Balz-Schiemann reakce , nebo Schiemann reakce , je chemická substituční reakci kde aromatický amin skupina je nahrazena atomy fluoru.
Objevil jej v roce 1927 německý chemik Günther Balz a vylepšil ho jeho kolega Günther Schiemann. Byl to první způsob syntézy fluorbenzenů. Reakce však byla v průmyslovém měřítku použita docela pozdě (kolem 80. let) jako syntetická cesta pro fluoraci aromatických sloučenin.
Prvotním činidlem je anilin ( 1 ), který se přeměňuje na diazoniovou sůl působením dusitanu sodného a kyseliny chlorovodíkové při nízké teplotě (< 10 ° C ). Sůl je rozpustná ve vodě. Přidání kyseliny fluorovodíkové nebo roztoku tetrafluorboritanu sodného vede k tvorbě arenedizonium tetrafluorboritanu ( 2 ), který se vysráží . Pevná látka se odfiltruje, promyje ethanolem a poté vysuší. Odstranění stop chloridu sodného je důležité, aby se zabránilo následné tvorbě chlorbenzenů a sušení za účelem odstranění vody, jejíž přítomnost může vést ke tvorbě fenolu.
Dediazoniation vychází z rozkladu soli teplem. Pevná látka se zahřeje na 200 ° C a produkty rozkladu jsou dinitrogen a fluorid boritý . Reakce je exotermická a musí být pečlivě řízena, sůl může být smíchána s inertním ředidlem, jako je písek nebo parafiny. Fluoridu boritého se izoluje promytím rozkladných plynů s roztokem kyseliny fluorovodíkové , která umožňuje generovat fluoroborité kyseliny použité ve druhém stupni tohoto procesu. Produkt ( 3 ) se poté čistí destilací.
Reakce vede k dobrým výtěžkům za předpokladu, že meziproduktové soli jsou nerozpustné ve vodě: s výtěžkem více než 90% pro nerozpustné soli může klesnout na 40% pro aromatické sloučeniny obsahující hydroxylové nebo karboxylové skupiny.
Reakce je obdobou Sandmeyerovy reakce používané k syntéze arylhalogenidů z diazoniových solí .
Původní proces, který má několik slabých míst, zejména z hlediska bezpečnosti, byly navrženy různé modifikace: použití nitrosoniumtetrafluorborátu nebo esterů dusitanů pro tvorbu tetrafluorborátových solí nebo kyseliny hexafluorfosforečné, která tvoří těžce ve vodě rozpustný arendiazonium hexafluorfosfát soli. Krok rozkladu může být katalyzován mědí nebo halogenidy mědi (Bergmannova varianta Balz-Schiemannovy reakce) nebo dokonce zahájen fotochemickými nebo ultrazvukovými procesy.