硝化反應(yīng)(nitration)，是向有機(jī)化合物分子中引入硝基(-NO2)的過程。硝基就是硝酸失去一個(gè)羥基形成的一價(jià)的基團(tuán)。芳香族化合物硝化的反應(yīng)機(jī)理為：硝酸的-OH基被質(zhì)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(yīng)，并脫去一分子的氫。

在此種的硝化反應(yīng)中芳香環(huán)的電子密度會(huì)決定硝化的反應(yīng)速率，當(dāng)芳香環(huán)的電子密度越高，反應(yīng)速率就越快。由于硝基本身為一個(gè)親電體，所以當(dāng)進(jìn)行一次硝化之后往往會(huì)因?yàn)榉枷悱h(huán)電子密度下降而抑制第二次以后的硝化反應(yīng)。必須要在更劇烈的反應(yīng)條件(如高溫)或是更強(qiáng)的硝化劑下進(jìn)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(yīng)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(jī)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(yīng)的注意事項(xiàng)

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，因而使它的實(shí)際應(yīng)用受到限制。

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。這種方法只需要使用過量很少的硝酸，一般產(chǎn)率較高，缺點(diǎn)是硫酸用量大。

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。

此外，混酸硝化法還具有以下特點(diǎn)：

(1)被硝化物或硝化產(chǎn)物在反應(yīng)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(jīng)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(yīng)器裝有良好的攪拌裝置，使酸相與有機(jī)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(shù)(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(jì)算質(zhì)量比。FNA是混酸中硝酸完全硝化生成水后，廢酸中硫酸的計(jì)算質(zhì)量百分濃度。DVS高或FNA高表示硝化能力強(qiáng)。對(duì)于每個(gè)具體硝化過程，其混酸組成、DVS或FNA都要通過實(shí)驗(yàn)來確定它們的適宜范圍。