有机反应 －－硝化反应 应用化学系0503班 杨静
硝化反应 硝化反应的概述 硝化剂类型和硝化方法
1、1 概述 1、1、1硝化反应的定义 在硝化剂的作用下，向有机化合物分子中引入硝基的过程成为硝化反应。生成的产物为硝基化合物。 硝化反应是发现最早的有机反应之一，早在1834年就发现了硝化生成硝基苯的方法。到了19世纪中期，由于燃料等化学工业的发展，硝化反应开始在有机化学工业上得到广泛的应用。 在硝化剂的作用下，向有机化合物分子中引入硝基的过程成为硝化反应。生成的产物为硝基化合物。
1、1概述 硝化产物分三类 1、1、2硝化产物的分类 硝基与碳相连－称为硝基化合物 －C－NO2 硝基与氧相连－称为硝酸酯 －C－O－NO2 例如： NO2 三硝基甲苯 硝基与氧相连－称为硝酸酯 －C－O－NO2 NO2 2ON －C－O－NO2 CH3 例如： CH3 CH3 硝酸叔丁酯 硝基与氮相连－称为硝胺 －N－NO2 CH3 －NH－NO2 例如： N－硝基苯胺
1、1概述 1、1、3引入硝基的目的 医药应用 制备烈性炸药、火药 如 TNT、苦味酸、奥克托金（HMX）、黑索金（RDX）、硝甘（NG）、CL-20; 制备氨基化合物的一条重要途径； TNT 烈性炸药 制备染料 利用硝基的极性，加深染料的颜色； 浓农药 制备浓农药 利用其毒性； 制备医药 如 硝化甘油、硝酸异山梨酯、和新戊四硝酸具有心血管扩张作用； 利用硝基强吸电子性 使芳环上其他取代基活化，促进亲核取代反应； 用做溶剂 如 硝基甲烷、硝基乙烷；
1、1概述 应用 烈性炸药 TNT 医药应用 浓农药 化妆品 军事应用 聚酰胺树脂
1、2硝化剂类型和硝化方法 1、2、1硝化剂类型 （1）硝酸（HNO3）： 分子结构如下： HO:N 硝化反应所用到的试剂称作硝化剂。硝化剂种类很多，可以是单一化合物，也可以是混合物。硝化剂主要是硝酸。由于被硝化物性质和活泼性的不同，硝化剂常常不是单独的硝酸，而是各种质子酸，有机酸，酸酐及各种Lewis酸的混合物。 （1）硝酸（HNO3）： 硝酸由NH3氧化制备，具有酸性，强 氧化性，硝酸分子是平面形的，中心氮原子以sp2杂化轨道与三个氧原子生成三个δ键，Л轨道中的一对电子则和两个氧原子上的成单Л电子形成一个三中心四电子的离域大Л链（ Л ） 43 分子结构如下： HO:N O O
1、2、1硝化剂类型 1、2硝化剂类型和硝化方法 （2）硝硫混酸 特点： ① 硝化能力强； ② 氧化性较纯硝酸小 往硝酸中加入强质子酸可提高硝化能力，硫酸是最重要的、也是最常用的强质子酸，它和硝酸的混合物称为硝酸混酸，是强硝化剂。 特点： ① 硝化能力强； ② 氧化性较纯硝酸小 H2SO4 +HNO3 HSO4- +H2NO3+ H2NO3+ H2O + NO2+ + H2O +H2SO4 H3O+ +HSO4- 2H2SO4 + HNO3 NO2+ + H3O+ + 2HSO4-
1、2、1硝化剂类型 1、2硝化剂类型和硝化方法 （3）硝酸与乙酸酐的混合硝化剂 这是仅次于硝酸和混酸的常用的重要硝化剂。 特点：反应较温和，使用于被氧化和易被混和酸所分解的硝化反应。 反应机理：以NO2+为主，使用于芳烃、杂环化合物、不饱和烃、胺、醇、以及肟等的硝化。 其它的硝化剂有：有机硝酸酯、氮的氧化物（N2O5为重要）、硝酸盐和硫酸混和溶液。
1、2、2 硝化方法 1、2硝化剂类型和硝化方法 （2）浓硝酸硝化； ① 均相硝化 （3） 混硝酸硝化 ② 非均相硝化 （1）稀硝酸酸化（<70％ HNO3）； （2）浓硝酸硝化； ① 均相硝化 （3） 混硝酸硝化 ② 非均相硝化 （4）有机溶剂中硝化。
1、2硝化剂类型和硝化方法 1、2硝化剂类型和硝化方法 点击观看硝化反应机理
完 谢谢 应用化学系0503班 杨静