連續(xù)流硝化反應的主要方法和注意事項

硝化反應(nitration)，是向有機化合物分子中引入硝基(-NO2)的過程。硝基就是硝酸失去一個羥基形成的一價的基團。芳香族化合物硝化的反應機理為：硝酸的-OH基被質子化，接著被脫水劑脫去一分子的水形成硝酰正離子中間體，最后和苯環(huán)發(fā)生親電芳香取代反應，并脫去一分子的氫。

在此種的硝化反應中芳香環(huán)的電子密度會決定硝化的反應速率，當芳香環(huán)的電子密度越高，反應速率就越快。由于硝基本身為一個親電體，所以當進行一次硝化之后往往會因為芳香環(huán)電子密度下降而抑制第二次以后的硝化反應。必須要在更劇烈的反應條件(如高溫)或是更強的硝化劑下進行。

脫水劑：濃硫酸、冰醋酸、乙酐、五氧化二磷;

硝化劑：硝酸、五氧化二氮。

一、連續(xù)流硝化反應的主要方法

硝化方法主要有：稀硝酸硝化、濃硝酸硝化、在濃硫酸中用硝酸硝化、在有機溶劑中用硝酸硝化和非均相混酸硝化等。

二、連續(xù)流硝化反應的注意事項

1.稀硝酸硝化一般用于含有強的第一類定位基的芳香族化合物的硝化，反應在不銹鋼或搪瓷設備中進行，硝酸約過量10~65%。

2.濃硝酸硝化這種硝化往往要用過量很多倍的硝酸，過量的硝酸必需設法利用或回收，因而使它的實際應用受到限制。

3.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，常常將被硝化物溶解于大量濃硫酸中，然后加入硫酸和硝酸的混合物進行硝化。這種方法只需要使用過量很少的硝酸，一般產率較高，缺點是硫酸用量大。

4.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，常常采用非均相混酸硝化的方法，通過強烈的攪拌，使有機相被分散到酸相中而完成硝化反應。

5.有機溶劑中硝化這種方法的優(yōu)點是采用不同的溶劑，常常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。常用的有機溶劑有乙酸、乙酸酐、二氯乙烷等。

此外，混酸硝化法還具有以下特點：

(1)被硝化物或硝化產物在反應溫度下是液態(tài)的，而且不溶于廢硫酸中，因此，硝化后可用分層法回收廢酸;

(2)硝酸用量接近于理論量或過量不多，廢硫酸經濃縮后可再用于配制混酸，即硫酸的消耗量很小;

(3)混酸硝化是非均相過程，要求硝化反應器裝有良好的攪拌裝置，使酸相與有機相充分接觸;

(4)混酸組成是影響硝化能力的重要因素，混酸的硝化能力用硫酸脫水值(DVS)或硝化活性因數(FNA)表示。DVS是混酸中的硝酸完全硝化生成水后，廢硫酸中硫酸和水的計算質量比。FNA是混酸中硝酸完全硝化生成水后，廢酸中硫酸的計算質量百分濃度。DVS高或FNA高表示硝化能力強。對于每個具體硝化過程，其混酸組成、DVS或FNA都要通過實驗來確定它們的適宜范圍。