向有机物分子的碳或氮原子上引入
亚硝基(一NO)的反应称为亚硝化反应。亚硝化反应常用的试剂是亚硝酸(亚硝酸盐加酸)和亚硝酸酯,真正起作用的是亚硝酰正离子NO+。
亚硝化反应有机化合物分子中的氢被亚硝基(-NO)取代的反应。用亚硝酸做为亚硝化试剂,被强共轭给电子基团活化的苯环,例如酚、某些酚醚、萘酚、三级芳胺,在亚硝酸作用下,可发生亲电取代的亚硝化反应。由于亚硝酸很不稳定,所以亚硝化一般采用
亚硝酸盐作为亚硝化剂。在反应中,先将反应物溶于酸(如盐酸、稀硫酸、醋酸)中,再将
亚硝酸钠的水溶液逐滴加入到反应物中,使生成的亚硝酸立即与反应物作用。二级脂肪族胺和二级芳香族胺与亚硝酸反应,生成N-亚硝基二级胺。可用还原剂将亚硝基除掉,得回原来的二级胺。利用此性质,可以提纯二级胺。一级胺在此反应条件下则发生
重氮化反应。
亚硝化反应通常是在水介质中、0℃C左右进行的,其实质是双分子
亲电取代反应,其活泼质点是亚硝基离子NO+,但是NO+的亲电能力不如NO2+,所以只能向芳环或其他电子密度大的碳原子进攻,即亚硝化的对象主要是酚类、芳仲胺、芳叔胺和某些多余π电子的杂环以及具有活泼氢的
脂肪族化合物。亚硝基主要进入芳环上羟基和叔氨基的对位,对位被占据时则进入邻位。仲胺在亚硝化时,亚硝基优先进入氮原子上。
亚硝酸与芳仲胺反应时,生成N一亚硝基衍生物比生成C一亚硝基衍生物更容易。向芳仲胺的环上引入亚硝基,总是首先生N一亚硝基衍生物,然后在酸性介质中异构化,发生分子内重排反应而制得C一亚硝基衍生物。这一转化反应的主要依据是可以在大过量的尿素存在下进行,被称为Fischer—Hepp重排。
对
亚硝基二苯胺是制备橡胶
防老剂4010NA的重要中间体,是二苯胺的N一
亚硝基化合物通过重排制取的。而N一亚硝基二苯胺又是一种主要的橡胶硫化防焦剂、高效阻聚剂和医药中间体。
将NaNO2水溶液和硫酸水溶液与溶在
三氯甲烷中的二苯胺作用,然后向三氯甲烷层中加入甲醇盐酸,使其完成重排反应,得到对亚硝基二苯胺。后者用
多硫化钠还原得4一氨基二苯胺(见图2)。
但二苯胺价格贵,工业上在制备4一氨基二苯胺时用对硝基氯苯和甲酰苯胺的芳胺基化一还原法。现在正在开发对
硝基氯苯和苯胺的芳胺基化一还原法,而最新的生产方法是硝基苯和苯胺混合物的液相催化法。
向芳叔胺的环上引入亚硝基时,主要得到相应的对位取代产物。例如,对亚硝基—N,N一
二甲基苯胺是制取染料、香料、医药和
印染助剂及分析的重要中间体。
Ⅳ,N一
二甲基苯胺盐酸盐稀水溶液约在0℃与微过量的NaNO2水溶液搅拌几小时,即可制得亚硝基—N,N一二甲基苯胺盐酸盐,如图3: