材料化學16課件

氨解（氨化）反應

概述

一、氨解反應及其重要性氨解指的是氨與有機物發(fā)生復分解反應而生成伯胺的反應。氨解反應通式可簡單地表示如下：

式中R可以是脂基或芳基，Y可以是羥基、鹵基、磺酸基或硝基。而氨與雙鍵加成生成胺的反應叫胺化。通常將氨解與胺化稱為氨基化。廣義上，氨解和胺化還包括所生成的伯胺進一步反應生成仲胺和叔胺的反應。脂肪族伯胺的制備主要采用氨解和胺化法。其中最重要的是醇羥基的氨解和胺化法.芳伯胺的制備主要采用硝化-還原法和芳環(huán)上已有取代基的氨解法。氨解法中最重要的是鹵基的氨解，其次是酚羥基的氨解，此外還有磺酸基的氨解和硝基的氨解。通過氨解反應得到的各種脂肪胺和芳香胺具有十分廣泛的用途。例如，由脂肪酸和胺構成的季銨鹽可用作緩蝕劑和礦石浮選劑，不少季銨鹽又是優(yōu)良的陽離子表面活性劑或相轉移催化劑；胺與環(huán)氧乙烷反應可合成非離子表面活性劑，某些芳胺與光氣反應制成的異氰酸酯是合成聚氨酯的重要單體等。二、氨解劑氨解和胺化常用的反應劑可以是液氨、氨水、氣態(tài)氨或含有氨基的化合物，例如尿素、碳酸氫胺和羥胺等。氨水和液氨是進行氨解反應最重要的氨解劑。有時也將氨溶于有機溶劑中或是由固體化合物（尿素和銨鹽）在反應過程中釋放出氨。1.液氨氨在常溫、常壓下是氣體。將氨在加壓下冷卻，使氨液化，即可灌入鋼瓶，以便貯存和運輸。液氨的臨界溫度是132.9℃，這是氨能保持液態(tài)的最高溫度。但是，液氨在壓力下可以溶解于許多液態(tài)有機化合物中。因此，如果有機化合物在反應溫度下是液態(tài)的，或者氨解反應要求在無水有機溶劑中進行，則需要使用液氨作氨解劑。另外，有機反應物在過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應的氨解過程。例如，2-氰基-4-硝基氯苯氨解制2-氰基-4-硝基苯胺時，為了避免氰基的水解，要用液氨在甲苯溶劑中進行氨解。用液氨進行氨解反應的缺點是：操作壓力高，過量的液氨較難再以液態(tài)氨的形式回收。2．氨水氨在常壓和20℃時在水中的溶解度為34.1%（質量分數）、在30℃時為29%，在40℃時為25.3%。由此可見，在一定壓力下，隨著溫度的升高，氨在水中的溶解度逐漸下降，為了減少和避免氨水在貯存運輸中的揮發(fā)損失，工業(yè)氨水的濃度一般為25%。隨著壓力的增大，氨在水中的溶解度增加。因此，使用氨水的氨解反應可在高溫、高壓下進行。這時甚至可以向25%氨水中通入一部分液氨或氨氣以提高氨水的濃度。二、芳香族化合物氨解反應歷程1．氨基置換鹵原子按照鹵素衍生物的活潑性的差異，可將氨基置換鹵原子的反應分為非催化氨解和催化氨解兩類。（1）非催化氨解

對于活潑的鹵素衍生物，如芳環(huán)上含有硝基的鹵素衍生物，通常以氨水為氨解劑，可使鹵素被氨基置換。例如，鄰或對硝基氯苯與氨水溶液加熱時，氯被氨基置換反應按下式進行：其反應歷程屬于親核置換反應。反應分兩步進行，首先是帶有未共用電子對的氨分子向芳環(huán)上與氯原子相連的碳原子發(fā)生親核進攻，得到帶有極性的中間加成物，然后該加成物迅速轉化為銨鹽，并恢復環(huán)的芳香性，最后再與一分子氨反應，得到反應產物。決定反應速度的步驟是氨對氯衍生物的加成。例如，對硝基氯苯的氨解歷程可表示如下：（2）催化氨解氯苯、1-氯萘、1-氯萘-4-磺酸和對氯苯胺等，在沒有銅催化劑存在時，在235℃、加壓下與氨不發(fā)生反應；但是當有銅催化劑存在時，上述氯衍生物與氨水共熱至200℃時，都能反應生成相應的芳胺。以氯苯為例催化氨解的反應歷程可表示如下：此反應是分兩步進行的：第一步是催化劑與氯化物反應生成正離子絡合物，這是反應的控制階段；第二步是正離子絡合物與氨、氫氧根離子等迅速反應生成產物苯胺及副產苯酚等的同時又產生銅氨離子。

（3）用氨基堿氨解

當氯苯用KNH2在液氨中進行氨解反應時，產物中有將近一半的苯胺，其氨基連接與原來的氯互為鄰位的碳原子：該反應首先發(fā)生消除反應，氨基負離子形成氨和負碳離子，負碳離子再失去鹵離子而形成苯炔，產生的苯炔迅速與親核試劑加成，產生負碳離子。該反應歷程表示如下：

由于苯炔歷程中，標記的碳和它相鄰的碳等同，所以NH2－能等同的加成到任意一個碳原子上。2.氨基置換羥基氨基置換羥基的反應以前主要用在萘系和蒽醌系芳胺衍生物的合成上，近年來又發(fā)展了在催化劑存在下，通過氣相或液相氨解，制取包括苯系在內的芳胺衍生物。羥基被置換成氨基的難易程度與羥基轉化成酮式（即醇式轉化成酮式）的難易程度有關。一般來說，轉化成酮式的傾向性越大，則氨解反應越容易發(fā)生。例如：苯酚與環(huán)己酮的混合物，在Pd-C催化劑存在下，與氨水反應，可以得到較高收率的苯胺。

3.氨基置換硝基

由于向芳環(huán)上引入硝基的方法已經比較成熟，因此近年來利用硝基作為離去基團在有機合成中的應用發(fā)展較快。硝基作為離去基團被其它親核質點置換的活潑性與鹵化物相似。氨基置換硝基的反應按加成-消除反應歷程進行。硝基苯、硝基甲苯等未被活化的硝基不能作為離去基團發(fā)生親核取代反應。4．氨基置換磺酸基磺酸基的氨解也屬于親核取代反應?；撬峄话被〈幌抻谳祯盗?，蒽醌環(huán)上的磺酸基由于受到羥基的活化作用，容易被氨基置換。其反應歷程如下：反應中生成的亞硫酸氫鹽能與反應產物作用，使產品的質量和收率下降，因此通常要向反應物中加入溫和的氧化劑，將亞硫酸氫鹽氧化成硫酸鹽。最常用的氧化劑是間硝基苯磺酸鈉，其用量按每一個磺酸基被置換為氨基需要1/3間硝基苯磺酸鈉來計算。苯系和萘系磺酸化合物，尤其是當環(huán)上不含吸電子取代基時，氨解反應很難進行，需要采用氨基鈉和液氨在加熱加壓的條件下反應。它屬于親核取代歷程，其反應通式如下：

下表是以氨基鈉為反應試劑的部分反應實例。三、氨解反應影響因素1.被氨解物的性質鹵化物、磺酸鹽、羥基化合物和硝基化合物均可作為被氨解物。但是使用鹵化物作為氨解物的較多，所以主要以鹵化物作為討論對象。鹵素衍生物的置換速度隨著鹵素性質按照下列順序變化：F＞＞Cl，Br＞I工業(yè)生產中采用的鹵化物幾乎都是氯化物和溴化物。從鹵原子的活潑性以及鹵化物的熱力學數據，都證明溴的置換比氯容易。但在銅催化劑存在下的氣相氨解，則是氯苯的活性高于溴苯，主要是由于溴化亞銅比氯化亞銅難分解。當芳環(huán)上含有吸電子基團，而且吸電子基團數目越多，氨解反應越易進行。例如：

上述氨解反應的活潑順序為：2.氨解劑對于液相氨解反應，氨水是最常用的氨解劑。使用氨水時應注意氨水的濃度及用量。每摩爾有機氯化物進行氨解時，實際上氨的用量要超過理論量的好幾倍或更多。這是因為加大氨水用量，可以增加作用物在氨水中的溶解量，改善反應物的流動性，提高反應速度，減少仲胺副產物，以及降低反應生成的氯化銨對設備的高腐蝕性。但是用量過多，會增加回收負荷和降低生產能力。一般間歇氨解時氨的用量是6～15mol，連續(xù)氨解時約為10～17mol。為了加快氨解速度，有利于伯胺較完全，減少副產物，降低反應溫度，提高生產能力，還可選用比較濃的氨水。但是由于受到氨在水中溶解度的限制，配制高濃度氨水需要在壓力下向反應器中加一部分液氨或氨氣；同時在相同溫度下，氨的濃度愈高，其蒸汽壓愈大。所以工業(yè)氨解時常用25%的工業(yè)氨水。而實際生產中還應根據氨解的難易，以及設備的耐壓能力確定氨水的濃度。3.反應溫度升高溫度可以增加有機物在氨水中的溶解度和加快反應速度，對縮短反應時間有利。但是溫度過高，會增加副反應，甚至出現焦化現象，同時壓力也將升高。氨解反應是一個放熱反應，其反應熱約為93.8KJ/mol，反應速度過快，將使反應熱的移除困難，因此對每一個具體氨解反應都規(guī)定有最高允許溫度，例如，鄰硝基苯胺在270℃氨解，因此連續(xù)氨解溫度不允許超過240℃。

4.攪拌在液相氨解反應中，反應速度與攪拌效果常常密切相關，在無攪拌時相對密度較大的不溶性有機物沉積在反應器底部，反應僅在兩相界面發(fā)生，影響了反應的正常進行和熱量的傳遞。因此，對于間歇設備都要求安裝有效的攪拌裝置，連續(xù)管式反應器則要求控制流速使反應物料呈湍流狀態(tài)。攪拌效應對反應速度的影響有以下三種情況：（1）二者成線性關系；（2）無攪拌時反應速度很慢，有攪拌時初期反應速度增加很快，達到一定轉速后，二者方呈線性關系；（3）反應速度與攪拌速度無關。氨解方法

一、鹵代烴氨解鹵烷與氨、伯胺或仲胺的反應是合成胺的一條重要路線。由于脂肪胺的堿性大于氨，反應生成的胺容易與鹵烷繼續(xù)反應，所以用此方法合成脂肪胺時，產物常為混合物。一般來說，小分子的鹵烷進行氨解反應比較容易，常用氨水作氨解劑；大分子的鹵烷進行氨解反應比較困難，要求用氨的醇溶液或液氨作氨解劑。叔鹵烷氨解時，由于空間位阻的影響，將同時發(fā)生消除反應，副產生成大量烯烴。所以一般不用叔鹵烷氨解制叔胺。另外，由于得到的是伯胺、仲胺與叔胺的混合物，要求龐大的分離系統，而且必須有廉價的原料鹵烷，因此，除了乙二胺等少數品種外，一些大噸位的脂肪胺已不再采用此路線。芳香鹵化物的氨解反應比鹵烷困難的多，往往需要強烈的條件（高溫、催化劑和強氨解劑）才能進行反應。芳環(huán)上帶有吸電子基團時反應容易進行，這時氟的取代速度遠遠超過氯和溴。二、酚與醇的氨解1.酚的氨解酚類的氨解方法與其結構有比較密切的關系。不含活化取代基的苯系單羥基化合物的氨解，要求十分劇烈的反應條件，例如，間甲酚與氯化銨在350℃和一定壓力下反應2h可以得到等量的間甲苯胺和雙間甲苯胺，其轉化率僅有35%，由苯酚制取苯胺的工藝始于1947年，直到70年代后才投入工業(yè)生產，稱為赫爾（Hallon）合成苯胺法，在這以后，其它苯系羥基化合物的氨解也取得了較多的進展，例如間甲酚在Al2O3-SiO2催化劑存在下氣相氨解可以制得間甲苯胺。2.醇的氨解大多數情況下醇的氨解要求較強烈的反應條件，需要加入催化劑（如Al2O3）和較高的反應溫度。通常情況下，得到的反應產物也是伯、仲、叔胺的混合物，采用過量的醇，生成叔胺的量較多，采用過量的氨，則生成伯胺的量較多，除了Al2O3外，也可選用其他催化劑，例如：在CuO/Cr2O3催化劑及氫氣的存在下，一些長鏈醇與二甲胺反應可得到高收率的叔胺。

許多重要的低級脂肪胺即是通過相應的醇氨解制得的，例如由甲醇得到甲胺。三.硝基氨解硝基氨解主要指芳環(huán)上硝基的氨解，芳環(huán)上含有吸電子基團的硝基化合物，環(huán)上的硝基是相當活潑的離去基團，硝基氨解是其實際應用的一個方面，例如，1-硝基蒽醌與過量的25%氨水在氯苯中于15℃和1.7MPa壓力下反應8h，可得到收率為99.5%的1-氨基蒽醌，其純度達99%，采用C1～C8的直鏈一元醇或二元醇的水溶液作溶劑，使1-硝基蒽醌與過量的氨水在110～150℃反應，可以得到定量收率的1-氨基蒽醌。四.芳環(huán)上的直接氨解用直接氨解法制備芳胺可以大大簡化工藝，因此多年來不斷有人從事這方面的研究工作，例如，苯與氨在150～500℃和1～10MPa壓力下通過Ni-稀土元素的混合物，可能得到苯胺。比較重要的直接氨化反應是以羥胺為反應劑和以氨基鈉為反應劑的方法。在以羥胺為反應劑，按照反應條件可以分為酸式法和堿式法兩種。酸式法是將芳香族原料在濃硫酸介質中（有時是在釩鹽和鉬鹽的存在下）與羥胺在100～160℃反應直接向芳環(huán)上引入氨基的方法。如：它是一個親電取代反應，當引入一個氨基后，反應容易進行下去?？梢栽诜辑h(huán)上引入多個氨基。

堿式法是指在堿性介質中用羥胺進行的氨基化反應。屬于親核取代反應，當苯系化合物中至少存在兩個硝基，萘系化合物中至少存在一個硝基時，由于強吸電子基使其鄰位和對位碳原子活化，所以氨基進入吸電子基的鄰位或對位。例如：五.通過加成制胺（1）不飽和化合物與胺的反應

不飽和化合物與伯胺，仲胺或氨反應能生成胺，簡單的不飽和烴（如乙烯）具有較強的親核性，它們與胺的加成反應較難進行，要求加入催化劑和較劇烈的反應條件，例如，乙烯與氫化吡啶，金屬鈉在攪拌下于100℃在高壓釜中反應，生成N-乙基氫化吡啶，收率可達77%～83%。

在堿金屬存在下，共軛二烯與胺的加成比較容易進行，苯乙烯與胺反應得N-取代苯乙胺，當苯環(huán)上乙烯基的鄰位或對位存在吸電子取代基時，則其與胺的反應可無需加入催化劑，例如：（2）環(huán)氧乙烷與胺或氨的反應

環(huán)氧乙烷或乙撐亞胺與胺或氨發(fā)生開環(huán)加成反應，得到氨基乙醇或二胺。

環(huán)氧乙烷與氨的反應需要在壓力下完成，在生成氨基乙醇后，還能繼續(xù)與環(huán)氧乙烷反應進一步得到二乙醇胺，控制反應的配比及反應條件，可以做到以某一種產品為主，由于環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷都是比較容易得到的原料，對于2-氨基乙醇和1-氨基-2-丙醇及衍生物的合成非常有用。重氮化與重氮鹽的轉化

概述

一、重氮化反應及其特點芳伯胺在無機酸存在下與亞硝酸作用，生成重氮鹽的反應稱為重氮化反應。工業(yè)上，常用亞硝酸鈉作為亞硝酸的來源。反應通式為：

式中X可以是Cl、Br、NO3、HSO4等。工業(yè)上常采用鹽酸。在重氮化過程中和反應終了，要始終保持反應介質呈強酸性，如果酸量不足，可能導致生成的重氮鹽與沒有起反應的芳胺生成重氮氨基化合物：ArN2X+ArNH2—→ArN=NNH-Ar+HX

在重氮化反應過程中，亞硝酸要過量或加入亞硝酸鈉溶液的速度要適當，不能太慢，否則，也會生成重氮氨基化合物。重氮化反應是放熱反應，必須及時移除反應熱。一般在0～10℃進行，溫度過高，會使亞硝酸分解，同時加速重氮化合物的分解。重氮化反應結束時，過量的亞硝酸通常加入尿素或氨基磺酸分解掉，或加入少量芳胺，使之與過量的亞硝酸作用。

二、重氮鹽的結構與性質1．重氮鹽的結構重氮鹽的結構為：

由于共軛效應影響，單位正電荷并沒有完全集中在一個氮原子上，而是有如下共振結構：

其主導結構主要為介質pH值所決定。在水介質中，重氮鹽的結構轉變如下所示：

其中亞硝胺和亞硝胺鹽比較穩(wěn)定，而重氮鹽、重氮酸和重氮酸鹽則較活潑。所以重氮鹽的反應一般是在強酸性到弱堿性介質中進行的。其pH值的高低與目的反應有關。

2．重氮鹽的性質重氮鹽的結構決定了重氮鹽的性質。重氮鹽由重氮正離子和強酸負離子構成，具有類似銨鹽的性質，一般可溶于水，呈中性，可全部離解成離子，不溶于有機溶劑。因此，重氮化后反應溶液是否澄清，常作為反應正常與否的標志。干燥的重氮鹽極不穩(wěn)定，受熱或磨擦、震動、撞擊時會劇烈分解放氮而發(fā)生爆炸。因此，可能殘留重氮鹽的設備在停止使用時必須清洗干凈，以免干燥后發(fā)生爆炸事故。重氮鹽在低溫水溶液中一般比較穩(wěn)定，但仍具有很高的反應活性。因此工業(yè)生產中通常不必分離出重氮鹽結晶，而用其水溶液進行下一步反應。

重氮鹽可以發(fā)生的反應分為兩類。一類是重氮基轉化為偶氮基（偶合）或肼基（還原），非脫落氮原子的反應。另一類是重氮基被其他取代基所置換，同時脫落兩個氮原子放出氮氣的反應。重氮鹽性質活潑，本身使用價值并不高，但通過上述兩類重氮鹽的反應，可制得一系列重要的有機中間體。

三、重氮化反應的應用1．制備偶氮染料重氮鹽經偶合反應制得的偶氮染料，其品種居現代合成染料之首。它包括了適用于各種用途的幾乎全部色譜。例如：對氨基苯磺酸重氮化后得到的重氮鹽與2-萘酚-6-磺酸鈉偶合，得到食用色素黃6。2．制備中間體例如：重氮鹽還原制備苯肼中間體：又如：重氮鹽置換得對氯甲苯中間體：

若用甲苯直接氯化，產物為鄰氯甲苯（沸點159℃）和對氯甲苯（沸點160℃）的混合物。二者物理性質相近，很難分離。

由此可見，利用重氮鹽的活性，可轉化成許多重要的、用其它方法難以制得的產品或中間體，這也是在精細有機合成中重氮化反應被廣泛應用的原因。

重氮化反應一、重氮化反應歷程一般認為，重氮化反應歷程是亞硝酰正離子（NO+）對芳伯胺的親電取代反應，其反應歷程和反應速度與酸濃度以及形成亞硝酰正離子的試劑種類有關?？梢娭氐幕顫娰|點是親電性的，所以要求被重氮化的芳伯胺是以游離態(tài)來參加反應，而不是以芳伯胺鹽或芳伯胺合氫正離子態(tài)參加反應的。因為游離芳伯胺氮原子上的孤對電子較裸露，具有較強親核性，而芳伯胺鹽和芳伯胺合氫正離子中，氮原子上的孤對電子已被酸或質子所占據，失去親核性，反應活性極低。

重氮化反應歷程是N-亞硝化-脫水反應，可簡要表示如下：上式中重氮化的各種活潑質點都是亞硝酰正離子的供給體，均可與游離芳胺進行親電取代反應，形成中間體亞硝胺，經脫水最后轉化為重氮鹽。

二、反應影響因素1．無機酸的性質芳伯胺重氮化的反應速度主要取決于重氮化活潑質點的種類和活性，無機酸的性質、濃度在此起決定作用。在稀鹽酸中進行重氮化時，主要活潑質點是亞硝酰氯（ON—Cl），按以下反應生成：

在稀硫酸中進行重氮化時，主要活潑質點是亞硝酸酐（即三氧化二氮ON—NO2），按以下反應生成：

在濃硫酸中進行重氮化時，主要的活潑質點是亞硝酰正離子（NO＋），按以下反應生成：上述各種重氮化活潑質點的活性次序是：顯然，越活潑的質點其發(fā)生重氮化反應的速度越快，如：用HBr作用的速率較用HCl快50倍。2．無機酸的用量和濃度無機酸的用量和濃度與參與反應的芳胺結構有關。理論上，酸的摩爾用量為芳伯胺的2倍，即1mol芳伯胺需2mol鹽酸。實際上，對于堿性較強的芳伯胺，酸的摩爾用量為芳伯胺的2.5倍左右；對于堿性較弱的芳伯胺，其酸用量和濃度都應相對提高，其摩爾用量可達3～4倍或更高。鹽酸過量對反應有如下好處：①可加速重氮化反應速度，又能使重氮化合物以鹽的形式存在而不易發(fā)生分解。

②保持反應液酸性，抑制亞硝酸離子化，防止重氮鹽分解，阻止偶合副反應。

同時必須指出，因亞硝酸具有氧化性，當無機酸為鹽酸時，不可使用濃鹽酸，其濃度一般不超過20%，否則會生成氯氣而破壞重氮化合物：

3．亞硝酸鈉由于游離亞硝酸很不穩(wěn)定，易發(fā)生分解，通常重氮化反應所需的新生態(tài)亞硝酸，是由亞硝酸鈉與無機酸（鹽酸或硫酸等）作用而得。由此可見，亞硝酸鈉是重氮化反應中常用的重氮化劑。通常配成30%的亞硝酸鈉溶液使用，其用量比理論量稍過量。

亞硝酸鈉的加料進度，取決于重氮化反應速度的快慢，主要目的是保證整個反應過程自始至終不缺少亞硝酸鈉，以防止產生重氮氨基物的黃色沉淀。但亞硝酸鈉加料太快，亞硝酸生成速度超過重氮化反應對其消耗速度，則使此部分亞硝酸分解損失。3HNO2—→NO2+2NO+H2O2NO2+O2—→2NO2

NO2+H2O—→HNO3這樣不僅浪費原料，且產生有毒、有刺激性氣體，還會使設備腐蝕。因此，必須對亞硝酸鈉的用量和加料速度進行控制。

4．芳胺堿性芳伯胺的重氮化是靠活潑質點（NO＋）對芳伯胺氮原子孤對電子的進攻來完成的。顯然，芳伯胺氮原子上的部分負電荷越高（芳伯胺的堿性越強），則重氮化反應速度就越快，反之則相反。從芳伯胺的結構來看，當芳伯胺的芳環(huán)上連有供電子基團時，芳伯胺堿性增強，反應速度加快；當芳伯胺的芳環(huán)上連有吸電子基團時，芳伯胺堿性減弱，反應速度變慢。

5．溫度重氮化反應速度隨溫度升高而加快，如在10℃時反應速度較之0℃時的反應速度增加3～4倍。但因重氮化反應是放熱反應，生成的重氮鹽對熱不穩(wěn)定，亞硝酸在較高溫度下亦易分解，因此反應溫度常在低溫0～10℃進行，在該溫度范圍內，亞硝酸的溶解度較大，而且生成的重氮鹽也不致分解。為保持此適宜溫度范圍，通常在稀鹽酸或稀硫酸介質中重氮化時，可采取直接加冰冷卻法；在濃硫酸介質中重氮化時，則需要用冷凍氯化鈣水溶液或冷凍鹽水間接冷卻。一般說來，芳伯胺的堿性愈強，重氮化的適宜溫度愈低，若生成的重氮鹽較穩(wěn)定，亦可在較高的溫度下進行重氮化。

重氮化合物的反應一、偶合反應1．偶合反應及其特點重氮鹽與酚類、芳胺作用生成偶氮化合物的反應稱為偶合反應。它是制備偶氮染料必不可少的反應，制備有機中間體時也常用到偶合反應。

參與偶合反應的重氮鹽稱為重氮組分；酚類和胺類稱為偶合組分。

常用的偶合組分有酚類，如苯酚、萘酚及其衍生物；芳胺如苯胺、萘胺及其衍生物。其他還有各種氨基萘酚磺酸和含活潑亞甲基化合物，如丙二酸及其酯類，吡唑啉酮等。偶合反應的機理為親電取代反應。重氮鹽作為親電試劑，對芳環(huán)進行取代。由于重氮鹽的親電能力較弱，它只能與芳環(huán)上電子云密度較大的化合物進行偶合。2．偶合反應影響因素（1）重氮鹽的結構

偶合反應為親電取代反應，在重氮鹽分子中，芳環(huán)上連有吸電子基時，能增加重氮鹽的親電性。使反應活性增大；反之芳環(huán)上連有供電子基時，減弱了重氮鹽的親電性，使反應活性降低。（2）偶合組分的結構

偶合組分主要是酚類和芳伯胺類。若芳環(huán)上連有吸電子基時，反應不易進行；相反若連有供電子基時，可增加芳環(huán)上的電子云密度，使偶合反應容易進行。重氮鹽的偶合位置主要在酚羥基或氨基的對位。若對位已被占據，則反應發(fā)生在鄰位。對于多羥基或多氨基化合物，可進行多偶合取代反應。分子中兼有酚羥基及氨基者，可根據pH值的不同，進行選擇性偶合。

（3）介質酸堿度（pH值）

重氮鹽與酚類或芳伯胺的偶合對pH值的要求不同。與酚類的偶合宜在偏堿性介質中進行（pH約為8～10），pH值增加，偶合速度加快，pH增至9左右時，偶合速度最大。這是因為在堿性介質中有利于偶合組分的活潑形態(tài)酚氧負離子的生成，但當pH＞10時，偶合停止。這顯然因為重氮鹽在堿性介質中轉變?yōu)橹氐徕c而失去偶合能力。重氮鹽與芳伯胺偶合時，應在弱酸性或中性介質中進行，一般pH為5～7。這是因為重氮鹽在酸性條件下較穩(wěn)定，而芳伯胺是以游離胺形式參與偶合。在弱酸性或中性介質中，游離胺濃度大，同時重氮鹽也不致分解，故有利于偶合反應。

二、重氮鹽的置換重氮鹽在合成中最重要的應用就是重氮基可以被多種基團所置換。這一反應的優(yōu)點，不僅收率好，操作簡便，最主要的是可以得到具有確知位置的取代化合物。置換基團進入的位置即在重氮基處，也就是原來的氨基處。Y基團主要有—X、—CN、—OH、—H、—OR、—SH、—S—S—、—NO2等。

1．重氮基被鹵素置換（1）重氮基被氯或溴置換

在氯化亞銅或溴化亞銅催化下將重氮鹽置換成氯、溴化合物的反應稱為桑德邁爾（Sandmeyer）反應。要求芳伯胺重氮化時所用氫鹵酸和鹵化亞銅中的鹵原子都與要引入芳環(huán)上的鹵原子相同。例如：桑德邁爾反應是自由基型的置換反應。一般認為重氮鹽正離子先與亞銅鹽負離子形成配合物；

然后配合物經電子轉移生成芳自由基Ar?

；最后芳自由基Ar?與CuCl2反應生成氯代產物并重新生成催化劑CuCl。反應所需鹵化銅催化劑通常需要新鮮制備，用量一般為重氮鹽的1/5～1/10（化學計算量）。也可用銅粉與鹵化氫代替鹵化亞銅，這種改良反應稱為蓋特曼（Gatterman）反應。反應溫度一般要求40～80℃，有些反應也可在室溫下進行。反應中常加入適量無機鹵化物，使鹵離子濃度增加，但需保