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硝化理论

硝化反应的研究进展

前言

硝化反应是指向有机物分子中弓|入硝基的反应,是工业上最早使用也是最为普遍的有机化学反应之一,生成的硝基化合物,是现代有机化工中最重要的中间体及产品。从硝化反应的发现至今,硝化剂的应用已经比较系统化,本文将着重介绍各类硝化剂并举例说明,同时简单介绍一些新的硝化工艺。

1 硝化体系进展

1.1硝酸及混酸类硝化

硝酸和混酸类硝化剂是最常用,也是最开始发现的硝化剂,其中混酸又包括,硝酸-硫酸,硝酸-磷酸,硝酸-醋酸,硝酸-磷钨酸,现如今已有很多带硝基的化合物,通过硝酸和混酸类硝化剂合成而得。

硝酸是一种常用的硝化剂,但浓硝酸的氧化性会引起副反应,该体系硝化反应的主要特点是反应速度快,但反应产物异构体的比例随反应条件的改变很小,即硝化产物区域选择性很低。研究人员发

现,对于甲苯的硝化反应,引入磷酸可使硝化产物的P/O值增加,从而有利于对硝基甲苯的生成。

Vassena D[1].等人¨叫研究了用硝酸和甲苯或等摩尔的2-硝基甲苯(2-NT)和4-硝基甲苯(4-NT)生产二硝基甲苯(DNTs)的新的合成方法,为代替液态的硫酸,并增加产物中4一NT和2,4一二硝基甲苯(2,4一DNT)的量,以固体酸作为非均相催化剂,取得了良好的成效.他们发现注入硫酸预成形的硅土是活性最好的催化剂,如丝光沸石的中孔系统改进了产物的对位选择。醋酸的酸度函数值小于硝酸因此在硝酸中引入醋酸和醋酐势必会降低硝化体系的酸度[2],以创造出一个较为温和的硝化环境,较为适合胺类的硝化反应[3] 。

1.2 硝酸酯类硝化

杨晓灿,姜鹏,孙宁宁等以巯基乙酸和乙酰丙酮为起始原料,亲核加成后,与CH,OH在浓硫酸催化下进行酯化反应,酯化产物在CH,ONa-CH,0H溶液回流作用下关环,进而水解,得到3.5-二甲基噻吩-2-甲酸。在乙酰硝酸酯作用下硝化得到3.5-二甲基-4-硝基噻吩-2-甲酸,在氧化亚铜一喹啉作用下脱羧得到2.4-二甲基-3-硝基噻吩,最后经过氯化亚锡还原即可得到目标化合物2.4-二甲基-3-氨基噻吩[4]。

1.3 氮氧化合物硝化

氮氧化合物硝化体系主要有N2O5催化剂体系硝化,NO2 / O3体系硝化,NO2 / O2体系硝化,N203硝化体系,N2O4硝化体系。高铁男[5]等人研究发现苯、氯苯与NO2进行的气相硝化反应中HZSM一5分子筛表现出催化活性,对氯苯的硝化反应有择形作用,且硅铝比低的分子筛催化活性较高。当用N2O5 / N2O5硝化时, 硝化无选择性; 而当用N2O5/有机溶剂(尤其是氯代烃)硝化时, 呈现出相

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