重氮化反应的条件是?

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(1)反应温度 重氮化反应一般在0~10℃进行,温度高容易加速重氮盐的分解。当重 氮盐比较稳定时,重氮化反应可以在稍高的温度下进行。例如,对氨基苯磺酸的重氮化可在 15~20℃进行,1-氨基萘-4-磺酸的重氮化可在30~35℃进行。

重氮化是强放热反应,为了保持适宜的反应温度,在稀盐酸或稀硫酸介质中重氮化时, 可采取直接加冰冷却法,在浓硫酸介质中重氮化时则需要用冷冻氯化钙水溶液或冷冻盐水间 接冷却。 

(2)无机酸的用量和浓度 按照反应式 ,在水介质中重氮化时,理论上1mol一 元芳伯胺需要2mol盐酸或1mol硫酸,但实际上要用2.5~4mol盐酸 或1.5~3mol硫 酸, 使反应液始终保持强酸性,ph 值始终<2或始终对刚果红试纸呈酸性 (变蓝)。如果酸量不 足,会导致芳伯胺溶解度下降、重氮化反应速率下降,甚至导致生成的重氮盐与尚未重氮化 的芳伯胺相作用而生成重氮氨基化合物或氨基偶氮化合物等副产物。

在稀盐酸中重氮化时,为了使被重氮化的芳伯胺和生成的重氮盐完全溶解,介质中盐酸 的浓度是很低的。应该指出,亚硝酸钠与浓盐酸相作用会放出氯气,影响反应的顺利进行。

在稀硫酸中的重氮化,一般只用于能生成可溶性芳伯胺硫酸盐、可溶性重氮酸性硫酸盐 或不希望有氯离子存在的情况。应该指出,稀硫酸质量分数超过25%时,三氧化二氮的逸 出速度将超过重氮化速度。

在浓硫酸介质中重氮化时,硫酸的用量应该能使亚硝酸钠、芳伯胺和反应产物重氮盐完 全溶解或反应物料不致太稠。所用的浓硫酸一般是质量分数98%和92.5%的工业硫酸。 

另外,某些芳伯胺的重氮化不能使用无机酸,而需要使用酸性较弱的有机酸或无机酸的 重金属盐。

(3)亚硝酸钠的用量 亚硝酸钠的用量必须严格控制,只稍微超过理论量。当加完亚硝 酸钠溶液并经过5~30min后,反应液仍可使碘化钾淀粉试纸变蓝,即可认为亚硝酸钠已经 微过量,芳伯胺已经完全重氮化,达到反应终点。

但重氮化完毕后,过量的亚硝酸会促进重氮盐的缓慢分解,并且不利于重氮盐的进一步 反应,制备目的产物。因此,在重氮化完毕后应在低温搅拌一定时间,使过量的亚硝酸完全 分解为亚硝酸酐逸出,或向反应液中加入适量尿素或氨基磺酸使过量的亚硝酸完全分解。

但过多地加入尿素或氨基磺酸,有时会产生破坏重氮盐的副作用。

当然,当亚硝酸过量较多时,也可以补加少量芳伯胺原料,将过量的亚硝酸消耗掉。 应该指出:在稀盐酸中或稀硫酸中重氮化时,如果亚硝酸钠用量不足,或亚硝酸钠溶液 的加料速度太慢,已经生成的重氮盐会与尚未重氮化的芳伯胺相作用,生成重氮氨基化合物 或氨基偶氮化合物。 

(4)重氮化试剂的配制 亚硝酸钠在水中的溶解度很大,在稀盐酸或稀硫酸中重氮化 时,一般可用质量分数30%~40%的亚硝酸钠水溶液,以利于向芳伯胺的稀无机酸水溶液 中快速地加入亚硝酸钠水溶液。 

在浓硫酸中重氮化时,通常要将干燥的粉状亚硝酸钠慢慢加入到浓硫酸中配成亚硝酰硫 酸溶液。

应该指出:上述反应是强烈的放热反应,加料温度不宜超过60℃,在70~80℃使亚硝 酸钠完全溶解后,要冷却到室温以下才能使用。


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