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氨解与胺化0318


1 芳香族卤代物的氨解 2 脂肪族卤代烃氨解
■ 羰基化合物的氨解
■ 磺酸及硝基的氨解
6.3.1 醇类的氨解
制备低级脂肪胺的常用方法。
6.3.1 醇类的氨解
NH3
ROH -H2O ROH RNH2 -H O 2
R2NH
ROH -H2O
R3N
气固相接触催化氨解
工艺方法 高压液相氨解 气固相临氢接触催化胺化氢化

气固相临氢接触催化胺化氢化
2剂
催化醇脱氢
产品胺
催化加氢

脱氢
加氢 加成胺化 脱水 羟基胺 醛 烯亚胺 胺 NH3
O +NH3 CH3-C-H 加成胺化 乙醛 OH CH3-C-NH2 H 1-羟基乙胺
-H2 CH3CH2OH 脱氢 乙醇

制备芳胺
O2N Cl
NH3
O2N
NH2
引入氨基的方法
(1)硝化还原:Ar NO2 (2)氨解法: Ar Cl
Ar OH Ar SO3H Ar NO2 氨解 Ar NH2
[H]
Ar
NH2
(3)Hoffmann降解法
ArCOOH
NH3
Ar H
ArCOONH2
H2O
ArCONH2 NaOH
还原
NaBrO
SO3H NH2
吐氏酸
SO3H NH2
发烟硫酸 二磺化
HO3S
SO3H NH2
H+ 水解
HO3S
NH2
SO3H NaOH 碱熔 H+ 酸化 OH HO3S NH2
SO3H
J-酸
OH
SO3H 发烟硫酸,70~80 C 二磺化 HO3S G酸 SO3K OH + KO3S SO3K
o
OH + HO3S R酸
腐蚀
NH4X
(3)温度: 温度升高→反应速度加快 氧化副反应速度加快; NH3的溶解度降低,反应压力增加。 (4)搅拌:非均相反应,加速搅拌有利于传质。

生产实例
1)硝基苯胺类的制备
NH2 NH2 NO2 NH2 NO2 NO2 NH2 NO2 Cl NH2 Cl NO2
NO2
2)2-氨基蒽醌
(— X、— SO3— 、
6.2.1
脂肪族化合物的氨解反应
脂肪醇与氨反应则可以得到伯、仲、叔胺的混合物;
酯的氨解时,仅得到酰胺一种产物,反应历程可以表
示如下:加成、消除历程。
ROH代表含羟基的催化剂,R1和R2表示酯中的脂肪烃或芳烃。
注意事项:
* 常用含羟基的化合物作为催化剂,如乙二醇,易形成环状氢 键; * 水的存在会发生水解副反应; * 烷基的结构对氨解反应的速度影响较大,分子量越大,分子
ArNH2
(4)羧酸还原法
ArCOOH
NH3
ArCOONH2
H2O
ArCONH2
ArCH2NH2
6.1.3 氨基化试剂(氨解剂)

液水
液氨 氨气 铵盐 有机胺(伯、仲、叔胺)
氨水 氨水是最广泛使用的氨解剂。它的优点是操作方便, 过量的氨可以用水吸收而循环使用,适用面广。另外 氨水能溶解芳磺酸盐以及氯蒽醌氨解时所用的催化剂 (铜盐或亚铜盐)和还原抑制剂(氯酸钠、间硝基苯 磺酸钠)。氨水的缺点是对某些芳香族被氨解物溶解
2NH3 快
[Ar
X Cu(NH3)2]+
ArNH2 + NH3 + [Cu(NH3)2]+
氨基碱氨解(苯炔历程)
当氯苯用KNH2在液氨中进行氨解反应时,得到互为邻位的苯胺:
该反应按苯炔历程进行,首先发生消除反应,氨基负离子
(NH2—)夺取一个芳环的氢形成氨和芳负碳离子,芳负碳离子
再失去卤离子而形成苯炔,产生的苯炔迅速与亲核试剂加成, 产生负碳离子,该负碳离子从NH3上获得质子而得产物。该反应 历程表示如下:
上,包括苯系在内的芳胺衍生物。
羟基被置换成氨基的难易程度与羟基转化成酮式(即醇式转化 成酮式)的难易程度有关。一般来说,转化成酮式的倾向性越 大,则氨解反应越容易发生。
在亚硫酸盐的存在下,萘酚磺酸衍生物与氨水反应生 成相应的萘胺磺酸衍生物的反应叫Bucherer反应。
醇式
互变异构
酮式
NH4HSO3 加成
过量氨解剂的作用: ①提高卤化物和氨解产物的溶解度 ②减少芳胺和酚副产物的生成
[Ar [Ar X X Cu(NH3)2]+ + ArNH2 Cu(NH3)2]+ + OH- 水解 ArNHAr + HX + [Cu(NH3)2]+ ArOH + X- + [Cu(NH3)2]+
③减少对设备的腐蚀
HX + NH3
δ+
R
X + NH3
亲核置换
R-NH2 + HX
反应物RX:RCOX, RX, ArX
6.3.4.1 脂肪族卤化物的氨解
RX + NH3
R X NH3
[H3N
δ- δ+ δ-
RNH2
R X ]
+ HX
R-NH2 + HX R-X R2NH + HX R-X R3N + HX R-X R4N+ X-
OH SO3H
KCl KO3S G盐
OH
碱熔 NaOH,250oC ONa ONa 18%NH ,(NH ) SO 3 42 4 NaO3S 氨解 H+ 酸化 HO3S OH NH2
γ-酸
6.3.3
环氧乙烷或乙撑亚胺
环氧乙烷或乙撑亚胺与胺或氨发生开环加成反应,得 到氨基乙醇或二胺。
6.3.4 卤基的氨解

气固相接触催化氨解法 (1)应用:甲醇氨解制二甲胺; (2)催化剂:SiO2/Al2O3; (3)温度:350~500℃; (4)压力:0.5~5MPa。

高压液相氨解 (1)用于C8~10醇的氨; (2)催化剂:金属合金,如Cu-Al, Ni-Al, Cu-Ni-Al, Cu-Cr-Al等。
催化氨解 不活泼的卤代芳烃,如氯苯、1-氯萘、1-氯萘-4-磺酸 和对氯苯胺等,必须使用铜催化剂。
第一步是催化剂与氯化物反应生成正离子络合物,这
是反应的控制阶段;第二步是正离子络合物与氨、氢
氧根离子等迅速反应生成产物
Cu
+
+
2NH3

[Cu(NH3)2]+
铜氨络离子 慢
ArX + [Cu(NH3)]2+
结构复杂,速度越低。
6.2.2 芳香族化合物氨解反应
按照置换基团的不同,可分为卤原子、羟基、硝基、 磺酸根,以下分别讨论:
6.2.2.1 芳环上卤基的氨解

氨解剂:25%氨水 反应历程:亲核置换反应
非催化氨解、催化氨解和苯炔历程三种:
1 非催化氨解 对于活泼的卤素衍生物,如芳环上含有硝基的卤素衍 生物,通常以氨水为氨解剂,可使卤素被氨基置换。
R Y + NH3 R NH2 + HY
R=烷基、芳基;Y=OH, Cl, SO3H, NO2
产物为脂肪胺或芳香胺
氨与双键(或环氧化合物)加成生成胺的反应叫做胺 化反应。
O NH2 +
H 加氢
OHH C N H
H2O
C H
CH N
NH CH2
CH3 CH3 CH3 CH3
CH3 CH3
C O + H2N OH
第6章
氨解和胺化
(Ammonolysis and Amination)


概述(概念、氨化剂、应用) 氨解反应基本原理 氨解方法(卤代烃、酚或醇、硝基等)
6.1 概述



定义 反应的目的 氨基化试剂(氨解剂)
6.1.1 定义
有机化合物与氨化剂(如氨)发生反应而生成胺类 化合物的过程,称为氨解反应。
-H2O 脱水
CH3 CH NH
+H2 加氢
CH3CH2NH2
环胺的制备
吗啉与哌嗪是工业上最重要的两个环胺,其结构式如下:
由二甘醇与氨在氢和加氢催化剂的存在下在3~40MPa反应,即 可制得吗啉。通过汽提操作从粗品中除去过量的氨.然后分馏
即可得到合格产品。
制取吗啉的另一条路线是在强酸(发烟硫酸、浓硫酸或浓盐酸) 的存在下使二乙醇胺脱水,酸是过量的,反应温度在150℃以上。

萘酚衍生物的氨解
H2SO4 160 C
o
SO3H (1)NaOH
(2)H
+
OH 氨解
NH2
β-萘胺
SO3H NH2 HO3S
OH NH2
吐氏酸
γ酸
Bucherer 反应
SO3H ONa
H2SO4,160 C 磺化
o
NaOH 碱熔
H+ 酸化
OH
发烟硫酸 低温磺化
SO3H OH
NH3,NH4HSO3 氨解
O SO3H + 2NH3 O O O NH2 + NH4Cl
O Cl + 2NH3 O
CuSO4,210-218 C 5MPa,5-10h
o
O NH2 + NH4Cl O
6.2.2.2 羟基的氨解
ROH + NH3 RNH2 + H2O
ROH:醇、酚和羟基蒽醌
氨基置换羟基的反应主要用在萘系和蒽醌系芳胺衍生物的合成
醇式加成物 萘胺
+NH3 氨解
胺式加成物
-NH4HSO3 消除
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