硝化反應(yīng)是向bai有機(jī)物分子中引入硝基的du反應(yīng)過程。脂肪zhi族化合物硝化時(shí)有氧化dao-斷鍵副反應(yīng),工業(yè)上很少采用。硝基甲烷、硝基乙烷、1-和2-硝基丙烷四種硝基烷烴氣相法生產(chǎn)過程,是30年代美國(guó)商品溶劑公司開發(fā)的。迄今該法仍是制取硝基烷烴的主要工業(yè)方法。此外,硝化也泛指氮的氧化物的形成過程。
反硝化,也稱脫氮作用,是指細(xì)菌將硝酸鹽中的氮通過一系列中間產(chǎn)物還原為氮?dú)獾纳锘瘜W(xué)過程。參與這一過程的細(xì)菌統(tǒng)稱為反硝化菌。
反硝化菌在無氧條件下,通過將硝酸鹽作為電子受體完成呼吸作用(respiration)以獲得能量。這一過程是硝酸鹽呼吸(nitrate respiration)的兩種途徑之一,另一種途徑是是硝酸異化還原成銨鹽(DNRA)。
硝化主要方法
硝化過程在液相中進(jìn)行,通常采用釜式反應(yīng)器。根據(jù)硝化劑和介質(zhì)的不同,可采用搪瓷釜、鋼釜、鑄鐵釜或不銹鋼釜。用混酸硝化時(shí)為了盡快地移去反應(yīng)熱以保持適宜的反應(yīng)溫度,除利用夾套冷卻外,還在釜內(nèi)安裝冷卻蛇管。產(chǎn)量小的硝化過程大多采用間歇操作。產(chǎn)量大的硝化過程可連續(xù)操作,采用釜式連續(xù)硝化反應(yīng)器或環(huán)型連續(xù)硝化反應(yīng)器,實(shí)行多臺(tái)串聯(lián)完成硝化反應(yīng)。環(huán)型連續(xù)硝化反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)是傳熱面積大,攪拌良好,生產(chǎn)能力大,副產(chǎn)的多硝基物和硝基酚少。
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(jī)溶劑中用硝酸硝化和非均相混酸硝化等。
常見硝化方法:
(1)稀硝酸硝化一般用于含有強(qiáng)的第一類定位基的芳香族化合物的硝化,反應(yīng)在不銹鋼或搪瓷設(shè)備中進(jìn)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(shè)法利用或回收。
(3)濃硫酸介質(zhì)中的均相硝化當(dāng)被硝化物或硝化產(chǎn)物在反應(yīng)溫度下為固體時(shí),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(jìn)行硝化。
(4)非均相混酸硝化當(dāng)被硝化物或硝化產(chǎn)物在反應(yīng)溫度下都是液體時(shí),常常采用非均相混酸硝化的方法,通過強(qiáng)烈的攪拌,使有機(jī)相被分散到酸相中而完成硝化反應(yīng)。
(5)有機(jī)溶劑中硝化這種方法的優(yōu)點(diǎn)是采用不同的溶劑,常常可以改變所得到的硝基異構(gòu)產(chǎn)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(jī)溶劑有乙酸、乙酸酐、二氯乙烷等。