1、江苏高校品牌专业石油化工技术情境一:邻甲氧基苯胺的合成任务一:邻甲氧基苯胺合成路线份析课程:化工产品合成知识点:常用化学反应还原的方法及化学还原剂还原能力的比较 常用化学反应还原的方法及化学还原剂还原能力的比较一、常用化学反应还原的方法(一)化学还原法使用化学物质作为还原剂的还原方法。(二)催化氢化法在催化剂存在下,有机化合物与氢发生的还原反应。 (三)电化学还原法 有机化合物从电解槽的阴极上获得电子而完成的还原反应。 (一)化学还原法1、电解质溶液中的铁屑还原:以金属铁为还原剂,反应在电解质溶液中进行选择性好(硝基或其它含氮的基团)工艺成熟、简单,适用范围广副反应少对设备要求低产生大量的含胺
2、铁泥和废水 (一)化学还原法水溶性小、且易随水蒸气蒸出的芳胺 如:苯胺、氨基氯苯、甲基苯胺如:苯胺、氨基氯苯、甲基苯胺 分离分离方法:方法:水蒸气蒸馏法水蒸气蒸馏法水溶性大、且可以蒸馏的芳胺 如:间苯二胺、对苯二胺、如:间苯二胺、对苯二胺、2,4-2,4-二氨基甲苯二氨基甲苯 分离方法:分离方法:过滤、浓缩母液、减压蒸馏过滤、浓缩母液、减压蒸馏 适用范围及产品的分离方法(一)化学还原法溶于热水、但在冷水中溶解度低的芳胺 如:邻苯二胺、氨基苯酚如:邻苯二胺、氨基苯酚 分离方法:分离方法:热过滤、冷却结晶热过滤、冷却结晶含-SO3H和-COOH的芳胺 如:周位酸、劳伦酸如:周位酸、劳伦酸 分离方法
3、:分离方法:调节调节pHpH至碱性,过滤,酸化或盐析至碱性,过滤,酸化或盐析 适用范围及产品的分离方法(一)化学还原法 2 2、锌粉还原特点 (1 1)用于还原硝基、亚硝基、腈基、羰基、碳)用于还原硝基、亚硝基、腈基、羰基、碳- -碳不饱和键、碳碳不饱和键、碳- -卤键、碳卤键、碳- -硫键等;硫键等; (2 2)还原能力与反应介质的酸碱性有关;)还原能力与反应介质的酸碱性有关; (3 3)多数反应在碱性介质中进行。)多数反应在碱性介质中进行。 在碱性介质中对硝基化合物的双分子还原2ArNO2 + 5Zn + H2O Ar-NH-NH-Ar + 5ZnO Ar-NH-NH-Ar H2N-Ar-
4、Ar-NH2OH-H+(一)化学还原法3、硫化碱还原特点:反应缓和应用范围:主要应用于多硝基物的部分还原还原剂:还原剂:Na2S2,NaHS 还原剂用量:过量还原剂用量:过量5 51010 还原温度:还原温度:40408080 实例实例: OHNH2NO2OHNH2NO2H2NNH2NO2(一)化学还原法4、金属复氢化合物还原主要使用的是LiAlH4和NaBH4 4LiH + AlCl3 LiAlH4 + 3LiCl特点:反应速度快,副反应少,选择性好, 产品收率高,反应条件较温和。主要应用: -COOH-CH2OH -C=O-C-OH价格高,工业上应用较少 (一)化学还原法(1 1) 金属复
5、氢化合物金属复氢化合物LiAlHLiAlH4 4为还原剂为还原剂RCRO+AlH4RCROAlH3HRCROH-AlH3RCRORCHROHHRCROHHH2O机理机理(一)化学还原法稳定性差,遇水、醇,-SH化合物分解,所以用无水醚为试剂CCCX特点:还原能力强,除外,都被还原,选择性弱,CHOCH2OHLiAlH4Et2OCOCOLiAlH4Et2OCHCHOHOH(一)化学还原法( 2)KBH4 NaBH4 LiBH4为还原剂为还原剂COHBHHHCH OB机 理 与 用 LiAlH4相 同特点:RCROH活性较LiAlH4差,一般只能还原但选择性好使用条件: 在H2O、ROH中使用,与
6、LiAlH4正相反(一)化学还原法OCOOEtOHCOOEtNaBH4H2O酯羰基不被还原(LiAlH4能还原酯羰基)CHONO2CH2OHNO2NaBH4CH3OHOOOHO1/4当 量 NaBH4EtOH饱 和 醛 酮 的 活 性 大 于 ,-不 饱 和 醛 酮(一)化学还原法5、醇铝还原有机还原剂,如乙醇铝Al(OC2H5)3和异丙醇铝Al(OCHCH3)3 2Al + 6C2H5OH 2Al(OC2H5)3 + 3H2特点:作用温和,选择性高,反应速度快, 副反应少,产率高。只能将羰基还原为羟基 CH3(一)化学还原法 在催化剂的存在下,有机物与氢气(H2)发生的反应叫做催化氢化。催化
7、加氢(催化氢化)催化氢解(二)催化氢化还原法C CC C1、催化加氢(催化氢化) 含有不饱和键的有机物分子,在催化剂的存在下,与氢分子反应,使不饱和键全部或部分加氢的反应,叫做催化加氢(氢化)。COCOHCNNOOCOOH芳杂环2、催化氢解C Z催 化 剂H2C H + HZZ=X, O, S 在催化剂存在下,含有碳杂键的有机物分子与氢气反应,发生碳杂键断裂,分解成两部分氢化产物的反应叫做催化氢解。优点:反应易于控制,产品纯度较高,收率较高,三废少,在工业上应用广泛。缺点:需要使用带压设备,安全措施要求高,催化剂的选择要求严格。n催化剂的类型一般金属系:Ni、Cu、Mo、Cr、Fe、Pb贵金属系:Pt、Pd、Rh、Ir、Os、Ru、Re还原型纯金属粉: Pt、Pd、Ni等,如骨架镍、骨架铜化合物型:氢氧化物、氧化物、硫化物如PtO2、MoS载体型:如Pt/C、Pd/C江苏高校品牌专业石油化工技术课程:化工产品合成知识点:常用化学反应还原的方法及化学还原剂还原能力的比较谢谢观看