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有机化学 第十章 含氮化合物

有机化学 第十章 含氮化合物
有机化学 第十章 含氮化合物

第一节 胺

一、分类和命名

1.定义:氨分子中的氢原子被氨基取代后所得到的化合物。

2.分类:根据氨分子中的一个、二个和三个氢原子被烃基取

代分成伯胺(10胺)、仲胺(20胺)和叔胺(30胺)。相当于

氢氧化铵NH 4OH 和卤化铵NH 4X 的四个氢全被烃基取代所

成的化合物叫做季铵碱和季铵盐。根据氨基所连的烃基不同

可分为脂肪胺(R-NH 2)和芳香胺(Ar-NH 2)。根据氨基的数

目又可分成一元胺和多元胺。应当注意的是:

NH 3 → R -NH 2 伯胺

→ R 2NH 仲胺

→ R 3N 叔胺

NH 4OH → R 4NOH 季铵碱

NH 4X → R 4NX 季铵盐

伯、仲、叔胺与伯、仲、叔醇的分级依据不同。胺的分

级着眼于氮原子上烃基的数目;醇的分级立足于羟基所连的

碳原子的级别。例如叔丁醇是叔醇而叔丁胺属于伯胺。

叔丁醇 (30醇) 叔丁胺(10胺)

要掌握氨、胺和铵的用法。氨是NH 3氨分子从形式上去

掉一个氢原子,剩余部分叫做氨基-NH 2,(去掉二个氢原子叫

亚氨基=NH)。氨分子中氢原子被烃基取代生成有机化合物的

胺。季铵类的名称用铵,表示它与NH 4的关系。

3.命名:对于简单的胺,命名时在“胺”字之前加上烃基的名

称即可。仲胺和叔胺中,当烃基相同时,在烃基名称之前加

词头“二”或“三”。例如:

CH 3NH 2 甲胺 (CH 3)2NH 二甲胺 OH CH 3CH

3CH 3C CH 3CH 3CH 3

C NH 2

(CH3)3N 三甲胺C6H5NH2苯胺

(C6H5)2NH 二苯胺(C6H5)3N 三苯胺

而仲胺或叔胺分子中烃基不同时,命名时选最复杂的烃基作为母体伯胺,小烃基作为取代基,并在前面冠以“N”,突出它是连在氮原子上。例如:

CH3CH2CH2N(CH3)CH2CH3N-甲基-N-乙基丙胺

(或甲乙丙胺)

C6H5CH(CH3)NHCH3N-甲基-1-苯基乙胺

C6H5N(CH3)2N,N-二甲基苯胺

季铵盐和季铵碱,如4个烃基相同时,其命名与卤化铵和氢氧化铵的命名相似,称为卤化四某铵和氢氧化四某铵;若烃基不同时,烃基名称由小到大依次排列。例如:

(CH3)4N+Cl-氯化四甲铵

(CH3)4N+OH-氢氧化四甲铵[HOCH2CH2N+(CH3)3]OH-氢氧化三甲基-2-羟乙基铵(胆碱)[C6H5CH2N+(CH3)2C12H25]Br-溴化二甲基十二烷基苄基铵

二、物理性质

1.状态:低级脂肪胺,如甲胺、二甲胺和三甲胺等,在常温下是气体,丙胺以上是液体,十二胺以上为固体。芳香胺是无色高沸点的液体或低熔点的固体,并有毒性。

2.沸点:同分异构体的伯、仲、叔胺,其沸点依次降低。这是因伯、仲胺分子之间可形成氢键,叔胺则不能。例如丙胺、甲乙胺和三甲胺的沸点分别为48.7℃、36.5℃和2.5℃。

3.水溶性:低级的伯、仲、叔胺都有较好的水溶性。因为它们都能与水形成氢键。随着分子量的增加,其水溶性迅速减小。

三、化学性质

胺的化学性质主要取决于氮原子上的末共用电子对。当它提供末共用电子对给质子或路易斯酸时,胺显碱性;它作

为亲核试剂时,能与卤代烃发生烃基化反应,能与酰卤、酸酐等酰基化试剂发生酰化反应,还能和亚硝酸反应;当它和氧化剂作用,氮原子提供末共用电子对时表现出还原性。此外芳香胺的氨基,增强了芳环亲电取代反应活性等。

1.碱性

胺分子中氮原子上的末共用电子对,能接受质子,因此胺呈碱性。

脂肪族胺中仲胺碱性最强,伯胺次之,叔胺最弱,胆它们的碱性都比氨强。其碱性按大小顺序排列如下:(CH3)2NH > CH3NH2 > (CH3)3N > NH3

胺的碱性强弱取决于氮原子上末共用电子对和质子结合的难易,而氮原子接受质子的能力,又与氮原子上电子云密度大小以及氮原子上所连基团的空间阻碍有关。脂肪族胺的氨基氮原子上所连接的基团是脂肪族烃基。从供电子诱导效应看,氮原子上烃基数目增多,则氮原子上电子云密度增大,碱性增强。因此脂肪族仲胺碱性比伯胺强,它们碱性都比氨强,但从烃基的空间效应看,烃基数目增多,空间阻碍也相应增大,三甲胺中三个甲基的空间效应比供电子作用更显著,所以三甲胺的碱性比甲胺还要弱。

芳香胺的碱性比氨弱,而且三苯胺的碱性比二苯胺弱,二苯胺比苯胺弱。这是由于苯环与氮原子核发生吸电子共轭效应,使氮原子电子云密度降低,同时阻碍氮原子接受质子的空间效应增大,而且这两种作用都随着氮原子上所连接的苯环数目增加而增大。因此芳香胺的碱性是:

NH3 > 苯胺> 二苯胺> 三苯胺

苯胺能与稀盐酸、硫酸等成盐,但不能和乙酸成盐,二苯胺只能与浓的盐酸、硫酸成盐,但形成的盐遇水立即水解,三苯胺则接近中性,不能和浓盐酸等成盐。

芳脂胺的碱性,由于氨基氮原子上末共用电子对不能和

苯环发生P-π共轭,所以碱性一般比苯胺强些。例如:苄胺

(Pk a =9.4) > 苯胺(Pk a =4.6)

季胺碱因在水中可完全电离,因此是强碱,其碱性与氢氧

化钾相当。

综上所述,胺类是弱碱,其碱性比氢氧化钠弱得多。它

可与强酸形成可溶于水的碱盐,遇强碱后可被游离出来。利

用这些性质,可将胺类从水不溶性化合物中分离出来。例如

分离十二胺和癸胺。

利用胺盐的水溶性,可将某些水不溶性的胺类药物,例

如有较好疗效的局部麻醉药普鲁卡因不溶于水,影响使用。

将它配制成水溶性的盐酸盐,做成针剂,则大大方便了应用。

2.氧化反应

胺易被氧化,例如过氧化氢或过氧酸可氧化脂肪族伯、

仲、叔胺,分别生成肟、羟胺和N-氧化胺。

RCH 2NH 2 RCH =NOH

R 2NH R 2NOH

R 3N R 3N ─O - 芳香族胺更容易被氧化。在空气中长期存放芳胺时,芳

胺则被空气氧化,生成黄、红、棕色的复杂氧化物。其中含

有醌类、偶氮化合物等。因此在有机合成中,如果要氧化芳

胺环上其它基团,则必须首先要保护氨基,否则氨基更易被

氧化。

3.酰基化和磺酰化反应

伯胺或仲胺与酰基化试剂,如酰卤、酸酐及酯等作用,

发生酰基化反应,生成N-取代酰胺或N ,N-二取代酰胺。因

叔胺氮原子上没有氢原子,所以不能发生酰化反应。

RNH 2 + (RCO)2O RCONHR + RCOOH

R 2NH +(RCO)2O RCONR 2 + RCOOH

由于芳香族胺的碱性比脂肪胺弱得多,所以酰化反应缓H 2O 2

H 2O 2 H 2O 2

SO 2Cl SO 2Cl 慢得多,而且芳胺只能被酰卤、酸酐所酰化,不能和酯类反

应。

胺的酰化反应有许多重要的应用。由于胺类易被酰卤、

酸酐酰化成对氧化剂较稳定的取代酰胺,而取代酰胺在酸或

碱催化下加热水解,又易除去酰基,把氨基游离出来。所以

利用胺的酰化反应可以在有机合成中“保护氨基”。例如由

对甲基苯胺合成普鲁卡因的中间体——对氨基苯甲酸,因氨

基也易被氧化,因此合成时应首先“保护氨基”,然后氧化

甲基时,被保护的氨基可免受氧化,最后水解,又将氨基游

离出来。

伯胺和仲胺还可以和苯磺酰氯发生磺酰化反应,生成磺

酰胺化合物,但叔胺不发生此反应。伯胺的磺酰胺产物,氮

原子上还有一个氮,受磺酰基的吸电子共轭的影响而呈酸

性,因此能与碱成盐而溶于氢氧化钠溶液中。仲胺的磺酰胺

产物氮原子上没有氢原子,而不溶于氢氧化钠溶液中。所以

可利用此反应来分离提纯或鉴别伯、仲、叔胺。此反应称兴

斯堡反应。

+ RNH 2

+ R 2NH ↓ (碱不溶)

4.与亚硝酸的反应

脂肪族伯胺与亚硝酸反应,生成醇、卤代烃和烯烃等混

合物。并定量放出氮气。例如: NH 2CH 3CH 3NHCOCH 3

NHCOCH 3COOH NH 2COOH SO 2NR H

SO 2NR Na SO 2NR 2酰化

氧化

水解 Δ NaOH NaOH NaOH

NH 2CH 3NH RNH 2 + HNO 2 ROH + N 2↑ 可利用此反应定量放出的氮气,对脂肪伯胺进行定量分析。

芳香伯胺在过量强酸溶液中,在低温下与亚硝反应,可生成在0℃左右较稳定的重氮盐。

+ NaNO 2 + HCl + H 2O + NaCl 芳香族重氮盐虽在低温下较稳定,但受热则分解放

出氮气,并生成酚。如果芳香族重氮盐遇β-萘酚的碱溶液,

可生成橙红色固体偶氮化合物。

+ 脂肪族或芳香族仲胺,可与亚硝酸作用都生成不溶于水

的黄色油状物N-亚硝基仲胺。

R 2NH + HNO 2 R 2N-NO

+ HNO 2

(不溶于水的黄色油状物)

N-亚硝基仲胺和酸共热,又可分解成原来的仲胺。利用

这个性质可分离或提纯仲胺。

R 2N ─NO R 2NH + HONO

脂肪族叔胺由于氮原子上没有氢原子,只能与亚硝酸作

用,生成不稳定的水溶性亚硝酸盐。此盐有碱处理后,又重

新得到游离的脂肪族叔胺。

N 2Cl N 2Cl OH

N 2Cl OH OH N N CH 3

N NO 25℃

0-5℃ Δ

低温

低温

H + Δ

N(C H 3)2NH 2 R 3N + HNO 2 R 3NHNO 2 芳香族叔胺与亚硝酸作用,不生成盐,而是在芳环上引

入亚硝基,生成对亚硝基芳叔胺。如对位被其它基团占据,

则亚硝基在邻位上取代。例如:

+ NaNO 2 + HCl

+ NaNO 2 + HCl 亚硝基芳香族叔胺在碱性溶液中呈绿色,在酸性溶液中

由于互变成醌式盐而呈桔黄色。

5.芳环上的亲电取代反应 由于芳香族胺的氮原子上末共用电子对与苯环发生供电

子共轭效应,使苯环电子云密度增加,特别是氨基的邻、对

位,电子云密度增加更为显著,因此苯环上的氨基(或-NHR 、

-NR2)是活化苯环的强的邻、对位定位基团,使芳胺易发生

亲电取代反应

(1)卤代反应 苯胺与卤素的反应很迅速。例如苯胺与溴水

作用,在室温下立即生成2,4,6-三溴苯胺。因为三溴苯胺

碱性很弱,不能与反应中生成的氢溴酸成盐,所以难溶于水

的三溴苯胺形成白色沉淀析出,此反应能定量完成,可用于

苯胺的定性或定量分析。

+3Br 2

+3HBr

要想得到一溴苯胺,就必须设法降低氨基的活性。因酰氨

工基比氮革的活性差,所以先将氨基酰化成酰氨基,然后溴

化,最后水解除去酰基,就可以得到以对位的一溴苯胺为主

的产物。

NO N(C H 3)2

0-5℃ CH 3N(C H 3)2 0-5℃ CH 3

NO N(C H 3)2

NH 2

Br Br Br 水

(2)硝化反应 由于苯胺分子中氨基极易被氧化,所以芳香族胺要发生芳环上的硝化反应,就不能直接进行,而应先“保

护氨基”。根据产物的要求,可采用不同的方法“保护氨基”。

如果要求得到间硝基苯胺,可先将苯胺溶于浓硫酸中,

使之形成苯胺硫酸盐保护氨基。因铵正离子是间位定位基,

进行硝化时,产物必然是间位产物,最后再用碱液处理,又

把产物间硝基苯胺游离出来。

如果要得到对硝基苯胺,则应先将苯胺酰化,再水解除去

酰基,最后得到对硝基苯胺。

(3)磺化反应 苯胺的磺化是将苯胺溶于浓硫酸中,首先生

成苯胺硫酸盐,在高温(200℃)加热脱水并重排,生成对

氨基苯磺酸。

对氨基苯磺酸的酰胺,就是磺胺,是最简单的磺胺药物。它

的合成如下:

NH 2NHCOCH 3酸酐 乙酸 溴

水解 Δ NHCOCH 3Br

NH 2

Br NH 2

NH 3HSO 4NH 3HSO 4NO 2NH 2NO 2浓硫酸 浓硫酸 NaOH NH 2NHCOCH 3乙酸酐 混酸

水解 NHCOCH 3NO 2NH 2NO 2NH 2

NHSO 3H NH 2

SO 3H 硫酸

重排

NH 2NHCOCH 3

NHCOCH 3SO 2Cl NHCOCH 3SO 2NH 2NH 2SO 2NH 2

乙酰化

氯磺酰 氨解 水解

6.季铵盐和季铵碱的反应

叔胺和卤代烃作用,生成季铵盐。

R 3N + RX R 4N+X - 季铵盐是白色晶体,有盐的性质,能溶于水,不溶于有机

溶剂。它与无机盐卤化铵相似。对热不稳定,加热后易分解

成叔胺和卤代烃。

R 4N+X - R 3N + RX 季铵盐和氢氧化钠水溶液作用,生成稳定的季铵碱,但反

应是可逆的。这表明季铵碱的碱性与氢氧化钠相当。一般利

用氢氧化银或湿的氧化银和季铵盐的醇溶液作用,因生成卤

化银沉淀面破坏了可逆平衡,可制得委铵碱。

R 4N+X - + AgOH R 4N+OH - + AgX

季铵盐与碱溶液作用生成季铵碱的性质,与伯胺盐、仲胺

盐及叔胺盐与碱溶液作用,使相应的胺被游离出来的性质是

完全不同的。

季铵碱对热也不稳定,加热到100℃以上时,季铵碱发生

分解,生成叔胺。

(CH 3)4N+OH - (CH3)3N + CH 3OH 如果季铵碱分子中有大于甲基的烷基,并含有β-H 时,其

加热分解,并同时发生消除反应,生成叔胺、烯烃和水。例

如:

[CH 3CH 2N(CH 3)3]+OH - (CH 3)3N + CH 2=CH 2 + H 2O

此反应有是由碱性试剂OH-离子进攻β-H ,按照E2历程

进行的β-消除反应,称为霍夫曼消除反应。

当季铵碱具有两种或多种不同类型饱和烷基的β-H 时,

霍夫曼消除反应的主要方式是消去含氢较多的β-碳原子上

的氢。例如: CH 3CH 2CH=CH 2 + C H 3CH=CHCH 3 + (CH 3)3N + H 2O [CH 3CH 2CHCH 3]OH N(CH 3)3

Δ

Δ

Δ Δ

霍夫曼消除反应的产物,主要是生成双键碳原子含取代基

较少的烯烃,这种消除方式与卤代烃的扎依采夫规则相反,

称为霍夫曼规则。

四、胺的制法

1.某些含氮化合物的还原

芳香族硝基化合物、腈、酰胺、肟、亚胺等化合物,都可

以还原制备胺。还原剂一般可用催化加氢或氢化铝锂。例如:

芳香族硝基化合物一般常用铁或锡加盐酸,在酸性介质子

还原制备芳香族胺。例如:

+ Fe + HCl + Fe 3O 4

用醛或酮和甲胺在高温下反应制备伯胺的反应称为刘卡

特反应。例如:

+ HCONH 4

2.卤代烃的氨基化

氨或胺作为亲核试剂和卤代烃作用,得到伯、仲、叔胺

和季铵盐的混合物。分离提纯它们比较困难,所以制备受到

一定的限制。但如果用酰亚胺作亲核试剂与卤代烃作用,然

后碱性水解把胺游离出来,则可得到纯净的伯胺。此反应称

盖布瑞尔合成法。常用的酰亚胺是邻苯二甲酰亚胺。

3.酰胺的霍夫曼降解反应

未取代的酰胺与卤素,在氢氧化钠溶液中作用,酰胺分

子失去羰基,生成比原来少一个碳原子的伯胺,此反应称酰

胺的霍夫曼降解反应。例如:

RCONH 2 + Br 2 + NaOH RNH 2 + Na 2CO 3 + NaBr +H 2O

CH 2CN NH 2

CH 2CH 2NO 2NH 2CH 3C O NH 2CH 3

H C H 2 Ni

Δ 185℃

五、重要的胺

1.甲胺、二甲胺、三甲胺

甲胺、二甲胺、三甲胺在常温下都是无色气体,有特殊气味。易溶于水,水溶液呈碱性,能与酸成盐。

2.苯胺

苯胺在常温下是无色油状液体,微溶于水,易溶于有机溶剂,可随水蒸气挥发。所以合成苯胺可用水蒸气蒸馏方法进行纯化。苯胺有毒。

3.胆碱

胆碱是季铵碱类化合物,具有碱性。其结构式为:[HOCH2CH2N(CH3)3]OH 。胆碱是易吸湿的白色结晶,易溶于水和醇。床上用胆碱治疗肝炎、肝中毒等疾病。胆碱分子中羟基被乙酰基取代生成的酯,称为乙酰胆碱。

4.新洁尔灭

化学名为溴化二甲基十二烷基苄基铵,属于季铵盐类化合物。常温下为淡黄色胶体,芳香而味苦,易溶于水、醇,水溶液呈碱性。医药上通常用其0。1℅的溶液作为外科术器械的消毒剂。应①碱性的影响因素②成盐反应及应用

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课程名称: 有机化学C 计划学时(2)

授课章节第十章含氮化合物

第二节重氮化合物和偶氮化合物第三节硝基化合物

教学目的和要求:

1.掌握硝基化合物的结构、命名方法、性质、制法及其代表物。

2.能够运用诱导效应、共轭效应解释使苯环上氯原子的亲核取代活

性增加和使酚羟基的酸性增强的原因。

3.掌握重氮胺的性质以及它们在有机合成上的应用。

4.了解偶氮化合物的结构和颜色的关系,以及染料的显色原理。

教学基本内容:

掌握硝基化合物、重氮化合物和偶氮化合物的结构、命名方法、性质、制法及代表物;了解它们各自的重要代表物。

教学重点和难点:

1.硝基对邻对位上取代基的影响

2.重氮盐的制备及其在合成上应用。重氮盐的放氮反应、偶联反应。

授课方式方法和手段:

课堂教学采用多媒体教学,以ppt为主,习题采用黑板教学与学生讨论相结合的方式。

作业与思考题:

参考资料包括书目报刊论文及网络资源。

教学正文编写要按引入新课,讲授总结与巩固三方面组织,并对教学方式方法手段(教具及多媒体)师生互动,板书等详细设计,促进学生思考,激发学生潜能

N OH N 第二节 重氮化合物和偶氮化合物

一、 重氮化合物和偶氮化合物的命名

重氮化合物和偶氮化合物都含有-N=N-原子团。该官能团

的一端与烃基相连,另一端与非碳原子相连或不与其他的原

子或原子团相连的化合物,称为重氮化合物。如:

氯化重氮苯 硫酸重氮苯

(重氮苯盐酸盐) (重氮苯硫酸盐)

-N=N-官能团两端都分别与烃基相连的化合物,称为偶

氮化合物。如: CH 3-N=N-CH 3 偶氮甲烷

偶氮苯 对羟基偶氮苯

对二甲氨基偶氮苯

二、重氮盐的制法

在低温和强酸性水溶液中,芳香族伯胺和亚硝酸作用,

生成重氮化合物,此反应称为重氮化反应。如:

+ NaNO 2 + HCl + H 2O + NaCl

重氮化反应的历程可能是铵盐先与亚硝酸作用,生成N-

亚硝基化合物,然后发生重排,最后再脱水生成重氮盐。

重氮盐是重要的有机机合成中间体,生成的重氮盐不必分

离,可直接在原溶液中进行下一步合成反应。

三、重氮盐的性质

重氮盐具有盐的性质,易溶于水,不溶于有机溶剂,其在

水溶液中能解离为重氮盐正离子和负离子X -,因此水溶液能

N N HSO 4N N Cl N N N N (CH 3)2N 0-5℃ N N Cl NH 2重排 N OH Cl H N N N Cl H H O 亚硝酸 Cl NH 3-H 20 N Cl N

导电。重氮盐的化学性质很活泼,可发生许多反应,主要有

如下两类:一类是放氮反应,一类是不放氮的偶联反应。

1.去氮反应

这是重氮基被其它原子或原子团取代,并在同时放出氮

气的一类反应。重氮盐在亚铜盐的催化下,重氮基被氯、溴、

氰基取代,分别生成氯苯,溴苯和苯腈,同时放出氮气,此

反应称为桑德迈尔反应。

将重氮盐加热,重氮基被羟基取代,生成苯酚并放出氮气。

例如:

重氮硫酸盐和次磷酸或碱性甲醛水溶液作用,重氮基被

氢原子取代并放出氮气。例如:

+ N 2↑

2. 偶联反应

重氮盐在低温下与苯酚或芳胺作用,生成有色的偶氮化

合物的反应,称为偶联反应。例如 :

+

Cl HCl Δ CuCl

N 2Cl Br

HBr Δ CuBr I KI90℃ COOH CN

Δ 水解 CuCN

OH

Δ N 2Cl H 3PO 2 N 2HSO 4N 2Cl N N N(CH 3)2

PH4-6 N(CH 3)2

偶联反应一般发生在对位,如对位已有基团占据,也可发生

在邻位。例如:

+ 从以上酚和芳香叔胺与重氮盐发生的偶联反应来看,偶

联发生在邻对位,相当于正电性的重氮盐取代了苯环上的氢

原子,属于亲电取代反应,重氮正离子是弱的亲电试剂,所

以只能进攻像酚和芳胺这类活性很高的芳环。

进行偶联反应时,介质的酸碱性是很重要的。一般重氮

盐与酚类的偶联反应,是在弱碱性介质中进行的。在此条件

下,酚形成苯氧负离子,使芳环电子云密度增加,有利于偶

联反应的进行。重氮盐与芳胺的偶联反应,是在中性或弱酸

性介质中进行的。在此条件下,芳胺以游离胺形式存在,使

芳环电子云密度增加,有利于偶联反应进行。如果溶液酸性

过强,胺变成了铵盐,使芳环电子云密度降低,不利于偶联

反应,如果从重氮盐的性质来看,强碱性介质会使重氮盐转

变成不能进行偶联反应的其它化合物。

.偶氮化合物是一类有颜色的化合物,有些可直接作染料

或指示剂。在有机分析中,常利用偶联反应产生的颜色来鉴

定具有苯酚或芳胺结构的药物。

四、重要的含氮化合物

. + 第三节 硝基化合物

一、分类、命名法

硝基(NO2-)取代烃分子中的氢原子所成的化合物称为硝

基化合物。硝基是它的官能团。

按烃基的不同,硝基化合物可分为:

脂肪族硝基化合物(RNO2)

CH 3

OH N N OH CH 3PH8 N 2Cl

OH

N N PH8

OH N 2Cl

如:CH3NO2 硝基甲烷 CH3CH2NO2 硝基乙烷。

芳香族硝基化合物(Ar-NO2)

如:

硝基苯 β-硝基萘

根据硝基所连的碳原子的不同,硝基化合物可分为:

伯硝基化合物,例如: CH 3CH 2NO 2 硝基乙烷。

仲硝基化合物,例如:CH 3CH(NO 2)CH 3 2-硝基丙烷 叔硝化化合物,例如: 2-甲基-2-硝基丙烷 根据硝基的个数,硝基化合物可分为:

一元硝基化合物,例如: CH 3CH 2NO 2 硝基乙烷。

多元硝基化合物,例如:NO 2CH 2CH 2NO 2 二硝基乙烷

命名硝基化合物时以烃为母体,硝基作为取代基,例如:

2,2-二甲基-4-硝基戊烷 2-硝基-4-氯苯酸

2,4,6-三硝基甲苯(TNT)

2,4,6-三硝基苯酚(苦味酸) 二、物理性质

脂肪族硝基化合物多数是油状液体,芳香族硝基化合物除

了硝基苯是高沸点液体外,其余多是淡黄色固体,有苦仁气

味,味苦。不溶于水,溶于有机溶剂和浓硫酸(形成 盐)。

NO 2

NO 2NO

2CH 3CH 3CH 3C NO 2CH 3

CH 3CH 3CH C CH 2CH 3NO 2

Cl COOH

NO 2CH 3NO 2NO 2NO 2

NO 2

NO 2OH

硝基具有强极性,所以硝基化合物是极性分子,有较高的

沸点和密度。随着分子中硝基数目的增加,其熔点、沸点和

密度增大、苦味增加,对热稳定性减少,受热易分解爆炸(如

TNT 是强烈的炸药)。

多数硝基化合物有毒,在贮存和使用硝基化合物时应注意。

三、化学性质

1.还原反应

硝基化合物易被还原,芳香族硝基化合物在不同的还原条

件下得到不同的还原产

物。例如在酸性介质中以铁粉还原,最后生成芳香族伯胺;

在中性条件中以锌粉还原得到氢化偶氮化合物;在碱性条件

中以锌粉还原得到联苯胺。

+ Fe + HCl(稀) + Zn + NH 4Cl

+ Zn + NaOH 联苯胺是白色固体,熔点133℃,微溶于水,溶于乙醇,乙醚.

用作工业原料,分析化学试剂.在水的分析中作为检验氰化物

的试剂,还用于血液的检验,又是高价金属离子的灵敏试剂.

联苯胺有很强的致癌性,在体内易引起膀胱癌,使用联苯

胺时,务必注意勿触及皮肤,不误入口中。

2.硝基化合物的酸性

脂肪族硝基化合物中,α-氢受硝基的影响,较为活泼,可

NH 2NO 2 NO 2NHNH NH 2

NH 2NO 2

发生类似酮-烯醇互变异构。

酮式(硝基式) 烯醇式(假酸式)

烯醇式中连在氧原子上的氢相当活泼,反映了分子的酸

性,称假酸式,其能与强碱成盐,所以含有α-氢硝基化合物

可溶于氢氧化钠溶液中,无α-氢硝基化合物则不溶于氢氧化

钠溶液。利用这个性质,可鉴定是否含有α-氢的伯、仲硝基

化合物和叔硝基化合物。

3.硝基对苯环的影响

硝基是吸电子基团,使苯环电子云密度降低,特别是硝

基的邻对位电子云密度降低更为显著,而间位的电子云密度

相对较高。所以在芳环的亲电取代反应中,硝基是钝化芳环

的间位定位基。如果硝基苯邻对位连有其它基团,它们也要

受到硝基的影响。例如,硝基使邻邦对位卤原子亲核取代反

应活性增强;硝基使邻对位的羟基、羧基酸性增强;使邻对

位上甲基活性增强,使邻对位上氨基的碱性减弱。

(1)硝基对芳亲电取代反应的影响 硝基是间位定位基,因

此,亲电取代反应主要发生在间位,反应速度比苯慢。例如:

+ Br 2 + HBr +HNO 3+ H 2SO 4(浓) + H 2O

+ H 2SO 4(发烟) + H2O

R N O

OH

CH RCH 2N O O

FeBr 3 NO 2

Br

NO 295℃ NO 2NO 2NO 2110℃ NO 2NO 2SO 3H

(2)硝基对苯环上邻、对位卤素的影响 在卤代苯分子中,

由于卤原子与芳环的P-π共轭效应,使卤原子与苯环碳原子

结合得更加紧密,因此卤原子很不活泼。在一 条件下,卤

代苯不能发生亲核取代反应。例如在一 条件下氯苯很难和

氢氧化钠作用,发生碱性水解。但如果在氯苯分子中氯原子

的邻、对位引入硝基,由于硝基的吸电子诱导效应和吸电子

共轭效应,硝基邻位或对位的电子云密度降低,从而使C-Cl

键极性增强,因此氯原子活性增强,例如,邻或对硝基氯苯

就容易水解,而且邻、对位硝基愈多,卤原子的活性愈强,

愈容易水解。例如:

+ NaOH + NaHCO 3

+ NaHCO 3 (3)与硝基处于邻或对位的酚羟基或羧基的酸性增强,例如: pKa=10.0 7.21 7.16 8.0

pKa=4.17 2.21 3.40 3.46

370℃ 水

OH Cl OH NO 2Cl

NO

2130℃ Cl NO 2NO 2

OH 100℃ NO 2

OH

OH NO 2

OH OH NO 2NO 2

COOH NO 2

COOH NO 2COOH COOH

硝基的邻、对位碳原子的电子云密度低,受此影响,这两个碳原子上的羧基或羟基的氢原子,其质子化倾向增强。间位碳原子的电子云密度也有降低,但比邻对位碳原子高,因此间位上的羧基或羟基的酸性虽有增强,但增强的程度较小。

显然,苯环上硝基愈多,则苯环上羟基或羧基的酸性愈强,例如2,4,6-三硝基苯酚的酸性已接近无机酸的水平。苦味酸的pKa=0.38。

四、常见的硝基化合物

1.硝基苯:是淡黄色有苦仁气味的油状液体,通常作为有机溶剂。硝基苯不溶于水,可以水蒸气蒸馏,其蒸气有毒,应该注意。

2.2.2,4,6-三硝基甲苯(TNT ):是黄色结晶,受震而相当稳定,须经起爆剂(雷汞)引发才锰烈爆炸,是一种优良的炸药。

3.2,4,6-三硝基苯酚(苦味酸):是黄色片状结晶,有强的苦味,也是烈性炸药。

二硝酸乙二酯

NO 2CH 2NO 2

CH 2O O

有机含氮化合物答案分析

作业答案 1命名下列化合物或写出结构式 a. CH 3CH 2NO 2 b. NO H 3C c. NHC 2H 5 d. H 3C N 2+Br - e. Br NHCOCH 3 f. CH 3CH 2CH 2CN g. NHNH 2 O 2N h. H 2NCH 2(CH 2)4CH 2NH 2 i. NH O O j. (CH 3CH 2)2N--NO k. C 6H 5CH 2 N CH 3CH 3 C 12H 25+ Br - l.胆碱 m. 多巴胺 n. 乙酰胆碱 o. 肾上腺素 p. 异丁胺 q.胍 r. CH 3CH 2N(CH 3)2 答案: a. 硝基乙烷 b. p —亚硝基甲苯 c. N -乙基苯胺 d. 对甲苯重氮氢溴酸盐或溴化重氮对甲苯 e. 邻溴乙酰苯胺 f. 丁腈 g. 对硝基苯肼 h. 1,6-己二胺 i. 丁二酰亚胺 j. N-亚硝基二乙胺 k. 溴化十二烷基苄基二甲铵 [(CH 3)3N +CH 2CH 2OH]OH - m.HO CH 2CH 2NH 2 n. l.[(CH 3)3N + CH 2CH 2OCOCH 3]OH - o.HO HO CH(OH)CH 2NHCH 3 p. (CH 3)2CHCH 2NH 2 r. N,N--二甲基乙胺 q. H 22 NH 2 下列哪个化合物存在对映异构体? a.CH 3NHCH 2CH 2Cl b.(CH 3)2N +(CH 2CH 2Cl)2Cl - c. N CH 3 d. CH 2CHCH 3 2 答案: a, d 存在。但a 的对映异构体在通常条件下很容易相互转化。 3 下列体系中可能存在的氢键: a. 二甲胺的水溶液 b. 纯的二甲胺 答案: H H O H H N H 3C H 3C H N H 3C H 3C H N H H 3H 3H 3H 3 Ⅰ Ⅱ Ⅲ a 中有 Ⅲ Ⅱ Ⅰ Ⅰ 三种氢键 b. 中只有一种氢键 H H 4 如何解释下列事实? a. 苄胺(C 6H 5CH 2NH 2)的碱性与烷基胺基本相同,而与芳胺不同。 b. 下列化合物的pK a 为 O 2N NH 2 NH 2 H 3C NH 2 pK b =13.0 pK b =9.37 pK b =8.70 答案:

最新14-第十四章-含氮有机化合物习题答案(第四版)

第十四章含氮有机化合物(P125-129) 1.给出下列化合物的名称或写出结构式: (1)(2)(3)(4)(5)(6) (7)对硝基氯化苄 (9)(8) (10)苦味酸(11)1,4,6-三硝基萘 2.按其碱性的强弱排列下列各组化合物,并说明理由: (1) NH2NH 2 NH2 O2N H3C (2) 乙酰胺、甲胺和氨 3.比较正丙醇、正丙胺、甲乙胺、三甲胺和正丁烷的沸点高低并说明理由: 4.如何完成下列转变: (1) (2)由到 (3) 由到 (4) 由到

5.完成下列反应,并指出最后产物的构型是(R)或 (S): (1) SOCl 23 2- 6.完成下列反应: (1) N H CH 3 322? 加热 ? ? (1) CH 3I (2)Ag 2O,H 2O (3) 加热 CH 3CH 3 O 2N Fe+HCl ?(CH 3CO)2O ? ? H +,H 2O ? NaNO 2,HCl ?? O 2N CH 3 (2) (3) OCH 3 OCH 3 H 2N (4) (5) 2 (6) CH 3 CH 2CH 2NH 2 (7) NH-COCH 3 Br HNO AcOH ? (8) NO 2F O 2N + N H CH 3O 2 ?

(9) N H + CH 3 H + ? CH 2=CHCOOEt ? H + ? (10) N + 3 CH3 H 3 C - ? 加热 7.指出下列重排反应的产物: (1) (2) (3 (4) (5) (6) ? ? ?

(7) ? ? (8) 8.解释下述实验现象: (1) 对溴甲苯与NaOH在高温下反应,生成几乎等量的对和间甲苯酚。 (2) 2,4-二硝基氯苯可以由氯苯硝化得到,但如果反应产物用NaHCO3水溶液洗 涤除酸则得不到产品。 9.请判断下述霍夫曼重排反应能否实现,为什么? 9. 完成下列反应,并为该反应提供一个合理的反应机理。 (3) 解:

有机的化学第十章含氮化合物

第一节 胺 一、分类和命名 1.定义:氨分子中的氢原子被氨基取代后所得到的化合物。 2.分类:根据氨分子中的一个、二个和三个氢原子被烃基取 代分成伯胺(10胺)、仲胺(20胺)和叔胺(30胺)。相当于 氢氧化铵NH 4OH 和卤化铵NH 4X 的四个氢全被烃基取代所 成的化合物叫做季铵碱和季铵盐。根据氨基所连的烃基不同 可分为脂肪胺(R-NH 2)和芳香胺(Ar-NH 2)。根据氨基的 数目又可分成一元胺和多元胺。应当注意的是: NH 3 → R-NH 2 伯胺 → R 2NH 仲胺 → R 3N 叔胺 NH 4OH → R 4NOH 季铵碱 NH 4X → R 4NX 季铵盐 伯、仲、叔胺与伯、仲、叔醇的分级依据不同。胺的分 级着眼于氮原子上烃基的数目;醇的分级立足于羟基所连的 碳原子的级别。例如叔丁醇是叔醇而叔丁胺属于伯胺。 叔丁醇 (30醇) 叔丁胺(10胺) 要掌握氨、胺和铵的用法。氨是NH 3氨分子从形式上去 掉一个氢原子,剩余部分叫做氨基-NH 2,(去掉二个氢原子 叫亚氨基=NH)。氨分子中氢原子被烃基取代生成有机化合 物的胺。季铵类的名称用铵,表示它与NH 4的关系。 3.命名:对于简单的胺,命名时在“胺”字之前加上烃基的 名称即可。仲胺和叔胺中,当烃基相同时,在烃基名称之前 加词头“二”或“三”。例如: CH 3NH 2 甲胺 (CH 3)2NH 二甲胺 OH CH 3CH 3CH 3C CH 3CH 3CH 3 C NH 2

(CH3)3N 三甲胺C6H5NH2苯胺 (C6H5)2NH 二苯胺(C6H5)3N 三苯胺 而仲胺或叔胺分子中烃基不同时,命名时选最复杂的烃基作为母体伯胺,小烃基作为取代基,并在前面冠以“N”,突出它是连在氮原子上。例如: CH3CH2CH2N(CH3)CH2CH3N-甲基-N-乙基丙胺 (或甲乙丙胺) C6H5CH(CH3)NHCH3N-甲基-1-苯基乙胺 C6H5N(CH3)2N,N-二甲基苯胺季铵盐和季铵碱,如4个烃基相同时,其命名与卤化铵和氢氧化铵的命名相似,称为卤化四某铵和氢氧化四某铵;若烃基不同时,烃基名称由小到大依次排列。例如:(CH3)4N+Cl-氯化四甲铵 (CH3)4N+OH-氢氧化四甲铵[HOCH2CH2N+(CH3)3]OH-氢氧化三甲基-2-羟乙基铵(胆碱) [C6H5CH2N+(CH3)2C12H25]Br-溴化二甲基十二烷基苄基铵 二、物理性质 1.状态:低级脂肪胺,如甲胺、二甲胺和三甲胺等,在常温下是气体,丙胺以上是液体,十二胺以上为固体。芳香胺是无色高沸点的液体或低熔点的固体,并有毒性。 2.沸点:同分异构体的伯、仲、叔胺,其沸点依次降低。这是因伯、仲胺分子之间可形成氢键,叔胺则不能。例如丙胺、甲乙胺和三甲胺的沸点分别为48.7℃、36.5℃和2.5℃。 3.水溶性:低级的伯、仲、叔胺都有较好的水溶性。因为它们都能与水形成氢键。随着分子量的增加,其水溶性迅速减小。 三、化学性质

第十三章 含氮有机化合物

第十三章 含氮有机化合物 含氮有机化合物是指含有碳氮键的有机化合物,它们在生物体中起着重要的作用。 第一节 胺 一、胺的分类和命名 胺是氨的烃基衍生物,它可看作是氨分子中的1个氢或几个氢原子被烃基取代后的产物。 (一)胺的分类 1.根据胺分子中氮原子上所连烃基的数目不同,可分为伯胺、仲胺和叔胺。 R —NH 2 R —NH —R ′ R R ′ R ″ 伯胺 肿胺 叔胺 2.根据胺分子中氮原子上所连的烃基种类不同,可分为脂肪胺和芳香胺。 R —NH 2 Ar —NH 2 脂肪胺 芳香胺 氮原子与脂肪烃基直接相连为脂肪胺,与芳环直接相连为芳香胺。 3.根据胺分子中氨基的数目不同,可分为一元胺、二元胺和多元胺。 一元胺:CH 3—CH 2—NH 2 二元胺:H 2N —CH 2—CH 2—NH 2 例如: 脂肪胺 芳香胺 CH 3NH 2 苯胺 甲胺 伯胺: NH 2 NH CH 2 仲胺:二苯胺 甲乙胺 CH 3 CH 3 NH 叔胺:三苯胺 甲乙丙胺 CH 2CH 2CH 2 N CH 3CH 3 CH 3

请注意:伯胺、仲胺、叔胺与伯醇、仲醇、叔醇的区别,胺是根据氮原子上所连烃基数目来分为伯胺、仲胺、叔胺,而醇则是根据羟基所连的烃基来分为伯醇、仲醇、叔醇。例如: C NH 2 CH 3 CH 3 C OH CH 3CH 3 伯胺叔醇 CH 3 CH 3 (二)胺的命名 1.简单的胺以胺为母体,按烃基的名称称为某胺。例如: CH 2 丙胺 CH 2 NH 2 CH 3NH 2 苯胺 甲胺NH 2 CH 3 2.仲胺和叔胺的氮原子上连的烃基相同时,用二或三标明烃基的数目,写在烃基名称前;烃基不同时,从简单到复杂依次写出烃基的名称。例如: (CH 3)2NH (CH 3CH 2)3N (C 6H 5)3N 二甲胺 三乙胺 三苯胺 NH CH 2 甲乙胺CH 3 CH 3 甲乙丙胺 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3CH 3 CH 3 3.芳香仲胺和叔胺的氮原子上连有烃基时,以芳香胺为母体,在烃基前标上“N-”,以区别连接在芳环上的烃基。例如: N-甲基苯胺 N ,N-二甲基苯胺 N-甲基-N-乙基苯胺NHCH 3 N (CH 3)2 N CH 3 CH 2CH 3 4.多元胺可参照多元醇命名,二元胺称为某二胺。例如: H 2N —CH 2—CH 2—NH 2 H 2N —CH 2—CH 2—CH 2—CH 2—NH 2 乙二胺 1,4-丁二胺 5.对于结构复杂的胺,则以烃为母体,氨基用为取代基命名。例如:

药用有机化学试题(第九章:含氮化合物(胺类)附答案 )

第九章:含氮化合物(胺类)223.下列化合物中,低温下能生成稳定重氮盐的是?[1分] A苄胺B苯胺CN-甲基苯胺DN-甲基苄胺 参考答案:B 224.下列化合物中,沸点最高的是?[1分] A乙酸B乙胺C二乙胺D乙醇 参考答案:A 225.下列化合物中碱性最强的是?[1分] A NH3 B CH3NH2 C C 6H5CH2NH2 D CH3NHCH3 参考答案:D 226.的正确名称为?[1分] A苯乙胺B乙苯胺CN-苯基乙胺DN-乙基苯胺 参考答案:D 227.下列化合物属于芳香胺的是?[1分] A

B C D 参考答案:B 228.能与乙酰氯发生酰化反应的胺是?[1分] A异丙胺B二乙丙胺CN,N-二甲基苯胺D甲乙丙胺 参考答案:A 229.下列化合物中,沸点最高的是?[1分] A CH3NH2 B CH3CH2CH2NH2 C(CH3)3N D CH3NHCH2CH3 参考答案:B 230.关于苯胺性质的叙述错误的是?[1分] A易被空气中氧气氧化B能与盐酸所用生成季铵盐C能与羧酸反应生成酰胺D 能与溴水反应生成白色沉淀 参考答案:B 231.与亚硝酸反应可放出氮气的是?[1分]

ACH3NH2BCH3NHCH3C(CH3)3NDCH3NHCH2CH3 参考答案:A 232.与NaNO2和盐酸反应,能生成黄色油状物的是?[1分] AC6H5NH2BCH3CH2NH2CCH3NHCH2CH3D(CH3)3N 参考答案:C 233.芳香胺的碱性一般较脂肪胺弱。[1分] 参考答案:T 234.在实验室合成乙酰苯胺时,可采用苯胺和乙酸进行制备。[1分] 参考答案:T 235.所有的胺及其衍生物均呈碱性。[1分] 参考答案:F 236.胺的碱性取决于氮原子上电子云密度,电子云密度越大,碱性越强。[1分] 参考答案:T 237.胺的盐类属于离子型化合物,具有强酸性。[1分] 参考答案:T 238.利用伯、仲、叔胺与HNO2的不同反应性能,可以鉴别伯、仲、叔胺。[1分] 参考答案:T

第十四章 含氮有机化合物练习及答案

第十四章 含氮有机化合物 1. 给出下列化合物名称或写出结构式。 (CH 3)2CH NH 2 (CH 3)2NCH 2CH 3 NH CH 2CH 3 CH 3 NH CH 3 O 2N NC N + NCl - O 2N N N OH OH H 32H 对硝基氯化苄 苦味酸 1,4,6-三硝基萘 答案: 3-氨基戊烷 异丙胺 二甲乙胺 N -乙基苯胺 3-甲基-N -甲基苯胺 2-氰-4-硝基氯化重氮苯 O 2N CH 2CL NO 2 O 2N NO 2 OH NO 2 NO 2 NO 2 2. 按其碱性的强弱排列下列各组化合物,并说明理由。 (1) a b c NH 2 NH 2NH 2 NO 2CH 3 (2) CH 3C O NH 2 CH 3NH 2NH 3 a b c 答案: (1)吸电子基使碱性降低,供电子基使碱性增强,所以有:b > a > c (2)吸电子基使碱性降低,供电子基使碱性增强,所以有:b > c > a 3.比较正丙醇、正丙胺、甲乙胺、三甲胺和正丁烷的沸点高低并说明理由。 答案: 五种化合物中,按形成氢键的可能、能力可推知其沸点从高到低的次序是:

正丙醇 > 正丙胺 > 甲乙胺 > 三甲胺 > 正丁烷 分子间形成分子间氢键沸点高,醇分子中的羟基极性强于胺的官能团,胺三级大于二级又大于一级。 4. 如何完成下列的转变: (1)CH 2 CHCH 2Br CH 2CHCH 2NH 2 (2) NHCH 3 O (3) (CH 3)3C C OH O O C (CH 3)3C CH 2Cl (4) CH 3CH 2CH 2CH 2Br CH 3CH 2CHCH 3 NH 2 答案: (1)CHCH 2Br CH 2 NaCN CH 3CH 2OH CH 2CHCH 2CN LiAlH 4CHCH 2NH 2 CH 2 (2) O NH 3+(H) NH 2 CH 3Br NHCH 3 (3) (4) CH 3CH 2CH 2CH 2Br KOH,CH 3CH 2OH CH 3CH 2CH CH 2 HBr CH 3CH 2CHCH 3 Br 3 CH 3CH 2CHCH 3 NH 2 5. 完成下列各步反应,并指出最后产物的构型是(R )或(S )。 C 6H 5CH 2CHCOOH CH 3 (1)SOCl (2)NH 3 (3)Br 2,OH - C 6H 5CH 2CHNH 2 CH 3 S-(+) (-)

第十三章有机含氮化合物2

分子量较小的胺,如甲胺、二甲胺、乙胺等在常温下是气体,其余胺为液体或固体。低级胺可溶于水,这是因为氨基可以与水形成氢键。但随胺中烃基碳原子数的增多,水溶性减小,甚至不溶。 伯胺、仲胺都可以形成分子间氢键,故沸点较分子量相近的烷烃高,但比相应的醇低。而叔胺的沸点则与烃相近。 常见的胺的物理常数见表13-1 表13-1 胺的物理常数 名称结构简式沸点/℃熔点/℃ 氨NH3-33.35 -77.7 甲胺CH3NH2-6.3 -93.5 二甲胺(CH3)2NH 7.4 -93 三甲胺(CH3)3N 2.9 -117.2 乙胺C2H5NH216.6 -81 二乙胺(C2H5)2NH 56.3 -48 三乙胺(C2H5)3N 89.3 -114.7 苯胺C6H5NH2184 -6.3 N-甲基苯胺C6H5NHCH3196.3 -57 N,N-二甲基苯胺C6H5N (CH3)2194 2.45 邻甲基苯胺o-CH3C6H4NH2200.2 -14.7 间甲基苯胺m-CH3C6H4NH2203.3 -30.4 对甲基苯胺p-CH3C6H4NH2200.5 44 邻硝基苯胺o-NO2C6H4NH2284 71.5 间硝基苯胺m-NO2C6H4NH2305 114 对硝基苯胺p-NO2C6H4NH2331.7 148 红外吸收光谱:在3500~3300cm-1的N-H伸缩振动区,伯胺有双峰,仲胺有单峰,叔胺因无N-H键,故在此频区无吸收。伯胺在1650~1590cm-1有强的N-H面内弯曲振动吸收峰,而仲胺在1650~1550cm-1的峰很弱,只可用于参考。正丁胺和苯胺的红外光谱见图13-4和图13-5。

有机含氮化合物

1 授课内容 Chapter 9 有机含氮化合物 学时数 6 掌握比较含氮化合物碱性强弱的方法、胺与HNO 2的反应、重氮盐的放氮及偶联 反应; 理解杂环的芳香性及反应活性顺序; 了解生物碱的一般性质。 第一节 胺 Amines (胺的碱性、胺与HNO 2的反应); 第二节 重氮和偶氮化合物Diazo and Azo Compounds (放氮和偶联反应); 第三节 酰胺Amides (酸碱性、缩二脲反应) 第四节 含氮杂环化合物Heterocycles (反应活性比较) 第五节 生物碱Alkaloids P250/1, 4, 11, 15 教材:《有机化学》张生勇主编。高等教育出版社。 参考文献: 1.《基础有机化学》邢其毅等编。第二版,高等教育出版社。 2.《Organic Chemistry 》Stephen J. et al. Academic Press 3.《Fundamentals of Organic Chemistry 》(美)John McMurry 著 机械工业出版社 教学目的 (含重点,难点) 主 要 内 容 复习思考题 参 考文献 教 材 教研室意见

2 教 学 内 容 时间 分配 媒体选择 第九章 有机含氮化合物 含氮有机化合物 主要指分子中的氮原子和碳原子直接相连的化合物,也可以看成是烃分子中的一个或几个氢原子被含氮的官能团所取代的衍生物。例如,生物碱、蛋白质、磺胺类药物等。 本章主要讨论胺(amine)、重氮化合物(diazo compound)、偶氮化合物(azo compound)、酰胺(amide)、含氮杂环化合物和生物碱(alkaloid)。 第一节 胺Amines 一、胺的结构、分类和命名Structures, Classification and Nomenclature (一)胺的结构和分类 胺:可看作是氨分子中的氢原子被烃基取代所生成的化合物。 通式:R-NH 2,R 2NH 或R 3N ,其中R 代表烃基,它们分属于伯、仲和叔胺。 官能团: 氨基亚氨基次 氨基-NH 2 NH N R-N-R"R' 叔胺 (3°胺 ) R-NH-R'仲胺 (2°胺 ) R-NH 2伯胺 (1°胺 ) 季铵化合物(quaternary ammonium compound)可看成是铵盐或氢氧化铵(NH 2OH)分子中氮原子上的四个氢原子都被烃基取代生成的化合物,它们分别称为季铵盐和季铵碱。 季铵 盐 季铵 碱 R N X 4+-OH R N 4+- 注:伯、仲、叔胺或季铵化合物分子中的伯、仲、叔的含义与卤代烃或醇中的不同,它是指氮原子上连有一个、两个或是三个烃基,与连接氨基的碳是伯、仲还是叔碳原子没有关系。例如,叔丁醇是叔醇,而叔丁胺却是伯胺。 (二)命名Nomenclature 1. 普通命名法:按照分子中烃基的名称及数目叫做“某胺”,基字一般可以省略。如: CH 3-NH 2NH 2 甲胺 苯胺 CH 3-CH 2-NH 2 乙胺 80min 幻灯

有机化学第九章要点分析

259 8 含氮及杂环化合物 内容提要 本章主要讲述含C 、H 、O 、N 、X 等原子的化合物,着重阐述硝基化合物,胺类化合物以及胺的衍生物。一些简单实用的杂环化合物也是本章学习的重点。从结构上理解它们的性质,且掌握这些化合物的应用价值。 有机化合物除了含C 、H 外,还可含O 、N 、X 等杂原子。前面讨论了含O ,X 的有机化合物,本章着重介绍有机含氮及杂环化合物。 前面章节中学过了腈、酰胺等含氮化合物,本章重点讨论硝基化合物、胺、季銨盐、重氮化合物、偶氮化合物和叠氮化合物。它们的一般结构通式为: R-NO 2(Ar-NO 2) R-NH 2(Ar-NH 2) R 4N X ArN 2X(RN 2X) Ar-N=N-Ar(Ar') 硝基化合物 胺季銨盐类重氮化合物 偶氮化合物 由结构通式可知它们是不同氧化态的含氮有机物,因此,它们的性质和制备方法既有区别又有关联。此外,本章还讨论C 与杂原子(如O 、N 、S)组成的环状化合物,即杂环化合物。 8.1 硝基化合物 8.1.1 硝基化合物的命名和结构特征 分子中含有硝基-NO 2的化合物称为硝基化合物,结构通式为:R-NO 2(Ar-NO 2)。 硝基化合物从结构上可看作烃的一个或多个氢原子被硝基取代的产物,可分为脂肪族硝基化合物和芳香族硝基化合物,脂肪族硝基化合物又可分为伯、仲、叔硝基化合物。硝基化合物的命名类似于卤代烃,即以硝基为取代基命名,例如: CH 3NO 2 CH 3CHCH 3 NO 2 CH 3 O 2N 硝基甲烷 2-硝基丙烷 对硝基甲苯 在硝基化合物中,N 原子为sp 2杂化态,形成三个共平面的σ键,未参加杂化的具有一孤对电子的p 轨 道与两个氧原子的p 轨道形成π4 3共轭体系。两个N=O 键是等价的。但习惯上写成 R N O , 也有的 写成 R N O O 。 硝基甲烷分子的键长和键角为: H 3C N O C -N 147pm ,N -O 122pm ,∠ONO 为 127° 两个N -O 键的键长相等,说明它们没有区别。因此,硝基的结构可用共振结构式表示如下: N + O O N + O O 硝基化合物的硝基中N 原子带正电荷,且N 原子的电负性(3.0)大于C 原子(2.5),故硝基的吸电子诱导效应(-I)大于羰基,因此,硝基化合物的α-H 的酸性强于羰基化合物的α-H 。且硝基化合物α-H 以

第十四章 含氮有机化合物答案

第十四章含氮有机化合物 1.给出下列化合物名称或写出结构式。 (CH3)2CH NH2(CH3)2NCH2CH3 NH CH2CH3 CH3 NH CH3O2N NC N+NCl- O2N N N OH OH H32 H 对硝基氯化苄苦味酸 1,4,6-三硝基萘 答案: 3-氨基戊烷异丙基胺二甲基乙基胺 N-乙基苯胺N-甲基-3-甲基苯胺氯化-3-氰-5-硝基重氮苯 4-硝基-2,4-二羟基偶氮苯顺-4-甲基-1-环己胺 2.按其碱性的强弱排列下列各组化合物,并说明理由。 (1)

a b c NH 2 NH 2NH 2 NO 2 3 (2) CH 3C O NH 2 CH 3NH 2NH 3 a b c 答案: (1)c > a > b 苯环上存在推电子基团如甲基,可增加N 原子上的电子云密度,使其碱性增强;当苯环上连有拉电子基团如硝基,则降低N 上的电子云密度,使其碱性降低。 (2)b > c > a 在CH 3NH 2中由于—CH3的推电子作用,增强了碱性。在CH 3CONH 2中,由于p -π共轭而降低了N 上的电子云密度,使其碱性减弱。 3.比较正丙醇、正丙胺、甲乙胺、三甲胺和正丁烷的沸点高低并说明理由。 答案: 正丙醇 > 正丙胺 > 甲乙胺 > 三甲胺 > 正丁烷 分子间的氢键导致沸点升高。由于氧的电负性大于氮的电负性,因而正丁醇分子间能形成较强的氢键,沸点较高;正丙胺的氮原子上有两个氢可以形成氢键,甲已胺只有一个,而三甲胺氮原子上没有氢原子,因而不能形成氢键;正丁烷是非极性分子,分子间只存在较弱的色散力,因而沸点最低。 4. 如何完成下列的转变: (1) CH 2 CHCH 2Br CH 2 CHCH 2NH 2

第九章 含氮及杂环化合物教材

第九章含氮及杂环化合物 一、简答题 1、由苯胺制对氯苯胺一般都在稀酸或弱酸性介质中进行。如在强酸中进行,会得到什么产物?为什么? 2、为什么三甲胺的沸点低于二甲胺? 3、苯胺能与硫酸形成铵盐,RNH4+是间位定位基。但苯胺与硫酸经长时间高温加热,并未得到间位产物,而得到了高产率的对氨基苯磺酸。试解释原因。

2、亲电试剂进攻苯并呋喃的α-位或进攻吲哚的β-位。 5、将下列化合物按碱性由强到弱排列成序。 N H N N H NH 2 (1)(3) (2) (4)

6、写出下列化合物的名称或结构式。 N CON(CH 3)2 S N NH 2 CH 3 N OH Cl O O 2N CH NHCONH 2 C 6H 5CON 2 [(CH 3)3NC 2H 5] OH (1) (3) (5) (2) (4) (6) (7) (Z)-偶氮苯 (8) 对甲苯胺盐酸盐

(9)N,N-二甲基环环己酰胺(10)氯化-4-氰基-2-硝基重氮苯 (11) N-氧化三甲胺(12)异腈酸异丁酯 二、完成下列反应。

N H CH 3 CH 23 CH 3I Ag 2O ? HNO 2 (CH 3)2CHCH 2NH 2? (1) (2) △ Cl COOH NH 2 CuO ? K CO NO 2 NHCOCH NaOH ? △ , H 2(3) (4) + N CH 3 N N(CH 3)2 SnCl 2/HCl ? ? Br Cl 2? (5) (6) + S N CH 3 CH 3CH 2 CCl O AlCl 3 ? N H CH 3 N SO 3 H ? (7) + (8)

第十五章 有机含氮化合物

有机化学课程教案编写日期:2006 年 11月 9日 章、节(或课题、单元)名称第十五章有机含氮化合物 授课学时 6 目的要求 l、掌握硝基化合物的结构、命名方法、性质、制法及其代表物。 2 能够运用诱导效应、共轭效应解释硝基使苯环上氯原子的亲核取代活性增加和使酚羟基的酸性增强的原因。 3、掌握胺的结构、分类、命名和氮原子的杂化状态;了解胺的物理性质;重点掌握胺的化学性质;掌握通过官能团相互转变制备胺的方法以及伯胺的特殊制法;了解苯胺、二甲胺、乙二胺和已二胺的性质、工业制法和用途。 4、了解季铵盐和季铵碱的性质以及季铵碱的热消除规律(Hofmann规则)。 5、掌握重氮盐的性质以及它们在有机合成上的应用。 6、了解偶氮化合物的结构和颜色的关系,以及染料的显色原理。 重点: 1、胺的碱性及其影响因素。 2、硝基对邻、对位上取代基的影响。 3、胺的制法:硝基物还原、醛酮还原胺化、Hoffmann降级、Gabriel法合成。 4、胺的化性:碱性,烷基化,酰基化,磺酰化,与HNO2作用,氧化,芳环上的取代反应。 5、重氮盐的制备及其在合成上应用。重氮盐的放氮反应、偶联反应。 6、N-H的伸缩振动吸收:3300-3600cm-1,伯胺出双峰,仲胺出单峰,叔胺不出峰。 7、腈和丙烯腈的制法、性质及应用。 难点: 1、胺的酰基化,磺酰化(Hinsber反应),胺与亚硝酸的反应及其应用。 2、重氮盐的制备及其在合成上应用。 教学组织 教学方法:课堂教学采用多媒体教学,以ppt为主。习题课采用黑板教学

与学生讨论相结合的方式。 作业:P526一(1~6)、三(2、6)、四(1、3)、五、六(1、3)、七、八、十、十一(2选做、3、7除外)、十六、十七、十八 参考书目文献: 1、张黯主编,有机化学教程下册,北京:高等教育出版社,1990.580~602 2、邢其毅等著,基础有机化学(第二版) 下册,北京:高等教育出版社,1994. 635~668,720~756 3、徐寿昌编,有机化学(第二版) ,北京:高等教育出版社,1993,360~399 5、袁履冰主编,有机化学,北京:高等教育出版社,1999, 339~367 授课小结 授课情况正常。

第十三章含氮化合物(6学时)

第十三章含氮化合物(6学时) 目标要求 1.掌握硝基化合物的性质 2.了解硝基化合物的制备 3.掌握季铵盐的性质及霍夫曼规则 4.了解胺的制法 5.掌握重氮化合物和偶氮化合物的结构 6.掌握重氮盐的取代反应和偶联反应及其在有机合成上的应用 7.掌握各类分子重排机理 教学重点: 硝基化合物、胺类化合物、重氮化合物,分子偶联反应、分子重排机理 教学难点: 硝基化合物、胺类化合物、重氮化合物,分子重排机理 主要内容 1.硝基化合物的性质及制备 2.胺的分类、结构和重要的化学性质 3.季铵盐的性质及霍夫曼规则 4.胺的制法 5.重氮化合物和偶氮化合物的结构 6.重氮盐的取代反应和偶联反应及其在有机合成上的应用 7.各类分子重排机理 胺可以看作是氨中的氢被烃基取代的衍生物。胺类和它们的衍生物是十分重要的化合物,其与生命活动有密切的关系。 第一节胺的分类和命名 一、胺的分类 1、根据胺分子中氮上连接的烃基不同,分为脂肪胺与芳香胺。 2、根据胺分子中与氮相连的烃基的数目,可分为一级、二级或三级胺。 3、根据胺分子中所含氨基的数目,可以有一元、二元或多元胺。 胺盐或氢氧化胺中的四个氢被烃基取代而生成的化合物称为季铵盐或碱。 NH2 CH3NH2 甲胺苯胺CH2CH2 NH2 NH2 乙二胺 [R4N]+ X-[R4N]+OH- 季胺盐季胺碱 二、胺的命名 1、简单的胺的命名可以用它们所含的烃基命名。 2、比较复杂的胺的是以烃基作为母体,氨基作为取代基来命名。 3、胺盐可看作是铵的衍生物。

(CH 3)2CHCH CH 3 2 CH 3CH 2CH CHCH 3 2H 5)2 CH 32-氨-3-甲基丁烷 2-(N,N-二乙氨基)-3-甲基戊烷 第二节 胺的物理性质 氨和胺分子具有四面体棱锥形结构。状态:甲胺、二甲胺、三甲胺是气体。低级胺是液体。 高级胺是固体。有氨的刺激性气味及腥臭味。芳胺的毒性很大。伯、仲胺能形成分子间氢键,也能与水形成氢键。 一、 溶解性 低级易溶于水,随烃基的增大,水溶解度降低。 二、 熔沸点 沸点:比相应的醇、酸低,并且伯胺 > 仲胺 > 叔胺;芳胺是高沸点液体或低熔点固体。 三、 光谱性质 (1)、红外光谱: N-H 键:在3500~3600cm-1有伸缩吸收峰。叔胺没有N-H 键,所以在该区域没有吸收峰。 C-N 键:1350~1000 cm-1有伸缩吸收峰。 (2)、核磁共振谱 : 胺的核磁共振特征类似于醇和醚。 氨基质子: δ 0.6~5.0,可变,不易鉴定。 α-碳上质子:δ 2.7~3.1 β-碳上质子:δ 1.1~1.7 第三节 胺的反应 一、 碱性 ?路易斯酸碱的定义:碱是电子对的给予体,酸是电子对的接受体。 N 原子有未共用的电子对,能接受质子,胺是路易斯碱,是亲核试剂。胺是弱碱,所以胺盐遇强碱则释放出游离胺,可分离提纯胺。 RNH 2+RNH 3Cl - H 2O NaCl +NaOH RNH 2++ 1、 胺的碱性: (1)Kb 值越大,或pKb 越小,碱性越强。 (2)从电子效应考虑,烷基愈多碱性愈强。 (3)从溶剂化考虑,烷基愈多碱性愈弱。 (4)还有立体效应的影响。 2、碱性秩序: (1) 脂肪胺 气态: Me 3N > Me 2NH > MeNH 2 > NH 3 水溶液中:Me 2NH > MeNH 2 > Me 3N > NH 3 (2)芳胺 < NH 3 < 脂肪胺 (3)芳胺:

第十四章 含氮有机化合物 习题

第十四章 含氮有机化合物 1、给出下列化合物名称或写出结构式。 三氨基戊烷 异丙基胺 NHCH 2CH 3 N-乙基苯胺 CH 3NHCH 3 N-甲基-3-甲基苯胺 NC N NCl O 2N 氯化-3-氰基-5-硝基重氮苯 O 2N N N HO OH 4`-硝基-2,4-二羟基偶氮苯 2H 3顺-4-甲基-1-环己烷 对硝基氯化苄 O 2N CH 2Cl 苦味酸 O 2N O 2N HO NO 2 1,4,6-三硝基萘 O 2N NO 2 NO 2 2、按其碱性的强弱排列下列各组化合物,并说明理由。

(1) NH2 NO2 NH2NH2 CH3 解: NH2 NO2 NH2 NH2 CH3 >> 因为甲基是供电子基,使氮上的电子云密度能增加,故胺的碱性增大,而硝基是吸电子基,使氮上的孤对电子密度减少,故碱性减小。 (2) CH3CONH2CH3NH2NH3 解: CH3CONH2 CH3NH2NH3 >> 在甲胺中,由于甲基供电子效应,使氮的电子云密度增大,碱性增强。在酰胺 中,由于氮上的孤对电子与羰基共轭,使氮上的电子云密度减小,从而碱性减弱。 3、比较正丙醇、正丙胺、甲乙胺、三甲胺和正丁烷的沸高低并说明理由。 解:正丙醇>正丙胺>甲乙胺>三甲胺>正丁烷 分子间的氢键导致沸点升高。由于氧的电负性大于氮的电负性,因而正丙醇分子间能形成较强的氢键,沸点最高;正丙胺的氮原子上有两个氢可以形成氢键,甲乙胺只有1个,而三甲胺氮原子上没有氢原子,因而不能形成氢键;正丁烷是非极性分子,分子间只存在较弱的色散力,因而沸点最低。 4、如何完成下列的转变: (1) CH2=CHCH2Br CH2=CHCH2CH2NH2 解:CH2=CHCH2Br CH2=CHCH2CH2NH2 4 CH2=CHCH2CN (2) 3 O 解:O 32 NCH3NHCH 3 2 (3) (CH3)3CCOOH(CH3)3COCH2Cl

基础有机化学第12章 有机含氮化合物习题答案

第十三章 有机含氮化合物习题答案 1. 命名下列化合物或写出构造式 (1)(2) (3) NHCH 3 CH 3 (CH 3)2CHNH 2 NHCH 2CH 3 (4)对硝基苄胺 (5)2,4,7-三硝基萘酚 (8) β-苯基丙胺 解: (1) 异丙基胺 (2) N-乙基苯胺 (3)N-甲基间甲苯胺 CH 2NH 2O 2N OH NO 2 NO 2 O 2N CHCH 2NH 2CH 3 (6) (5) (4) 2. 用化学方法鉴别下列各组化合物:乙醇、乙醛、乙酸、乙胺 乙醇乙醛乙酸 乙胺 NaHCO 3 气泡 乙酸 无气泡 银氨溶液 银镜 乙醛 无银镜乙醇 乙胺 乙醇 乙醛乙胺 NaNO 2乙胺 无气体 HCl 气体 乙醇 3. 按碱性强弱次序排列下列各组化合物 (1) A. 苯胺 B. 对甲基苯胺 C. 对甲氧基苯胺 D. 对硝基苯胺 (2) A. 苄胺 B. 间氯苄胺 C. 间甲苄胺 D. N 甲基苄胺 (1) C>B>A>D (2) D>C>A>B 4. 完成反应式。 (1) CH 3 (CH 3CO)2O CH 3 NO 2混酸 ,60℃ Fe +HCl CH 3NH 2 CH 3 NHCOCH 3 HNO 3 + H 2SO 4 CH 3 NHCOCH 3 NO 2 OH -/H 2O CH 3 NH 2 NO 2 CH 3 N 2+Cl -NO 2 CH 3 NO 2 NaNO 2/HCl 0-5℃ H 3PO 2 (2)CH 3CH 2CN (1)OH -/H 2O (2)H + CH 3CH 2COOH SOCl 2 CH 3CH 2COCl CH 3CH 2CO-NH(CH 2CH 2CH 3)2LiAlH 4(CH 3CH 2CH 2)2NH CH 3CH 2CH 2NH(CH 2CH 2CH 3)2 O 2N Cl Cl CH 3ONa/CH 3OH (3)O 2N Cl OCH 3 5. 完成下列转变

第十四章含氮有机化合物

·168· 第十四章 含氮有机化合物 学习要求 1.掌握芳香族硝基化合物的制法,性质。理解硝基对苯环邻对位取代基(X 、OH )性质的影响。 2.掌握胺的分类、命名和制法。 3.熟练掌握胺的性质及胺的碱性强弱次序,理解影响胺的碱性强弱的因素。 4.掌握区别伯、仲、叔胺的方法及氨基保护在有机合成中的应用。 5.掌握重氮盐的反应和偶联反应在有机合成中的应用。 6.了解季铵盐、季铵碱的性质和应用,初步了解偶氮染料。 7.学习、掌握重要的分子重排反应。 分子中含有C-N 键的有机化合物称为含氮有机化合物。含氮有机化合物种类很多,本章简单讨论硝基化合物,重点讨论胺、重氮盐和分子重排反应。 §14-1 硝基化合物 硝基化合物一般写为R-NO 2 ,Ar-NO 2 ,不能写成R-ONO (R-ONO 表示硝酸酯)。 一、分类、命名、结构 1. 分类 (略) 2. 命名 (与卤代烃相次似) 3. 硝基的结构 一般表示为 (由一个N=O 和一个N →O 配位键组成) 物理测试表明,两个N —O 键键长相等,这说明硝基为一P-π共轭体系(N 原子是以sp 2 杂化成键的,其结构表示如下: 二、硝基化合物的制备 见P 430。 1. 卤代烃与亚硝酸盐反应。 2. 芳烃的硝化。 三、硝基化合物的性质 1.物理性质 (略) 2.脂肪族硝基化合物的化学性质 (1)还原 硝基化合物可在酸性还原系统中(Fe 、Zn 、 Sn 和盐酸)或催化氢化为胺。 (2)酸性 硝基为强吸电子基,能活泼α- H ,所以有α- H 的硝基化合物能产生假酸式-酸式互变异构,从而具有一定的酸性。 例如硝基甲烷、硝基乙烷、硝基丙烷的pKa 值分别为:10.2、8.5、7.8 。 N O R

大学有机化学总结之含氮化合物

第十四章 含氮有机化合物 学习要求 1.掌握芳香族硝基化合物的制法,性质。理解硝基对苯环邻对位取代基(X 、OH ) 性质的影响。 2.掌握胺的分类、命名和制法。 3.熟练掌握胺的性质及胺的碱性强弱次序,理解影响胺的碱性强弱的因素。 4.掌握区别伯、仲、叔胺的方法及氨基保护在有机合成中的应用。 5.掌握重氮盐的反应和偶联反应在有机合成中的应用。 6.了解季铵盐、季铵碱的性质和应用,初步了解偶氮染料。 7.学习、掌握重要的分子重排反应。 分子中含有C-N 键的有机化合物称为含氮有机化合物。含氮有机化合物种类很多, 本章简单讨论硝基化合物,重点讨论胺、重氮盐和分子重排反应。 §14.1 硝基化合物 硝基化合物一般写为R-NO 2 ,Ar-NO 2 ,不能写成R-ONO (R-ONO 表示硝酸酯)。 14.1.1 分类、命名、结构 1.分类 (略) 2.命名 (与卤代烃相次似) 3.硝基的结构 一般表示为N=O 和一个N →O 配位键组成)物理测试表明,两个 N —O 键键长相等,这说明硝基为一P-π共轭体系(N 原子是以sp 2杂化成键的,其结构表 示如下: N O R

14.1.2 硝基化合物的制备 见P 430。 1.卤代烃与亚硝酸盐反应。 2.芳烃的硝化。 14.1.3 硝基化合物的性质 1.物理性质 (略) 2.脂肪族硝基化合物的化学性质 (1)还原 硝基化合物可在酸性还原系统中(Fe 、Zn 、Sn 和盐酸)或催化氢化为 胺。 (2)酸性 硝基为强吸电子基,能活泼α- H ,所以有α- H 的硝基化合物能产生假酸式-酸式互 变异构,从而具有一定的酸性。例如硝基甲烷、硝基乙烷、硝基丙烷的pKa 值分别为: 10.2、8.5、7.8 。 (3)与羰基化合物缩合 有α- H 的硝基化合物在碱性条件下能与某些羰基化合物起缩合反应。 R CH 2N O O R CH N OH O NaOH R CH N O O Na 假酸式 酸式(主)(较少) R CH 2NO 2R'C O H (R'' ) +OH R'C OH H (R'' ) C NO 2 R'H R'C H (R'' ) C NO 2 R'

第十四章 含氮有机化合物剖析

第十四章含氮有机化合物 第一节硝基化合物 一、硝基化合物的命名与结构 分子中含有硝基(-NO2)的化合物称为硝基化合物。RNO2或ArNO2。它的命名类似卤代烃.根据硝基化合物具有较高的偶极矩,键长测定两个氧原子和氮原子之间的距离相等,从价键理论观点看,氮原子的sp2杂化轨道形成三个共平面的σ键,未参加杂化的一对电子的p轨道与每个氧原子的p轨道形成共轭体系,因此,硝基化合物的分子结构可以表示如下: 共振结构式: 氮带一个正电荷,每个氧各带?负电荷,这与硝基化合物高的偶极矩相联系。根据R的不同,偶极矩在3.5D 和4.0D之间,由于硝基化合物的偶极特征,结果比相同分子量的酮沸点高(挥发慢)。如硝基甲烷(MW61)沸点101℃,丙酮(MW58)沸点56℃。意外地,在水中溶解度低,在水中硝基甲烷的饱和溶液,以重量计少于10%,而丙酮完全溶于水。 二硝基化合物的制备 1.烷烃的硝化:烷烃可与硝酸进行气相或液相硝化,生成硝基烷烃。其中以气相硝化更具有工业生产价值.烷烃的硝化是以游离基历程进行的: 烷烃的碳骼对硝化速度具有一定的影响,活性次序为:叔C-H > 仲C-H > 伯C-H 。在高温气相硝化,产物为混合物。 2.亚硝酸盐的烃化 ①与卤代烃:

两者的比例与卤代烃的结构有关,生成硝基烷烃比例为:伯卤代烃〉仲卤代烃〉叔卤代烃;卤代烃中卤素被取代的难易是:I>Br>Cl>F i 卤代烃与亚硝酸银的反应: ii 卤代烷与亚硝酸锂(钠、钾)反应 实际上硝基化合物和亚硝酸酯两者同时生成,在DMF和DMSO中,硝基化合物为主要产物。所以,这个反应是制备脂肪和脂环族硝基化合物的简单有效方法。这个反应能进行的关键是亚硝酸碱金属盐和卤代烷都有一定量溶解在溶剂中,常用溶剂为DMF、DMSO。 ②与α-氯代羧酸: 3.芳烃的硝化:

有机含氮化合物

第十二章有机含氮化合物 【教学重点】 胺类化合物的化学性质、重氮和偶氮化合物。 【教学难点】 季铵碱的热分解。 【教学基本内容】 硝基化合物的结构;硝基化合物的化学性质(a-氢的活泼性、还原反应、硝基对苯环的影响)。 胺的结构;胺的制备方法(氨或胺的烃基化、腈和酰胺的还原、醛和酮的氨化还原、酰胺的降解、硝基化合物的还原、Gabriel 合成法);胺的化学性质——碱性及影响碱性强度的因素、烃基化、酰基化、磺酰化、与亚硝酸反应、芳环上的取代反应。 季铵盐和季铵碱、季铵碱的热分解。重氮盐的制备方法及重氮盐的结构;重氮盐的化学性质(放氮反应、保留氮的反应)及在合成上的应用。 I目的要求 前面我们已经讨论了烃、卤代烃和烃的含氧衍生物,本章对含氮有机化合物加以讨论。从广义上讲,分子中含有氮元素的有机化合物统称为含氮有机化合物。常见的含氮有机化合物有如下几种类型:硝酸酯(—0N02)、亚硝酸酯(—0N0)、酰胺、肼、腙、肟(以上几类以在前面有关章节中加以介绍);硝基(一N02)、亚硝基 (一NO)、胺(一NH2、一NHR、一十 NR2)、腈(—C三N)异腈(—N-C)、异氰酸酯(—N = C = 0)、重氮化合物(—N三N —Y)偶氮化合物(—N = N —)。这些都是着重讨论的化合物。生命的基础物质一氨基酸和蛋白质,甚至 连含氮的杂环化合物也认为是属于含氮化合物的范围,由于它们在天然化合物中占有重要地位,另有专章讨论。 通常所说的含氮化合物是指含有碳氮键的化合物。它们可以看作是烃分子中氮原子被含氮官能团取代的产物。含氮有机物比含氧化合物的种类还要多。本章重点介绍硝基化合物、胺、重氮和偶氮化合物。 本章学习的具体要求: 1、了解硝基化合物的主要性质; 2、掌握胺的分类、结构及其性质; 3、在掌握重氮化,偶合等重要反应的基础上,熟悉它们在有机合成上的重要应用。 4、掌握季铵盐在相转移催化反应中的应用,以及季铵碱受热反应的规律。 5、了解腈、异氰酸酯。 在含氮化合物的学习中,特别要注意含氮官能团的特征及其变化,因为氮原子在化合物中的价态是有变化的。这是含氧化合物所没有的现象。 II教学内容

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