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第三节重氮化合物和偶氮化合物
重氮化合物和偶氮化合物都含有NN原子团。该官能团的一端与烃基相连,另一端与非碳原子相连或不与其他的原子或原子团相连的化合物,称为重氮化合物。如:
NNCl
NNHSO4
氯化重氮苯
硫酸重氮苯
(重氮苯盐酸盐)
(重氮苯硫酸盐)
NN官能团两端都分别与烃基相连的化合物,称为偶氮化合物。如:
CH3NNCH3
偶氮甲烷
NN
偶氮苯
NN
OH对羟基偶氮苯
NN
NCH32对二甲氨基偶氮苯
一、偶氮化合物的制备
在低温和强酸性水溶液中,芳香族伯胺和亚硝酸作用,生成重氮化合物,此反应称为重
氮化反应。如:
NH2NaNO2HCl05℃
NNClH2ONaCl
重氮化反应的历程可能是铵盐先与亚硝酸作用,生成N亚硝基化合物,然后发生重排,最后再脱水生成重氮盐。
NH3Cl亚硝酸
NHNOCl重排H
NNOHClH
H20
NNCl
重氮盐是重要的有机机合成中间体生成的重氮盐不必分离可直接在原溶液中进行下一步合成反应。
二、重氮盐的性质和应用重氮盐具有盐的性质,易溶于水,不溶于有机溶剂,其在水溶液中医药能解离为重氮盐正离子和负离子X,因此水溶液能导电。重氮盐的化学性质很活泼,可发生许多反应,主要有如下两类:一类是放氮反应,一类是不放氮的偶联反应。(一)取代反应这是重氮基被其它原子或原子团取代,并在同时放出氮气的一类反应。重氮盐在亚铜盐的催化下,重氮基被氯、溴、氰基取代,分别生成氯苯,溴苯和苯腈,同时放出氮气,此反应称为桑德迈尔反应。
N2ClCuCl
HCl
Cl
Δ
CuBrHBr
Br
Δ
KI90℃
I
CuCN
CN水解
COOH
将重氮盐加热,重氮基被羟基取代Δ,生成苯酚并放出氮气。例如:
N2Cl
OH
Δ
重氮硫酸盐和次磷酸或碱性甲醛水溶液作用,重氮基被氢原子取代并放出氮气。例如:
N2HSO4H3PO2
N2↑
f(二)偶联反应
重氮盐在低温下与苯酚或芳胺作用,生成有色的偶氮化合物的反应,称为偶联反应。例如:
N2Cl
OHPH8
NN
OH
N2Cl
NCH32PH46
NN
NCH32
偶联反应一般发生在对位,如对位已有基团占据,也可发生在邻位。例如:
OH
OH
N2Cl
PH8
NN
CH3
CH3
从以上酚和芳香叔胺与重氮盐发生的偶联反应来看,偶联发生在邻对位,相当于正电性的重氮盐取代了苯环上的氢原子,属于亲电取代反应,重氮正离子是弱的亲电试剂,所以只能进攻像酚和芳胺这类活性很高的芳环。
进行偶联反应时,介质的酸碱性是很重要的。一般重氮盐与酚类的偶联反应,是在弱碱性介质中进行的。在此条件下,酚形成苯氧负离子,使芳环电子云密度增加,有利于偶联反应的进行。重氮盐与芳胺的偶联反r
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