(electrophiles):缺电子的试剂亲电加成反应electrophilic addition:不饱和烃受亲电试剂进攻后,π键断裂,试剂的两部分分别加到重键两端的碳原子上。
有机化学中的概念,对进攻试剂而言,如果是获取电子倾向强烈的,如卤素、氯化氢(中的H+)等,与烯、炔加成反应时,先是由亲电的部分(H+、X+)进攻多电子的烯、炔键,称亲电加成。
亲电加成反应(EA),简称亲电加成,是亲电试剂(带正电的基团)进攻不饱和键引起的加成反应。
反应中,不饱和键(双键或三键)打开,并与另一个底物形成两个新的σ键。
亲电加成中最常见的不饱和化合物是烯烃和炔烃.亲电加成有多种机理,包括:碳正离子机理、离子对机理、环鎓离子机理以及三中心过渡态机理.反应采取哪种机理进行与亲电试剂和不饱和化合物的性质、溶剂的极性和过渡态的稳定性等都有很大关系,一般来说,卤素加成反应中,溴与烯烃的加成反应主要按照环鎓离子中间体机理进行,而氯与烯烃的加成反应主要按照前两种机理进行。
这主要是因为两种卤素原子电负性和原子半径不同,溴的孤电子对容易和碳正离子p轨道重叠,而氯则不然。
主要的亲电加成反应类型,对于烯烃,主要有:卤素加成反应、加卤化氢反应、水合反应、氢化反应、羟汞化反应、硼氢化-氧化反应、Prins反应,以及与硫酸、次卤酸、有机酸、醇和酚的加成反应;对于炔烃,主要有:卤素加成反应、加卤化氢反应和水合反应。
由于sp碳原子的电负性比sp2碳原子电负性强,与电子结合得更为紧密,故炔烃的亲电加成反应一般比烯烃要慢。
亲电试剂进攻芳香环时,主要发生的不是亲电加成反应,而是亲电芳香取代反应。
其他的加成反应主要机理还有亲核加成反应、自由基加成反应和环加成反应。
亲电取代反应亲电取代反应一种亲电试剂取代其它官能团的化学反应,这种被取代的基团通常是氢,但其他基团被取代的情形也是存在的。
有机化学十种反应类型详细总结有机化学是研究有机化合物及其反应的学科。
有机化学的基础是有机化合物的结构和性质,而反应则是有机化合物进行的化学变化过程。
有机化学中存在着多种不同类型的反应,下面将详细总结十种常见的有机化学反应类型。
1. 取代反应(Substitution Reaction):取代反应是指一个原子或功能团被另一个原子或功能团替代的反应。
例如,醇与卤代烃发生取代反应生成醚。
2. 加成反应(Addition Reaction):加成反应是指两个或多个分子中的一个或多个键被打开,产生新的化学键。
例如,烯烃与卤代烃发生加成反应生成卤代烃。
3. 消除反应(Elimination Reaction):消除反应是指一个分子中的两个官能团之间的键被断开,形成双键或三键。
例如,醇脱水生成烯烃为消除反应。
4. 氧化还原反应(Redox Reaction):氧化还原反应是指一个物质被氧化,同时另一个物质被还原。
例如,醛被氧化为酸为氧化还原反应。
5. 缩合反应(Condensation Reaction):缩合反应是指两个或多个分子结合成一个分子,同时释放出一些小分子。
例如,醛与酒发生缩合反应生成醚。
6. 活化反应(Activation Reaction):活化反应是指在化学反应之前,需要对反应物进行其中一种处理,以使其更容易发生反应。
例如,酸催化剂对醇进行质子化,使其活化。
7. 环化反应(Cyclization Reaction):环化反应是指化合物中的一个链或环上的一个官能团与同一分子中的另一个官能团反应,形成环状化合物。
例如,醛与醇反应生成缩酮的环化反应。
8. 迁移反应(Rearrangement Reaction):迁移反应是指一个原子、功能团或离子在分子中重新排列位置的反应。
例如,酸催化下的烯醇重排为迁移反应。
9. 加氢反应(Hydrogenation Reaction):加氢反应是指当氢气参与反应时,物质中的双键或三键被加氢生成相应的饱和化合物。
重排酮肟在酸性条件下发生重排生成烃基酰胺的反应。
1886年由德国化学家.贝克曼首先发现。
常用的贝克曼重排试剂有硫酸、五氯化磷、贝克曼试剂(氯化氢在乙酸-乙酐中的溶液)、多聚磷酸和某些酰卤等。
反应时酮肟受酸性试剂作用,形成一个缺电子氮原子,同时促使其邻位碳原子上的一个烃基向它作分子内 1,2-迁移,其反应过程如下:贝克曼重排是立体专一性反应。
在酮肟分子中发生迁移的烃基与离去基团(羟基)互为反位。
在迁移过程中迁移碳原子的构型保持不变,例如:贝克曼重排反应可用于确定酮类化合物的结构。
工业上利用环己酮肟发生贝克曼重排,大量生-己内酰胺,它是合成耐纶6(见聚己内酰胺)的单体。
亲电取代反应亲电取代反应一种亲电试剂取代其它官能团的化学反应,这种被取代的基团通常是氢,但其他基团被取代的情形也是存在的。
亲电取代是芳香族化合物的特性之一.芳香烃的亲电取代是一种向芳香环系,如苯环上引入官能团的重要方法。
其它另一种主要的亲电取代反应是脂肪族的亲电取代。
亲电加成反应亲电加成反应是烯烃的加成反应,是派电子与实际作用的结果。
派键较弱,派电子受核的束缚较小,结合较松散,因此的作为电子的来源,给别的反应物提供电子。
反应时,把它作为反应底物,与它反应的试剂应是缺电子的化合物,俗称亲电试剂。
这些物质又酸中的质子,极化的带正电的卤素。
又叫马氏加成,由马可尼科夫规则而得名:“烯烃与氢卤酸的加成,氢加在氢多的碳上”。
广义的亲电加成亲反应是由任何亲电试剂与底物发生的加成反应。
在烯烃的亲电加成反应过程中,氢正离子首先进攻双键(这一步是定速步骤),生成一个碳正离子,然后卤素负离子再进攻碳正离子生成产物。
立体化学研究发现,后续的卤素负离子的进攻是从与氢离子相反的方向发生的,也就是反式加成。
如丙烯与的加成:→ 2第一步,电离生成H和离子,氢离子作为亲电试剂首先进攻双键,形成这样的结构:第二步,由于氢已经占据了一侧的位置,溴只能从另外一边进攻。
根据马氏规则,溴与2-碳成键,然后氢打向1-碳的一边,反应完成。
马氏规则的原因是,取代基越多的碳正离子越稳定也越容易形成。
这样占主导的取代基多的碳就优先被负离子进攻。
水、硫酸、次卤酸等都可以进行亲电加成。
霍夫曼降解反应概念及特点霍夫曼降解反应霍夫曼降解反应指的是酰胺与次氯酸钠或次溴酸钠的碱溶液作用时,脱去羰基生成少一个碳的伯胺反应:₂+ + 2——→₂2₃+ + H2O由于在反应及过程中由于发生了亲核重排,所以又称为霍夫曼重排反应,具有光学活性的基团在重排后构型不变。
[1]柯提斯重排反应柯提斯重排反应柯提斯重排反应是一类亲核重排反应,反应中,羧酸与叠氮化物作用生成酰基叠氮化物再重排为异氰酸酯,异氰酸酯水解得到少一碳的伯胺,该反应可用于几乎所有羧酸,是制备伯胺的方法之一。
施密特重排反应施密特重排反应施密特重排反应指的是叠氮酸和羧酸在路易斯酸或硫酸的催化下重排生成异氰酸酯并水解生成少一碳伯胺的反应。
在实际操作中,叠氮酸有毒且极易爆炸,因此往往使用叠氮化钠、硫酸和反应物在氯仿中进行反应,该反应的产率随碳链的增长而增大,简单的芳香族羧酸不太适用。
沃尔夫重排反应沃尔夫重排反应沃尔夫重排反应指的是重氮酮在氧化银或光照催化下重排生成烯酮的亲核重排反应,重排过程中生成酮碳烯。
沃尔夫重排反应生成的烯酮有很高的反应活性,可与水、醇、氨等反应生成对应的羧酸或羧酸衍生物。
[1]沃尔夫重排是阿恩特-艾斯特尔特反应()的关键步骤。
脂肪族的亲电取代在脂肪族化合物的亲电反应中,亲电试剂进攻并取代反应物的一个官能团。
该反应与更为常见的脂肪族亲核取代反应类似,只不过进攻基团是亲电试剂而非亲核试剂。
脂肪亲电取代反应也可分为两种机制,即1和2,这与脂肪亲核取代反应可分为1和2是类似的。
典型的脂肪族亲电取代反应包括:酮上α-氢的卤代反应卡宾对碳-氢键的插入反应亲电重排反应亲电重排反应亲电重排反应属重排反应()的一种,又称“正离子重排反应”指基团以缺电子的形式迁移到富电子中心的重排反应。
亲电重排多为1,2-重排反应。
[1]亲电重排反应发生时首先通过去质子化形成富电子中心,随后迁移基团发生重排。
常见的亲电重排类型包括·法沃斯基重排反应()·斯蒂文斯重排反应()·维蒂希重排反应()·弗瑞斯重排反应()亲核重排反应亲核重排反应又称“缺电子重排”属重排反应()的一种,指基团以富电子的形式迁移到缺电子中心的重排反应。
常见的亲核重排是1,2-重排。
[1][2]亲核重排反应发生时首先形成碳、氮、氧的缺电子活性中心,随后迁移基团发生重排。
常见的亲核重排类型包括缺电子碳链的重排·拜耳-维利格氧化重排反应()·瓦格纳-迈尔外因重排反应()·捷米扬诺夫重排反应()·氢过氧化物重排反应()·贝克曼重排反应()·频哪醇重排反应()·苯偶酰重排反应()·达金反应()碳烯与氮烯的重排·霍夫曼降解反应()·柯提斯重排反应()·施密特重排反应()·沃尔夫重排反应()·洛森重排反应()立体化学亲核重排过程中迁移基团的光学活性保持不变双分子消除反应双分子消除反应(又名E2反应,E代表,而2代表反应速率受到二个化合物浓度的影响),为消除反应的一项反应机构,由于反应为一步形成,与二种反应物浓度皆有关,在反应动力学上是属于二级反应,故又称为“双分子消除反应”。
上图乙醇作为碱攻击β-氢。
溴带着共用电子对在离去基作用下离去,而氢以质子的方式离去。
如同2反应,反应由一步完成,但不同的是由碱来拉走质子,而并不是当作亲核试剂,碱进攻β-氢,并与离去基同时离去,生成烯烃。
而由于反应为一步完成,与二种反应物浓度皆有关,在反应动力学上是属于二级反应。
而因为E2反应不需侵入重围,攻击之中的碳原子,只需从旁拉走一个质子,因此立体阻碍在此并不如2反应般发生影响,因此在一、二、三级受质皆可发生反应,而因为E2反应不会产生碳阳离子,故不会发生重排现象。
E2反应为一步反应,因此碱的强弱对其反应速率有很显著的影响,越强的碱能使反应进行越快,而对于离去基来说,E2反应需要好的离去基方能进行反应,但离去基E2反应与2反应的比较:E2反应2反应反应类型消除反应取代反应反应级数二级反应二级反应立体障碍不受影响受影响亲核试剂随试剂碱度上升而反应增快随亲核基强度上升而反应增快离去基离去基越好反应越快离去基越好反应越快硝化反应硝化反应是向有机物分子中引入硝基(2)的反应过程。
脂肪族化合物硝化时有氧化-断键副反应,工业上很少采用。
硝基甲烷、硝基乙烷、1-和2-硝基丙烷四种硝基烷烃气相法生产过程,是30年代美国商品溶剂公司开发的。
迄今该法仍是制取硝基烷烃的主要工业方法。
此外,硝化也泛指氮的氧化物的形成过程。
硝化反应是向有机物分子中引入硝基(2)的反应过程。
脂肪族化合物硝化时有硝化反应的反应式氧化-断键副反应,工业上很少采用。
硝基甲烷、硝基乙烷、1-和2-硝基丙烷四种硝基烷烃气相法生产过程,是30年代美国商品溶剂公司开发的。
迄今该法仍是制取硝基烷烃的主要工业方法。
此外,硝化也泛指氮的氧化物的形成过程。
工业上应用较多的是芳烃的硝化,以硝基取代芳环()上的氢,可用以下通式表示:─3→─22O硝化方法(1)稀硝酸硝化一般用于含有强的第一类定位基的芳香族化合物的硝化,反应在不锈钢或搪瓷设备中进行,硝酸约过量10~65%。
(2)浓硝酸硝化这种硝化往往要用过量很多倍的硝酸,过量的硝酸必需设法利用或回收,因而使它的实际应用受到限制。
(3)浓硫酸介质中的均相硝化当被硝化物或硝化产物在反应温度下为固体时,常常将被硝化物溶解于大量浓硫酸中,然后加入硫酸和硝酸的混合物进行硝化。
这种方法只需要使用过量很少的硝酸,一般产率较高,缺点时硫酸用量大。
(4)非均相混酸硝化当被硝化物或硝化产物在反应温度下都是液体时,常常采用非均相混酸硝化的方法,通过强烈的搅拌,使有机相被分散到酸相中而完成硝化反应。
(5)有机溶剂中硝化这种方法的优点是采用不同的溶剂,常常可以改变所得到的硝基异构产物的比例,避免使用大量硫酸作溶剂,以及使用接近理论量的硝酸。
常用的有机溶剂有乙酸、乙酸酐、二氯乙烷等。
硝基苯的生产将苯、混酸和循环废酸分别经过转子流量计连续地送入第一硝化反应器,反应物流经第二和第三硝化反应器后进入连续分离器。
分出的硝基苯经水洗、碱洗、水洗、蒸馏即得工业品硝基苯。
分出的废酸一部分作为循环废酸送回第一硝化反应器,以吸收硝化反应释放的部分热量并使混酸稀释,以减少多硝基物的生成。
大部分废酸要另外浓缩成浓硫酸,再用于配制混酸。
硝基烷烃的生产烷烃硝化采用气相反应,将预热后的丙烷与液体硝酸同时送入反应器,在370~450°C和0.8~1.2条件下反应,反应在绝热反应器中进行。
利用过量的丙烷和酸的汽化移走反应热。
硝化产物经冷凝,液相产物先经化学处理再精制得四种硝基烷烃成品,气相产物分别送丙烷和氧化氮回收系统。
过程特点硝化要求保持适当的反应温度,以避免生成多硝基物和氧化等副反应。
硝化是放热反应,而且反应速率快,控制不好会引起爆炸。
为了保持一定的硝化温度,通常要求硝化反应器具有良好的传热装置。
混酸硝化法还具有以下特点:①被硝化物或硝化产物在反应温度下是液态的,而且不溶于废硫酸中,因此,硝化后可用分层法回收废酸;②硝酸用量接近于理论量或过量不多,废硫酸经浓缩后可再用于配制混酸,即硫酸的消耗量很小;③混酸硝化是非均相过程,要求硝化反应器装有良好的搅拌装置,使酸相与有机相充分接触;④混酸组成是影响硝化能力的重要因素,混酸的硝化能力用硫酸脱水值()或硝化活性因数()表示。
是混酸中的硝酸完全硝化生成水后,废硫酸中硫酸和水的计算质量比。
是混酸中硝酸完全硝化生成水后,废酸中硫酸的计算质量百分浓度。
高或高表示硝化能力强。
对于每个具体硝化过程,其混酸组成、或都要通过实验来确定它们的适宜范围。
例如苯硝化制硝基苯时,混酸组成(%)为:H2446~49.5,344~47,其余是水,2.33~2.58,70~72。
硝化反应器硝化过程在液相中进行,通常采用釜式反应器。
根据硝化剂和介质的不同,可采用搪瓷釜、钢釜、铸铁釜或不锈钢釜。
用混酸硝化时为了尽快地移去反应热以保持适宜的反应温度,除利用夹套冷却外,还在釜内安装冷却蛇管。
产量小的硝化过程大多采用间歇操作。
产量大的硝化过程可连续操作,采用釜式连续硝化反应器或环型连续硝化反应器,实行多台串联完成硝化反应。
环型连续硝化反应器的优点是传热面积大,搅拌良好,生产能力大,副产的多硝基物和硝基酚少。
产品用途硝基烷烃为优良的溶剂,对纤维素化合物、聚氯乙烯、聚酰胺、环氧树脂等均有良好的溶解能力,并可作为溶剂添加剂和燃料添加剂。