還原

還原

還原,是指無機物分子中的原子、離子增加負電荷(或減少化合價);或者有機物分子中增加氫原子、減少氧原子的反應過程。前者又稱氧化-還原反應;後者可分為加氫還原(即加氫)和化學還原兩大類。加氫常常要用催化劑並在壓力下進行,對設備和安全技術要求較高。因此,儘管它經濟合理、三廢少,但對於許多小批量生產的精細化工來說,為了簡化工藝,提高選擇性,常使用各種化學還原法。除了用鐵粉還原以外,其他化學還原都可在一般的反應器內進行。鐵粉還原要用具有耐酸磚襯裡的平底鋼鍋,內裝有耙式攪拌器。攪拌器是用耐腐蝕和耐磨損的矽鐵或球墨鑄鐵製成的。

還原

正文

化學還原所用的還原劑主要有:
鐵粉 鐵粉是弱還原劑,在含有鹽類電解質(亞鐵鹽、氯化銨等)的水介質中,可使硝基、亞硝基還原為氨基,而鹵素、羰基、烯基等不被還原。鐵粉還原廣泛用於從芳香族硝基化合物制芳伯胺:
4Ar—NO2+9Fe+4H2O─→4Ar—NH2+3Fe3O4鐵粉還原雖然工藝簡單,但生成含胺廢鐵泥和含胺廢水,需要處理。
鋅粉 在酸性介質中,鋅粉是強還原劑,可用於還原硝基、亞硝基、氰基、羰基等多種官能團。但鋅粉價格較貴,其使用受到限制。工業上用於從2-甲基-1,4-萘醌制維生素K4等過程: 

還原

在強鹼性介質中,鋅粉可使芳香族硝基化合物還原為氫化偶氮化合物。後者在強酸性介質中可發生分子重排,生成聯苯胺系化合物。聯苯胺有致癌作用,已停止生產。但3,3′-二氯聯苯胺未發現有致癌作用,故仍在以鄰硝基氯苯為原料繼續生產。
硫化鹼 包括硫化鈉多硫化鈉和硫氫化鈉等,是溫和還原劑,主要用於使芳香族硝基化合物還原為芳伯胺。

4Ar—NO2+6Na2S+7H2O
─→4Ar—NH2+3Na2O3+6NaOH

硫化鹼還原劑的另一特點是可以使多硝基化合物部分還原,如間二硝基苯部分還原,可得間硝基苯胺,還可使硝基偶氮化合物部分還原為氨基偶氮化合物。
連二亞硫酸鈉 俗稱保險粉,是在鹼性介質中使用的強還原劑,但價格較貴,主要用於染色,將還原染料還原為隱色體等。

還原 還原

亞硫酸氫鈉 是一種溫和還原劑,主要用於將芳伯胺的重氮鹽,還原為芳肼等過程。 

還原

從反應步驟來看,它實際上是磺化-水解過程。
在精細化工中用到的其他化學還原劑還有錫、氯化亞錫、水合肼、甲酸、甲脒亞磺酸、甲酸- 叔胺加合物以及鹼金屬陽離子與硼(或鋁)復氫陰離子形成的復氫化合物

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