邻氨基苯甲酸的合成.docx

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1、邻氨基苯甲酸的合成化工中间体邻氨基苯甲酸的合成（胺化反应）邻氨基苯甲酸的合成工作任务1. 邻氨基苯甲酸概述邻氨基苯甲酸是合成染料、医药、农药、香 料的中间体。在合成染料方面，用于制造偶氮染 料、蒽醌染料、靛族染料。例如分散黄 GC、分散 黄 5G、分散橙 GG、活性棕 K-B3Y 、中性蓝 BNL。 在医药方面，用于合成抗心律失常药常咯啉、维 生素 L ，非甾体类抗炎镇痛药甲灭酸、炎痛静， 非巴比妥类催眠药安眠酮，强安定药泰尔登。邻 氨基苯甲酸作为化学试剂，可用作测定镉、钴、 汞、镁、镍、铅、锌和铈等的络合试剂，与 1-萘 胺共用可测定亚硝酸盐。该品还用于其他有机合 成。以邻氨基苯甲酸为原料，

2、经成盐、重氮化、还 原 、 环 合 ， 可 得 到 (3-Hydroxyindazole) 。3.2 合成邻氨基苯甲酸的工作任务分析3- 羟 基 吲 唑3.2.1 邻氨基苯甲酸分子结构的分析邻氨基苯甲酸的分子式： H NC H COOH2 6 4邻氨基苯甲酸的分子结构式：2COOHNH2不难看出，目标化合物基本结构为苯环，在 苯环上接有氨基和羧基。从基团（官能团）的位 置看，氨基和羧基处于邻位。3.2.2 邻氨基苯甲酸合成路线分析从邻氨基苯甲酸的结构可以看出，合成邻氨基 苯甲酸要在苯环相邻的两个碳原子上引入氨基和 羧基，或者在含有氨基和羧基之一的苯衍生物苯 环上再引入另一个基团。氨基直接引入苯

3、环因转 化率低无实际应用意义，苯环上氨基的引入可采 用硝基还原，也可间接引入氨基，即氨基置换苯 环上已有的取代基。对于邻氨基苯甲酸而言，逆向推导如下： 分析 1：COOHNH2COOHFG FG NO2CH3NO2相应合成路线 1：由邻硝基甲苯氧化得邻硝 基苯甲酸，邻硝基苯甲酸还原得到邻氨基苯甲酸。CH3氧 化COOH还 原NO2NO23CNHOCOOHNH2分析 2：NH2FGCOHOFG 2C OHOCCNHO O O相应合成路线 2：邻苯二甲酰亚胺用烧碱和 次氯酸钠溶液处理而制得：分析 3：NH2FGCOHC FGNHC OH2OCCOO O O相应的合成路线 3：由苯酐与氨进行酰胺化反

4、 应，生成邻甲酰氨基苯甲酸钠，经次氯酸钠降解 反应，生成邻氨基苯甲酸钠，最后中和而得。实际上，第三种路线与第二种路线非常相近， 只不过第三种路线的起始出发物邻苯二甲酸酐更 为常用。因此要想从这些合成路线中确定最理想 的一条路线，并成为工业生产上可用的工艺路线， 则需要综合而科学地考察设计出的每一条路线的4利弊，择优选用。3.2.3 文献中常见的邻氨基苯甲酸合成方法 从文献资料上可以查出，目前邻氨基苯甲酸的生产方法主要有下面的方法。1邻硝基苯甲酸还原该法以邻硝基苯甲酸为原料，经还原而得。COOHCOOHNO2还 原NH2如果邻硝基苯甲酸原料的来源与价格合适，此 法制备最为简单。但制备邻硝基苯甲酸

5、，如用苯 甲酸硝化，则羧基使硝化反应困难；如用甲苯或 乙苯硝化，产物主要为邻位和对位的混合物，对 位产物的比例较高，所以这种方法生产对硝基苯 甲酸中更为常用。2邻苯二甲酰亚胺用烧碱和次氯酸钠溶液处 理而制得。OOC NaOHNHCOC NH2CONaONaClONH2CONaOH+NH2COHO3由苯酐、氨及氢氧化钠在低温下进行酰胺 化反应，生成邻氨甲酰苯甲酸钠，经次氯酸钠降 解（脱羰基）反应，生成邻氨基苯甲酸钠，最后 中和而得。52OOCCOO胺化C NHCONaONaClONH2CONaOH+NH2COHO由于所用原料成本较低，反应产率高，此方 法是工业生产上主要的生产方法。这里建议同学

6、们选用该法（路线 3 ）合成邻氨基苯甲酸。下面 我们将由此合成路线出发，将合成过程中需要考 虑的各种因素进行剖析，找出一条相对合适的合 成方案，并按此方案进行合成来实际检验方案的 可行性。假如采用其他的合成路线，请同学们沿 此思路自己剖析，应该不难找出合适的合成的方 案。3.2.4 邻氨基苯甲酸合成过程单元反应及其控制 分析对于第三条合成路线（即以苯酐为合成起始 物的路线），胺化和次氯酸钠降解（实际上也是胺 化的一类）是合成邻氨基苯甲酸过程实施的关键 反应。欲在合成中做好胺化反应，就必须对胺化 反应过程的情况作详细了解。3.2.4.1 苯酐的胺化及其控制分析1苯酐胺化反应（1）胺化反应胺化也称

7、氨解或氨基化，是指含有不同活性6官能团的有机物与胺化剂作用，生成胺类的化学 过程。例如苯系芳烃胺化可制备苯胺。反应通式 如下：R-Y NH R-NH 3 2HY其中胺解指的是氨与有机化合物发生复分解 而生成伯胺的反应，氨与双键加成反应只能叫胺 化而不能叫氨解。胺化按被置换基团的不同，可分为卤化物的 胺化，羟基化合物的胺化，羰基化合物的胺化， 磺酸基化合物的胺化和硝基化合物的胺化。(2)胺化试剂胺化反应常用液氨、氨水、气态胺或其他含 氨基化合物作胺化剂。液氨氨在常温、常压下是气体。将氨在加压下冷 却，使氨液化即可装入钢瓶，以便贮存、运输。 钢顶上装打两个阀门，一个阀门在液面上，用来 引出气态氨：

8、另一个阀门用管子插入液氨中，用 于引出液氨。液氨的临界温度是 132.9 ，这是氨能保持 液态的最高温度。但是，液氨在高压下可溶解于72 2许多液态有机化合物中。因此，如果有机化合物 在反应温度下是液态的，或者氨解反应要求在无 水有机溶剂中进行，则需要使用液氨作氨解剂。 这时即使氨解温度超过 132.9 ，氨仍能保持液 态。另外，有机反应物在过量的液氨中也有一定 的溶解度。液氨主要用于需要避免水解副反应的氨解过 程。例如：2-氰基-4-硝基氯苯氨解制 2-氰基-4- 硝基苯胺时，为了避免氰基的水解，要用液氨在氯苯溶剂中进行氨解。ClNH2CN+ 2NH3液 氨 、 有 机 溶 剂 高 温 、

9、高 压CN+ NH Cl4NO NO用液氨进行氨解的缺点是：操作压力高，过 量的液氨较难再以液态氨的形式回收。氨水氨在常压和 20时在水中的溶解度为 34.1 (重量)、在 30时为 29，在 40为 25.3%。为 了减少和避免氨水在贮存运输中的挥发损失，工 业氨水的浓度般为 25%。在压力下，氨在水中 的溶解度增加，因此，使用氨水的胺解反应可在 高温、高压下进行。这时甚至可以向 25氨水中 通入一部分液氨或氨气以提高氨水的浓度。833对于液相氨化过程，氨水是使用最广泛的氨 化剂，它的优点是操作方面，过量的氨可用水吸 收，回收的氨水可循环套用，适用面广。另外， 氨水还能溶解芳磺酸盐以及氯蒽醌

10、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 化物溶解度小，水的存在有时会引起水解副反应。用氨水进行的氨解过程，应该解释为是由 NH 引起的，而不是由 NH OH 引起的。因为水4是很弱的“酸”，它和 NH 的氢键缔合作用很不稳 定，而氢氧化铵是弱碱，它在氨水中的存在量极 少。HH NH+H O2HH NHH O H NH4+OH由于 OH的存在，在某些氨解反应中会同时发生水解副反应。（3）其他氨化剂其他氨化剂主要有气氨、含氨基化合物等。气 态氨用于气固相接触催化氨解和胺化。含氨基的 化合物如尿素、碳酸氢铵、羟氨和芳胺等，只用

11、于个别氨解和胺化反应。经过比较，本情境中可以选氨水作氨化剂。 2苯酐的胺化反应机理9酸酐的氨解是酰基上的亲核取代反应，其历程 遵循酰基亲核反应共同的加成 -消除的反应机制。首先是酸酐的碳酰基中带部分正电荷的碳原子 向伯胺氨基氮原子上的末共用电子对作亲电进 攻，形成过渡络合物，然后酸酐键断裂，而形成 羧酰胺和羧酸。碳酰基是吸电子基，它使酰胺分子中氨基氮 原子上的电子云密度降低，不容易再与亲电的酰 化剂质点相作用，即不容易生成 N，N-二酰化物。 所以，在一般情况下容易制得较纯的酰胺，这和 N-烷基化反应是不一样的。反应中无水生成，反应不可逆，因而反应收率 较高。由于苯酐氨解时产生一分子羧酸，能与

12、氨进一 步结合形成铵盐。但由于该羧酸的的酸性较弱（参 考情境 2 中苯甲酸的酸性），形成的铵盐很容易解 离。工业生产中，苯酐胺化是常用氨水与 NaOH 一 起胺化，此时产物邻氨甲酰苯甲酸钠，反应式如 下。102主要副反应主要是苯酐的水解。 OOCCO+H OC O HC O HOO由于氨是强亲核性试剂，氨解的速度远大于 水解的速度。3苯酐胺化的影响因素苯酐的胺化反应主要受反应物（苯酐、胺化 剂）、传质、温度等因素的影响。（1）苯酐的反应性质邻苯二甲酸酐俗称苯酐，英文简写为 PA。它 是白色鳞片状固体及粉末，或白色针状晶体，比 重 1.527（4），熔点 130.8 ，沸点 284.5 ， 易升

13、华，稍溶于冷水，易溶于热水并水解为邻苯 二甲酸，溶于乙醇、苯和吡啶，微溶于乙醚。酸酐的分子结构可以看作羰基和酯基相连， 由于酯基的吸电子性，酸酐的羰基碳正电性有所 增加，有利于亲电反应的进行，故苯酐在氨解中 反应活性较高。1133由于羰基双键能与苯环电子云形成共轭，使 羰基碳上电性部分转移苯环上，故苯酐的活性较 乙酐为低。（2）氨水的性质氨水为无色透明液体，有强烈的刺激性气味。 受热或见光易分解，极易挥发出氨气。浓氨水对 呼吸道和皮肤有刺激作用，并能损伤中枢神经系 统。具有弱碱性。用氨水进行的氨解过程，应该解释为是由 NH 引起的，而不是由 NH OH 引起的。因为水4是很弱的“酸”，它和 N

14、H 的氢键缔合作用很不 稳定，而氢氧化铵是弱碱，它在氨水中的存在量 极少。工业氨解时常用 25%的工业氨水，而实际生 产中还应根据氨解的难易以及设备的耐压能力确 定氨水的浓度。（3）胺比从反应计量系数看，氨的用量与苯酐的摩尔 比约为 1:1 ，产物分子中形成一个酰胺基和一个 羧基。但通常胺化反应时氨水过量，这样可以使 底物（苯酐）转化更完全。12在氨水过量的条件下，多余的氨会和羧基反 应形成铵盐，此时氨水的用量应加倍；同时，为 了保证体系中有足够浓度的氨，即胺比应在 2:1 以上。但如果在胺化的同时加入 NaOH ，使得铵盐 中的氨释放出来，重新参与到胺化反应中，则胺 比可以控制在 12:1。

15、（4）温度一般而言，升高温度可以增加有机物在氨水 中的溶解度和加快反应速率，对缩短反应时间有 利，但温度过高，也会增加副反应的发生，甚至 出现焦化现象，同时压力也将升高。氨解反应是一个放热反应，反应速率过快， 将使反应热的移除困难，因此对每一个氨解反应 都规定有最高允许温度。苯酐的氨解比较容易，反应放热，并且氨水 易挥发，故要控制反应平稳地进行，反应温度不 宜过高。（5）传质的影响搅拌效应对反应速率的影响有三种情况： 两者呈线性关系；无搅拌时反应速率很慢，有 搅拌时初期反应速率增加很快，达到一定转速后 两者呈线性关系；反应速率与搅拌速率无关。13由于苯酐常温下是固体，而氨水是液体，搅 拌有利于

16、苯酐的溶解，也有利于反应热的传递。（6）主要副反应主要是苯酐的水解。OOCCO+H O2C O HC O HOO由于氨是强亲核性试剂，氨解的速度远大于 水解的速度。如果反应时体系内氨始终过量的话， 可将水解副反应降到很低的程度。5. 苯酐胺化反应的监控（1）反应体系构建要点1 反应温度需控制平稳，宜采用水浴控制反应 温度；2 由于氨水易挥发，反应体系需配有回流装置， 回流装置出口可以考虑接尾气吸收装置。3 反应体系要能中间加料，宜采用多口反应瓶。 （2）反应控制策略为了防止氨水中水带来的水解副反应，在加料 方式上应将苯酐加入到氨水中，使得反应时氨始 终处于过量状态。同时，也能使得反应热易于散

17、发，反应比较平稳。但必须注意，如果胺比控制 在 1:1 左右时，由于苯酐氨解时同时形成铵盐，14从而使得体系中游离的氨分子的浓度迅速降低， 当苯酐加入一半时可能会使体系中游离氨的浓度 降到接近于 0，如果继续加入苯酐，将不会发生 氨解反应，而发生水解反应。此时必须加入等摩 尔的 NaOH 将铵盐中的氨游离出来，再加入苯酐反 应。由于加入 NaOH 中和铵盐会产生水，故当加入 第二批苯酐时体系中氨水实际的浓度会下降，影 响氨解反应速率，此时可稍加热，一方面能促进 苯酐的溶解，另一方面能加快胺化速度。同样道理，当第二批苯酐加入到一半时，必须 加入相应等摩尔的 NaOH 中和铵盐，使氨游离出 来。依

18、此类推，直至苯酐全部加完。如果控制氨 水过量 20 ，则第三次加入苯酐后可不必加入 NaOH。（3）氨解反应终点的控制氨解反应较快，当原料苯酐溶解完全后氨解 反应基本就能完成。可以测定体系的 pH 值，当 pH 值不再下降时，反应即到终点。也可以用 TLC 法对反应进行跟踪。3.2.4.2 霍夫曼降解反应及监控这里是利用酰胺的霍夫曼降解反应进行脱羰15基的。酰胺与次氯酸钠（或次溴酸钠）反应，失 去碳基，生成减少一个碳原子的伯胺，这一反应 称霍夫曼重排，由于反应生成少 1 个碳原子的胺， 该反应又称霍夫曼降解。利用霍夫曼重排制胺的优点是产率高、纯度高， 工业生产中经常使用。1霍夫曼重排反应机理酰

19、胺霍夫曼重排反应的历程如下。重排酰基氮宾异氰酸酯NaOH氨基甲酸历程步骤：酰胺的卤代，即氮原子上的氢 被卤素取代，得到 N-卤代酰胺的中间体。在碱 作用下，脱去卤化氢，得到一个缺电子的氮原子 （氮原子最外层只有六个电子）的中间体酰基氮 烯。酰基氮烯很不稳定，容易发生重排。烷基 带着一对电子转移到缺电子的氮原子上，生成异 腈酸酯。异腈酸酯的水解反应，即异腈酸酯在 碱性水溶液中很容易脱去 CO 而生成伯胺和碳酸2根离子。各步反应均为一级不可逆反应，故霍夫曼降16解反应具有很高的产率。2霍夫曼重排反应的影响因素(1)酰胺的反应性质发生霍夫曼重排的酰胺可以是脂肪族酰胺也可 以是芳香族酰胺，要求是一级酰

20、胺。邻氨甲酰苯 甲酸含酰胺基，可以发生霍夫曼降解反应。 （2）次氯（溴）酸钠的反应性质次氯（溴）酸钠可用于霍夫曼降解，次氯酸 钠比次溴酸钠价格便宜，工业生产中一般考虑使 用次氯酸钠。但相对于次氯酸钠，次溴酸钠反应 活性较高，且较稳定。由于次氯酸钠稳定性不高， 使用时最好现配现用，以保证次氯酸钠的有效氯 10% 。固态次氯酸钠为白色粉末。在空气中极不稳 定。受热后迅速自行分解。在碱性状态时较稳定。 一般工业品是无色或淡黄色液体。易溶于冷水生 成烧碱和次氯酸，次氯酸再分解生成氯化氢和新 生氧。是强氧化剂。（3）反应介质条件霍夫曼重排反应是在碱性条件下进行的。碱 性条件下，次氯酸钠（或次溴酸钠）稳定

21、性较高。 故在重排反应前需将邻氨甲酰苯甲酸用碱进行处17理。（4）物料比从反应机理上看，邻氨甲酰苯甲酸与次氯酸 钠的摩尔比应为 1:1 ，考虑到次氯酸钠容易分解 而损耗，实际加量应略过量。（5）温度由于形成性质很活泼的中间体酰基氮烯，故 霍夫曼反应开始时温度要低。低温也有利于次氯 酸钠（或次溴酸钠）的稳定。反应后期，由于中 间体氨基甲酸酯重排需要较高的反应温度，故后 期反应要在较高温度下进行。（6）搅拌由于是均相反应体系，搅拌对反应的影响不 太大。但搅拌可以更好地控制反应热量的传递， 特别是重排阶段，相对稳定的温度对重排反应有 利。3霍夫曼重排反应的监控（1）霍夫曼重排反应体系的构建要点 反应

22、初期在低温下进行，故需要配置冰盐浴冷却；反应后期需要较高温度，故需要配置水浴 装置；183 为避免反应过程中反应物料的挥发，体系 要有回流装置。体系无需避水，普通的回流装置 即可。4 考虑到加样、测温、搅拌的需要，反应瓶 宜选用多口反应瓶。（2）霍夫曼重排反应的控制策略前期在低温下反应，时间可以长一些，以利 于中间体的转化；后期加温速度要快，避免副反 应的发生。（3）霍夫曼重排反应终点的控制可以通过 TLC 法对反应进行跟踪。参见附 录。3.2.4.3 酸化过程及控制水解结束时，产物以邻氨基苯甲酸钠盐的形 式存在，为了得到目的产物邻氨基苯甲酸，必须 将邻氨基苯甲酸钠盐进行酸化。反应式如下：NH

23、2CONaOH+NH2COHO当酸化至 pH=4 左右，邻氨基苯甲酸的溶解 度最低，将从溶液中析出，可以采用过滤的方法 将产物过滤出来。特别要注意，酸化时不能酸化 过头，因为过量的酸会使得邻氨基苯甲酸重新溶19解。酸化时采用的酸一般为浓盐酸，这是因为： 其一，浓盐酸带入的水较少；其二，过量的浓盐 酸可以 HCl 的形式挥发出去。3.2.4.4 各单元反应的衔接因为胺化反应产率较高，反应结束后反应物 处于碱性条件，与霍夫曼反应要求的介质条件一 致，故无需经过分离就可以直接进行霍夫曼重排 反应。另外，由于酸化是反应的最后一步，直接影 响到产物的存在状态，通常把酸化过程纳入产物 的分离过程一起讨论。

24、3.3 邻氨基苯甲酸的合成方法选用3.3.1 邻氨基苯甲酸的合成原理通过上面的分析，本项目可由苯酐与氨进行 酰胺化反应，经碱处理生成邻甲酰氨基苯甲酸钠， 经次氯酸钠降解反应，生成邻氨基苯甲酸钠，最 后中和而得。反应式如下：OOCCO+NH3CCNNOO2OO20OOC NHC O H2+NaOHC NHC ONa2+H O2OOOC NHC ONa2+NaClONaOH NH2C O Na+CO2+NaClOOCO2+2 NaOHNa CO23+H O23.3.2 邻氨基苯甲酸的合成工艺条件1.物料配比n （苯酐） n （NH ）：n(次氯酸钠 ) 311.1:1.0252.反应温度次氯酸钠配

25、制：温度 0苯酐胺化温度：60-62次氯酸钠溶液加入时温度： -8次氯酸钠降解反应温度： 703. 压力：常压。4. 搅拌：良好。3.3.3 邻氨基苯甲酸的合成装置苯酐为原料制备邻氨基苯甲酸反应参考装置 如图 3-1：21图 3-1 邻氨基苯甲酸制备反应装置 装置中主要仪器及作用：表 3-2 实验仪器及作用仪器三口烧瓶Y 形接头搅拌装置球形冷凝管滴液管作用 装液、加热多提供一个接口加快传热、传质 回流加液注：实验也可直接使用四口烧瓶。 3.4 邻氨基苯甲酸合成中产物分离、精制、检测方法3.4.1 霍夫曼降解反应结束后反应物料的后处 理1.体系的组成及状态22霍夫曼降解反应后的反应体系中主要组成

26、为 邻氨基苯甲酸钠、碳酸钠、氯化钠、过量的氨、 过量的氢氧化钠、水以及少量副产物等，以溶液 的形式存在。2产物分离策略酸化时，除了碳酸钠会形成溶解度较小的碳酸 氢钠沉淀外，其他物质均不会形成沉淀，因此可 以考虑直接酸化沉淀的方法进行分离。由于碳酸氢钠在 pH=6 时溶解度最小，而邻氨 基苯甲酸在 pH=4 时溶解度最小，因此酸化时，碳 酸氢钠会首先沉淀下来。Na CO23+HCl NaHCO3+NaCl继续酸化时，邻氨基苯甲酸才会沉淀下来，这 样可以很方便地进行过滤分离。3. 粗产物的分离与流程可参考如下的分离流程：反 应 混调节 pH 值为 6.5，滤 液调节 pH 值为 4.0， 23滤饼

27、滤饼（产滤液（抛所得产品还可进一步重结晶纯化处理。 4.分离主要装置主要使用抽滤（或过滤）装置。3.4.2产物的纯化及精制用水（活性炭）重结晶，操作参见情境 1 及 附录。也可用 50%的乙酸溶液结晶。亦可真空升华。 3.4.3 邻氨基苯甲酸的检测1.邻氨基苯甲酸的检测邻氨基苯甲酸属于芳伯胺，可采用常用的 重氮 化法分析。 参见 Q/DLB001-2006 （参照 A 、C 、S 标准制定）。2.邻氨基苯甲酸的鉴定（1）本品的熔点为 146147。熔点测定的方法参见附录。（2）本品的标准红外谱图如图 3-2 。24图 3-2邻氨基苯甲酸红外谱图3.5 邻氨基苯甲酸合成过程的三废处理1.废气来源

28、及处理本项目合成过程中的废气主要来源于氨水的 挥发。但由于挥发出的气体浓度不高，因此只需 在通风橱中进行相关操作即可。2.废液的处理本项目合成过程中的废液主要为沉淀废水和 重结晶母液。对于这部分废液通常要分类回收处 理后才能集中排放。3.废渣的处理主要是各步反应中脱色后过滤产生的活性 炭。这些废渣回收（活性炭）的价值不大，可以 集中后焚烧处理。3.7 邻氨基苯甲酸的合成任务完成效果评价仍然采用情境 1 中的评价方法和评价程序进 行评价，即分别从合成路线及方案、合成装置、25222操作及产品合成结果及职业素质的养成情况等四 方面进行评价。第一项主要从原料、工艺、安全、 三废等方面进行评价；第二项

29、主要从装置搭建、 反应操作、产物分离精制、产品分析检测、实验 过程规范与记录及实验结束现场清理等方面进行 评价；第三项主要从产品质量、产品利率或产率、 安全环保及产品经济效益等进行综合评价；第四 项主要从学生的职业素质养成的情况方面进行评 价。3.8 知识拓展3.8.1 常见氨基化反应1. 卤化物的氨基化（1） 脂肪族卤化物的氨基化脂肪族卤化物的氨基化属亲核置换反应。脂 肪胺的碱性大于氨，反应生成的胺容易与卤烷继 续反应，得到伯、仲和叔胺的混合物。RXNH3RNH HXRXRNH2R NH HXR NHRX R N HX3相对分子量小的卤烷活泼性高，可用氨水做 胺化剂；分子量大的卤烷活泼性低，

30、要用液氨或 氨 的 醇 溶 液 做 胺 化 剂 。 卤 烷 的 活 泼 顺 序 是26RI RBrRClRF ，伯卤烷比仲卤烷容易氨基化， 叔卤烷由于空间位阻，最难反应，氨基化同时会 发生消除反应，生成大量的烯烃，不宜用叔卤代 烷氨基化来制备叔胺。制备伯胺时，氨水过量很多，得到伯、仲和 叔胺的混合物，分离很复杂因此，除乙二胺， 氨基乙酸少数产品外，多数脂肪胺不采用此法生 产。氯乙酸经氨基化所得氨基乙酸（又称甘氨 酸），是有机合成、医药、生物化学的重要原料。ClCH COOH23050NH3 、常压H NCH COOH2 2当用氨水做胺化剂时冰氯乙酸和氨的摩尔比 需要高达 1：60 才能将仲胺和

31、叔胺的生成量降低 到 30以下。如果在反应液中加入六亚甲基四胺 (乌洛托品)做摧化剂可以减少氨的用量，并减少仲 胺和叔胺的生成量。此法的优点是工艺过程简单， 基本上无公害。缺点是催化剂乌洛托品不能回收。 （2）芳香族卤化物的氨基化芳香族卤化物的氨基化比卤烷困难，常常要 在高温、催化剂和强胺化剂条件下才能反应，当 芳环上带有吸电子基团时反应容易得多。当芳环 上没有强吸电子基 (例如硝基、磺基或氰基 )时，卤272 3基不够活泼，它的氨基化需要很强的反应条件并 且要用铜盐或亚铜盐做催化刘。当芳环上有强吸 电子基时卤基比较活泼可以不用铜催化剂，但仍 需在高温高压下氨解。卤原子活泼性： -F -Cl=

32、-Br-I卤基的催化氨基化反应速度与卤化物的浓度 和铜离子的浓度成正比。反应速度虽然与氨水的 浓度无关，但是增加氨的含量可降低副产物酚的 生成，增加氨的用量还可减少二芳胺的生成。如：芳环上有强吸电子基的非催化氨基化，广泛 应用于制取硝基苯胺及其衍生物，如：2. 羟基化合物的氨基化(1) 醇类的氨基化醇类与氨在催化剂作用下生成胺类是目前制 备低级胺类常用的方法。大多数情况下醇的氨基 化要求较强烈的反应条件，需要加入催化剂（如 Al O ）和较高的反应温度。RCH2OH NH3Al O23RCH2NH2 H O22822 32反应生成的伯胺与原料醇进一步反应生成仲 胺直至生成叔胺。RCH OH R

33、CH NH22RCH NHCH R 2 2H O2RCH OH RCH NHCH R (RCH ) N H O2 2 2所得的产物是伯胺、仲胺和叔胺的混合物。 采用过量的醇，可生成较多的叔胺，采用过量的 胺，则生成较多的伯胺。醇类的氨基化常在气相、 350 500 和 1 15MPa 压力下通过脱水催化剂下完成，如甲醇 (或 乙醇 ) 与氢与氨在固体酸性脱水催化剂（如氧化 铝）存在下，于高温氨基化得一甲胺、二甲胺及 三甲胺的混合物，采用连续精馏可分离产物。高 级脂肪醇类的氨解，最好在加压系统中进行，如 将十六醇和氨通过装有氧化铝并保持 380400 的催化反应器，在 12.5MPa 压力下可制

34、得十六胺。醇类在脱氧催化剂上进行的氨解是另一重要 过程，脱氢催化剂主要采用载体型镍、钴、铁、 铜，也可采用铂、钯，氢用于催化剂的活化。通 过反应条件的控制，如温度、氨比及压力等，可 控制产物组成的分布。(2) 苯系酚类的氨基化2922 3 22 3 2 3 32 33苯系一元酚的羟基不够活泼，它的氨解需要 很强的反应条件。苯系多元酚比较活泼，可在较 温和的条件下氨解，但没有工业应用价值。苯系 一元酚的氨基化主要用于苯胺和间甲苯胺的生 产。工 业 上 由 苯 酚 制 取 苯 胺 的 方 法 称 为 赫 尔 （ Hallon ）合成苯胺法。苯酚气相氨基化是合成 苯胺的氨解过程为OH NHH2NH3

35、H O2反应是可逆的，采用过量的氨和较低温度有 利于反应进行，生成的苯胺可进进一步生成二苯 胺（占苯胺的 1%-2%）。NH2H2NH NH3过量的氨可防止二苯胺的生成。催化剂可用 Al O SiO 或 MgO-B O - Al O -TO ，也可用含 有 CeO 、VO 或 WO 等组分的催化剂。反应一 般在 425和 20Mpa 下进行，氢用于催化剂的活 化。（3）萘酚衍生物的氨解萘环上 - 位的氨基一般不能用硝化还原302 2 42H O法、氯化-氨解法或磺化-氨解法来引入。但是，萘 环上-位的羟基却容易通过磺化碱熔法来引入。 因此，将萘环 -位羟基转化为-位氨基的方法就 成为从 2-萘

36、酚制备 2-萘胺衍生物的主要方法。萘系羟基衍生物在亚硫酸盐存在下的氨解反 应称为赫勒反应。例如，OHOHNaO S3OHNH3+(NH )HSO44NaO S3NH2蒽醌环上的氨基一般可以通过硝基还原法、 氯基氨解法或硝基氨解法来引入。一个特殊的例 子是从 1,4-二羟基蒽醌的氨解制 1,4-二氨基蒽醌。 它的氨解条件比较特殊。它要求将 1,4-二羟基蒽 醌在 20 氨水中先用强还原剂保险粉 (Na S O ) 还原成隐色体，然后在 9498、 0.370.41Mpa 进行氨解，得到的产品是 1,4-二氨基蒽醌的隐色 体。3. 羰基化合物的氨基化在加氢催化剂存在下，醛和酮等羰基化合物 发生氢化

37、胺化反应，得到脂肪胺。+ HRCHO + NH RCHOHNH RCH NH3 2 - 2 22反应生成的伯胺同样也能与原料醛反应，生 成仲胺，甚生还能进而生成叔胺。通过调节原料31中氨和醛的摩尔比，可以使某一种胺成为主要产 物。反应可以在气相进行，也可在液相进行。例 如：将乙醛、氨、氢的气态混合物以物质的量的 比为 1:0.43:5，在 100200通过镍-铬催化剂， 可得一乙胺、二乙胺和三乙胺的混合物，收率按 乙醛投料量计为 90%95%. 如果用大大过量的 氨，便可由乙醛制备乙胺。HCH C = O3+ NH3HCH C -OH3NH2-H O2CH CH=NH3H2NiS WS2CH

38、CH NH3 2 2此外羧酸或羧酸衍生物经氨解生成酰胺后， 再经霍夫曼重排反应可以制备胺类。4磺酸基和硝基化合物的氨基化(1)磺酸基的氨基化磺基被氨基的置换只限于蒽醌系列。蒽醌磺 酸与氨反应时所生成的亚硫酸盐将导致生成可溶 性的还原产物，使氨基蒽醌的产率和质量下降， 因此，在磺基的氨解中需要有氧化剂存在，例如 间硝基苯磺酸、砷酸、硝酸盐等，最常用的氧化 剂是间硝基苯磺酸 (防染盐)，但这些氧化剂会使废 水的 COD 和毒性有所提高。32(2)硝基化合物的氨基化硝基氨基化主要用于硝基蒽醌合成氨基蒽醌。如果氨基化过程中亚硝酸铵大量积累，干燥 受热会有爆炸危险，为防止事故，可采用过量氨 水，出料后用

39、水冲洗反应器。碱性介质中，当苯系化合物中至少存在两个 硝基，萘系化合物中至少有一个硝基时，可发生 亲核取代生成伯胺。如：5芳环上氢的直接氨基化苯或其同系物与氨在高温、催化剂存在下， 可气相催化氨基化生成苯胺，此方法未工业化用33羟氨或氨基钠做胺化剂是重要的氨基化方法 在浓硫酸介质中，如将芳烃在浓硫酸介质中与羟胺在 100160反应，也可直接在芳环上引 入氨基，它是一个亲电取代反应。Ar + NH 2 OH ArNH 2 + H2 O6. 芳胺基化芳胺基化是指芳胺与卤化物、酚类、芳磺酸、 芳胺等含活泼基团的芳香族化合物作用，制取二 芳胺的反应。(1) 芳香族卤化物的芳胺基化芳香族卤化物的芳胺基化

40、反应通式：反应中常加入缚酸剂氧化镁、碳酸钠、乙酸 钠等，以中和酸性。例如，对硝基氯苯经下列路 线可制得安安蓝 B 色基：安安蓝 B 色素34引入磺基是为了提高氯原子的活泼性及增加水 溶性；(2) 芳香族羟基物的胺基化芳香族羟基物的胺基化反应通式：如 2-萘酚与苯胺及少量苯胺盐酸盐在催化剂 HCl 的存在下，于 200-260 常压回流，可得到 N-苯基-2-苯胺（防老剂 J）(3) 芳胺的芳胺基化芳胺的芳胺基化反应通式：反应需在酸性催化剂存在下进行，常用的酸 性催化剂有 HCl、H SO 、NaHSO 等。若是两种2 4 3不同的芳胺进行氨基化反应，应使沸点较低的芳 胺过量，以缩短反应时间，促使另一种芳胺反应 完全。如：周位酸、苯胺及浓硫酸按物质的量的比 为 1(78) (0.30.4)，在少量水的存在下，于35160回流 12 小时，可得到苯基周位酸。（周位酸）(4)芳环上磺酸基的芳胺基化杂环和蒽醌