第五节  重氮化工艺安全性

重氮化反应是指脂肪族、芳香族或杂环的伯胺与亚硝酸在低温下作用，生成重氮盐的反应。涉及重氮化反应的工艺过程为重氮化工艺，其危险性主要体现在着火或爆炸。

一、重氮化工艺反应物料的安全性

（1）亚硝酸钠，175℃时分解，能引起有机物燃烧或爆炸。具有还原性，遇强氧化剂能被戽化而导致燃烧或爆炸。强致癌物质，操作时一定要做好防护措施。

（2）无机酸，硫酸、盐酸都具有强腐蚀性，操作时也应做好相应的防护措施。

（3）重氮盐，在温度稍高或光的作用下，重氮盐即易分解，有的甚至在室温时也能分解。在干燥状态下，有些重氮盐不稳定，活性大，受热或摩擦、撞击，能分解爆炸。含重氮盐的溶液若洒落在地上、蒸汽管道上，干燥后亦能燃烧或爆炸。

二、重氮化反应工艺原理

（一）反应原理

一级胺与无机酸在低温条件下与重氮试剂作用，其中的氨基转变为重氮基，生成重氮化合物。

（二）无机酸对反应影响因素

不同性质的无机酸在重氮化反应中向芳胺进攻的亲电质点也不同。在稀硫酸和浓硫酸中进行重氮化时的主要活泼质点分别为亚硝酸酐和亚硝基正离子。工业生产上一般在盐酸介质中进行重氮化反应，而比较难反应的弱碱性胺类，则可以在浓硫酸中进行。

（三）反应温度

反应温度一般为0-5℃，反应速率比较慢。是一个强放热过程，因此传统的重氮化反应设备必须加入冷冻装置来维持低温。

（四）芳胺的碱性

芳香族伯胺与重氮化试剂经历的是亲电反应，故芳胺碱性越强，越有利于反应，从而提高重氮化反应速率。但碱性较强的胺类化合物易和无机酸成盐，导致重氮化反应速率下降。实际生产中，酸的浓度一般比较大，因此，碱性较弱的芳胺反而反应速率较快。

三、 重氮化工艺危险性的分析及控制

芦氟沙星是第三代喹诺酮类抗菌药，以其关键中间体2,6-二氯氟苯为例

（1）制备工艺原理

2,6-二氯苯胺邻位有吸电子效应的基团，加入了氟硼酸，稳定重氮盐。由于氟离子是很弱的碱且在水中形成很强的氢键，亲核性差，不能直接取代重氮盐。将重氮盐转化为氟硼酸重氮盐，然后加热分解，可以得到2,6-二氯氟苯。

（2）反应物料控制与设备选择

2,6-二氯苯胺对中枢神经系统、肝、肾等有损害，特别是对水生生物有极高的毒性，且为可燃有机物，有着火、爆炸的危险，在生产使用和储存中应做好防护措施。

盐酸和氟硼酸腐蚀性高，有一定的毒性。选用的釜式反应器不宜直接使用金属材料，可考虑搪玻璃或内衬加耐酸砖的钢槽等设备。

（3）重氮化反应过程与控制

（4）热分解反应过程与控制

四、使用管式反应器

管式反应器是20世纪中叶出现的一种新型的反应装置。与常规反应釜相比，管式反应器具有体积小，比表面积大，反应时间短，返混小，传质传热效率高等优点。如工业上麦草畏关键中间体2,5-二氯苯酚为例：传统釜式反应器传质传热效率不高，危险性大，收率约为80%。采用管式反应器后，对比釜式反应，有以下优点：

（1）比表面积大，传质传热效率高，避免了反应过程中温度过高导致的爆炸性危险，而且能耗下降了40%，使生产工艺更安全、绿色、经济；

（2）釜式反应中反应物料是全混流模式，而管式反应器则是平推流模式，返混小，有效地避免了偶合等副反应的发生，反应收率提高至90%；

（3）废水量减少25%；

（4）反应时间缩短为10s，连续化生产，产能明显提高。