Den Balz-Schiemann reaktionen , eller Schiemann -reaktion , er en kemisk substitution reaktion , hvor en aromatisk amin gruppe er erstattet af en fluor.
Det blev opdaget i 1927 af den tyske kemiker Günther Balz og forbedret af hans kollega Günther Schiemann. Det var den første måde at syntetisere fluorbenzener på. Imidlertid blev reaktionen brugt ret sent (omkring 1980'erne) i industriel skala som en syntetisk vej til fluorering af aromatiske forbindelser.
Det indledende reagens er anilin ( 1 ), der omdannes til et diazoniumsalt ved indvirkning af natriumnitrit og saltsyre ved lav temperatur (< 10 ° C ). Salt er opløseligt i vand. Tilsætningen af fluorborsyre eller af en opløsning af natriumtetrafluorborat fører til dannelsen af arènediazonium tetrafluorborat ( 2 ), som udfældes . Det faste stof frafiltreres, vaskes med ethanol og tørres derefter. Fjernelse af spor af natriumchlorid er vigtigt for at undgå den efterfølgende dannelse af chlorbenzener og tørring for at fjerne vand, hvis tilstedeværelse kan føre til dannelse af phenol.
Den dediazoniation forløber fra nedbrydningen af saltet ved varme. Det faste stof opvarmes til 200 ° C, og nedbrydningsprodukterne er dinitrogen og bortrifluorid . Reaktionen er eksoterm og skal kontrolleres omhyggeligt, saltet kan blandes med et inert fortyndingsmiddel, såsom sand eller paraffiner. Den bortrifluorid udvindes ved vask af dekomponeringsgasser med en opløsning af flussyre , som gør det muligt at frembringe den fluorborsyre anvendes i det andet trin af fremgangsmåden. Produktet ( 3 ) oprenses derefter ved destillation.
Reaktionen fører til gode udbytter forudsat at de mellemliggende salte er uopløselige i vand: med et udbytte på over 90% for de uopløselige salte kan det falde til 40% for de aromatiske forbindelser omfattende hydroxyl- eller carboxylgrupper.
Reaktionen svarer til Sandmeyer-reaktionen anvendt til at syntetisere arylhalogenider fra diazoniumsalte .
Den oprindelige proces med flere svage punkter, især med hensyn til sikkerhed, er forskellige ændringer blevet foreslået: anvendelse af nitrosoniumtetrafluorborat eller af nitritestere til dannelse af tetrafluorboratsalte eller af hexafluorphosphorsyre, der danner sparsomt vandopløseligt arènediazonium hexafluorphosphat salte. Nedbrydningstrinet kan katalyseres af kobber eller kobberhalogenider (Bergmann-variant af Balz-Schiemann-reaktionen) eller endda initieres ved fotokemiske eller ultralydsprocesser.