Balz-Schiemann reakcji lub Schiemann reakcji jest związek chemiczny podstawienie reakcji gdy aromatyczne aminy grupy jest zastąpiony przez atom fluoru.
Został odkryty w 1927 roku przez niemieckiego chemika Günthera Balza i ulepszony przez jego kolegę Günthera Schiemanna. Był to pierwszy sposób syntezy fluorobenzenów. Jednak reakcja ta została wykorzystana dość późno (około lat 80. XX wieku) na skalę przemysłową jako droga syntezy do fluorowania związków aromatycznych.
Początkowym odczynnikiem jest anilina ( 1 ), która jest przekształcana w sól diazoniową pod działaniem azotynu sodu i kwasu solnego w niskiej temperaturze (< 10 ° C ). Sól jest rozpuszczalna w wodzie. Dodanie kwasu fluoroborowego lub roztworu tetrafluoroboranu sodu prowadzi do powstania tetrafluoroboranu arenedizonu ( 2 ), który wytrąca się . Ciało stałe odsącza się, przemywa etanolem, a następnie suszy. Usunięcie śladów chlorku sodu jest ważne, aby uniknąć późniejszego tworzenia się chlorobenzenów i suszenia w celu usunięcia wody, której obecność może prowadzić do tworzenia się fenolu.
Dediazoniation przebiega w wyniku rozkładu soli na gorąco. Ciało stałe ogrzewa się do 200 ° C, a produktami rozkładu są diazot i trifluorek boru . Reakcja jest egzotermiczna i należy ją dokładnie kontrolować, sól można zmieszać z obojętnym rozcieńczalnikiem, takim jak piasek lub parafiny. Trifluorku boru odzyskuje się przez płukanie gazów rozkładu roztworem kwasu fluorowodorowego , dzięki czemu możliwe jest generowanie kwas fluoroborowy stosuje się w drugim etapie procesu. Produkt ( 3 ) jest następnie oczyszczany przez destylację.
Reakcja prowadzi do dobrych wydajności pod warunkiem, że sole pośrednie są nierozpuszczalne w wodzie: z wydajnością powyżej 90% dla soli nierozpuszczalnych, może spaść do 40% dla związków aromatycznych zawierających grupy hydroksylowe lub karboksylowe.
Reakcja jest podobna do reakcji Sandmeyera stosowanej do syntezy halogenków arylowych z soli diazoniowych .
Oryginalny proces mający kilka słabych punktów, w szczególności z punktu widzenia bezpieczeństwa, zaproponowano różne modyfikacje: zastosowanie tetrafluoroboranu nitrozoniowego lub estrów azotynów do tworzenia soli tetrafluoroboranowych lub kwasu heksafluorofosforowego, który tworzy słabo rozpuszczalny w wodzie arènediazoni sole heksafluorofosforanowe. Etap rozkładu może być katalizowany przez miedzi lub halogenki miedzi (wariant Bergmanna reakcji Balza-Schiemanna) lub nawet inicjowany przez procesy fotochemiczne lub ultradźwiękowe.