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混酸硝化法

混酸硝化法是一種有機化學中常用的硝化方法,它涉及使用硝酸和硫酸(或其它酸)的混合物作為硝化劑。這種方法可以根據被硝化物的性質和所需的硝化程度來調整具體的操作條件。

混酸硝化法的類型:

稀硝酸硝化:適用於含有強第一類定位基的芳香族化合物。反應在不鏽鋼或搪瓷設備中進行,硝酸通常過量10~65%。

濃硝酸硝化:往往需要使用過量很多的硝酸,過量的硝酸需要被利用或回收,這限制了其實際套用。

濃硫酸介質中的均相硝化:當被硝化物或硝化產物在反應溫度下為固體時,常將它們溶解於大量濃硫酸中,然後加入硫酸和硝酸的混合物進行硝化。這種方法只需要使用少量過量的硝酸,產率一般較高,但缺點是硫酸用量大。

非均相混酸硝化:當被硝化物或硝化產物在反應溫度下都是液體時,採用非均相混酸硝化的方法,通過強烈攪拌使有機相被分散到酸相中完成硝化反應。

有機溶劑中硝化:使用不同的溶劑可以改變所得到的硝基異構產物的比例,避免使用大量硫酸作溶劑,以及使用接近理論量的硝酸。常用的有機溶劑包括乙酸、乙酸酐、二氯乙烷等。

混酸硝化法的優點包括:

硫酸的供質子能力比硝酸強,可提高硝酸解離為NO2+的程度,因此混酸的硝化能力強、反應速率快,並且可以使用接近理論量的硝酸。

混酸中硝酸的氧化性低,氧化副產物少。

硫酸用量不多,硝化完畢後,廢酸中硫酸的質量分數在50% - 80%之間,液態的硝化產物不溶於廢硫酸中,可用分層法與廢酸分離,分出的廢酸便於回收循環利用。