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title: "Sandmeyer 反應機構與重氮鹽 | MolDraw 部落格"
url: https://www.moldraw.com/zh-hant/blog/sandmeyer-reaction-mechanism.html
description: "Sandmeyer 反應詳解：苯胺在 0–5 °C 重氮化，再用 CuCl、CuBr 或 CuCN 經芳基自由基取代 N2。比較 Gattermann 反應與 Balz–Schiemann 反應，附考題與可編輯的 MolDraw 範本。"
lang: zh-Hant
publisher: Scidart Academy
generated: 2026-10-26
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# Sandmeyer 反應：重氮化、自由基機構與 JEE/NEET 考題

發布：2026 年 10 月 18 日 · 作者：Scidart Academy · 閱讀時間：約 9 分鐘

**簡答：**苯胺先在 0–5 °C 下用 NaNO2 與 HCl 轉化為**氯化重氮苯**。再與 **CuCl、CuBr 或 CuCN** 一起溫熱，N2 被 Cl、Br 或 CN 取代。銅(I) 向重氮離子提供一個電子，N2 以氣體形式離去生成**芳基自由基**，該自由基再從銅(II) 奪取鹵素。

[![Sandmeyer 反應與重氮化：包含總反應與每一步彎箭頭的 MolDraw 範本](https://www.moldraw.com/reaction/sandmeyer-reaction/mechanism.webp) 在 MolDraw 中開啟](https://www.moldraw.com/zh-hant/?template=sandmeyer-reaction)

MolDraw 中的 Sandmeyer 反應與重氮化範本：總反應、編號的彎箭頭步驟與重點。點一下即可開啟為可編輯的結構。

[在 MolDraw 中開啟完整機構](https://www.moldraw.com/zh-hant/?template=sandmeyer-reaction) [Sandmeyer 反應指南](https://www.moldraw.com/zh-hant/reaction/sandmeyer-reaction/) [開啟重氮化機構](https://www.moldraw.com/zh-hant/?template=diazotisation)

## 什麼是 Sandmeyer 反應與重氮化？

Sandmeyer 反應是在苯環特定位置引入 Cl、Br 或 CN 最有用的方法。由於可以先引入胺基再將其取代，它能得到直接鹵化無法實現的取代模式。

MolDraw 有兩個範本：重氮化（從亞硝酸到重氮離子共八步），以及 Sandmeyer 反應本身，用單鉤箭頭表示自由基過程。

## 反應一覽

| 第 1 步（重氮化） | ArNH2 + NaNO2 + HCl，0–5 °C → ArN2+Cl− |
| --- | --- |
| 第 2 步（Sandmeyer 反應） | CuCl/HCl → ArCl；CuBr/HBr → ArBr；CuCN/KCN → ArCN |
| 中級 | 芳基自由基（失去 N2 之後） |
| 銅 | Cu(I) → Cu(II) → Cu(I)：可再生 |
| 相關內容 | Gattermann 反應（Cu 粉）、KI（ArI）、Balz–Schiemann 反應（ArF） |

## 逐步反應機構

1. **亞硝醯陽離子。**NaNO2 + HCl 生成 HNO2。質子化後失水，得到親電基 N≡O+。
2. **N-亞硝化。**胺的氮原子進攻 NO+；失去一個質子得到 N-亞硝胺 Ar–NH–N=O。
3. **互變異構。**氧上質子化並失去 N–H 質子，轉化為重氮氫氧化物 Ar–N=N–OH。
4. **重氮離子。**OH 被質子化後以水的形式離去，得到 Ar–N+≡N。保持在 0–5 °C 時，它足夠穩定，可以使用。
5. **電子轉移（Sandmeyer 反應）。**銅(I)（以 CuCl2− 形式）向重氮離子提供一個電子。N2 離去，生成芳基自由基；銅變為 Cu(II)。
6. **鹵素轉移。**芳基自由基從 CuCl2 奪取 Cl，生成氯苯並再生銅(I)。

範本中的每一步都逐一電子核對過：彎箭頭給出的正是圖中所畫的結構。[在 MolDraw 中開啟](https://www.moldraw.com/zh-hant/?template=sandmeyer-reaction)，一步一步跟著箭頭走。

## 範例解析

- **苯胺 → 氯苯。**NaNO2/HCl，0–5 °C，然後 CuCl/HCl。
- **苯胺 → 苯甲腈 → 苯甲酸。**CuCN/KCN 生成 PhCN；水解得到苯甲酸。這樣就在苯環上增加了一個碳。
- **苯胺 → 碘苯。**只需 KI，無需銅。
- **苯胺 → 氟苯。**Balz–Schiemann 反應：HBF4 生成 ArN2+BF4−，加熱時失去 N2 與 BF3。
- **苯胺 → 苯。**H3PO2 把 N2+ 替換為 H（可用於除去作為定位基的 NH2）。

## JEE 與 NEET 練習題

**Q1.** 氯化重氮苯 + CuCN，再水解，得到：

1. 酚
2. 苯甲酸
3. 苯胺
4. 只有苯甲醯胺

**顯示答案**

**苯甲酸**：CuCN 生成苯甲腈；水解把 CN 轉化為 COOH。

**Q2.** 下列哪種轉化不需要銅鹽？

1. ArN2+ → ArCl
2. ArN2+ → ArBr
3. ArN2+ → ArI
4. ArN2+ → ArCN

**顯示答案**

**ArN2+ → ArI**：碘離子本身就是足夠好的還原劑與親核基：只用 KI 即可。

**Q3.** 由苯胺製備氟苯的最佳方法是：

**顯示答案**

**先重氮化，再加 HBF4 並加熱（Balz–Schiemann 反應）**：CuF 在 Sandmeyer 反應中不起作用。

**Q4.** 為什麼重氮化要在 0–5 °C 下進行？

**顯示答案**

**重氮鹽受熱會分解（生成苯酚 + N2）。**：芳基重氮鹽只有在低溫下才穩定。

**Q5.** Sandmeyer 反應與 Gattermann 反應的差異：

**顯示答案**

**Sandmeyer 反應用 Cu(I) 鹽；Gattermann 反應用銅粉加 HX。**：兩者都生成 ArCl/ArBr；Gattermann 反應的產率通常較低。

## 常見錯誤

- 寫成 SN1 芳基陽離子機構：Sandmeyer 反應經過的是芳基自由基。
- 使用 CuF 或 CuI：氟化物用 HBF4，碘化物用 KI。
- 在室溫下進行重氮化。
- 忘記銅(I) 會再生（原則上是催化量）。

## 在 MolDraw 中編輯此機構

1. 點選 [**Open in MolDraw**](https://www.moldraw.com/zh-hant/?template=sandmeyer-reaction)。編輯器開啟後，整張圖都在畫布上：總反應、每個編號步驟與重點。
2. 所有內容都是一般結構。修改取代基、替原子重新上色或移動箭頭，箭頭都會一直連在原子上。
3. 可下載為 PNG、SVG 或 PDF，或複製到筆記或投影片中。
4. 同一張圖也可以在編輯器的 **Templates → Schemes → Name reactions** 中找到。

## 問題與解答

### 銅在 Sandmeyer 反應中扮演什麼角色？

銅(I) 向重氮離子轉移一個電子；N₂ 離去後，芳基自由基從銅(II) 奪取鹵素，同時再生銅(I)。

### 有什麼證據支持自由基機構？

兩個芳基自由基偶合會生成聯芳基（Ar–Ar）副產物。

### 可以使用脂肪胺嗎？

不可以。脂肪族重氮離子會立即失去 N₂，生成醇與烯烴。

## 相關指南

[Sandmeyer 反應：反應指南](https://www.moldraw.com/zh-hant/reaction/sandmeyer-reaction/) [重氮化反應](https://www.moldraw.com/zh-hant/reaction/diazotization-reaction/) [偶氮偶合](https://www.moldraw.com/zh-hant/reaction/azo-coupling-reaction/) [Hofmann 溴醯胺反應](https://www.moldraw.com/zh-hant/blog/hofmann-bromamide-reaction-mechanism.html) [所有反應](https://www.moldraw.com/zh-hant/reaction/) [所有文章](https://www.moldraw.com/zh-hant/blog/) [人名反應查詢](https://www.moldraw.com/zh-hant/tools/free-chem-tools/name-reaction-finder.html)

最後更新：2026 年 10 月 18 日