第15章含氮有机化合物优秀课件
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·· 162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sp2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 OR 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)实用标准文案精彩文档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。
第十五章 有机含氮化合物习题(P420)参考答案1、写出下列化合物的构造式或命名下列化合物。
(1) 仲丁胺(2) 间硝基乙酰苯胺CH 3CH 2CHNH 2CH 3NHCCH 3NO 2O(3) 二丁胺(4) 环己胺(CH 3CH 2CH 2CH 2)2NHNH 2(5) 2-(α-萘基)乙胺(6) 溴化十二烷基二甲基苄基铵CH 2CH 2NH 2CH 3(CH 2)11N(CH 3)2BrCH 2C 6H 5(7)CH 3CH 2CH 2CHCH 3N(CH 3)3 OH-(8)H 2N CH 2CH CH 2NH 2CH 3氢氧化三甲基(1-甲基丁基)铵2-甲基-1,3-丙二胺(9) O 2NN(CH 3)2(10) H 2NNHCH 2对硝基-N,N-二甲基苯胺N-苄基对苯二胺(11) H 2NCOOC 2H 5(12) NHCH 2CH 3CH 3对氨基苯甲酸乙酯N-乙基间甲苯胺(13) CH 3CH CH 2CHCH 2OH 2OCH 3(14)H 2N NH C OCH 32-氨基-4-甲氧基-1-戊醇对氨基乙酰苯胺2、完成下列转化:(1)NO 2NHCl解:NO 2NHCl2Fe, HClNH2Cl(2) CH 2=CH CH=CH 2H 2N(CH 2)6NH 2解:CH 2=CH CH=CH 2H 2N(CH 2)6NH 22Cl CH 2CH=CHCH 2Cl2 Ni(3) 正丁醇正丁胺、正丙胺、正戊胺解:CH 3CH 2CH 2CH 22N - K +O ON OOCH 2CH 2CH 2CH 3CH 3CH 2CH 2CH 2NH 2H OCH 3CH 2CH 2CH 2OHCH 3CH 2CH 2NH 2(1) NH _(1) [O]2CH 3CH 2CH 2CH 2OHCH 3CH 2CH 2CH 2CH 2NH 2(1) SOCl (2) NaCNCH 3CH 2CH 2CH 2CN 2Ni(4) C 2H 5OH 、C 6H6C 6H 5CHCH 3NHC 2H 5解:C 2H 5OHHClNH 3C 2H 5NH 2或PCl 32C 2H 5CH3COOH P O (CH 3CO)2OCCH 3OCHCH 3NHC 2H 5[O]3、排序:(1) 将下列化合物按沸点由高到低顺序排列:(A) 丙胺 (B) 丙醇 (C) 甲乙醚 (D) 甲乙胺 (E) 三甲胺 解:(B )>(A)>(D)>(C)>(E)(2) 将下列化合物按亲核取代反应活性由高到低顺序排列:(A) 氯苯 (B) 对甲氧基氯苯 (C) 对硝基氯苯 (D) 2,4-二硝基氯苯 解:(D)>(C)>(A)>(B)(3) 将下列化合物按碱性由强到弱顺序排列:(A) (CH3)4NOH(B) C6H5NH2(C) C2H5NH2(D) C6H5NHCH3(E) CH3CONH2解:(A)>(C)>(D)>(B)>(E)(4) 将下列化合物按碱性由强到弱顺序排列:(A) CH3CH2CH2NH2(B) CH3CHCH2NH2OH(C)CH3CH2CH2NH2OH(D)CH3CH2CHNH2CH3解:(D)>(A)>(B)>(C)(5) 将下列化合物按碱性由强到弱顺序排列:(A) NHCOCH3(B) NHSO2CH3(C) NHCH3(D) N CH3(E) NH2解:(E)>(D)>(C)>(A)>(B)(6) 将下列化合物按碱性由强到弱顺序排列:(A) 对甲苯胺(B) 苄胺(C) 2,4-二硝基苯胺(D) 对硝基苯胺(E) 对氯苯胺解:(B)>(A)>(E)>(D)>(C)4、用简单的化学方法区别下列化合物:(1) (A) 硝基苯(B) 硝基环己烷(C) 间甲苯胺(D) N-甲基苯胺(E) N,N-二甲基苯胺解:ABCDE溶解不溶解溶解不溶解不溶解不溶解溶解硝基苯硝基环己烷清亮溶液油状物间甲苯胺N-甲基苯胺N,N-二甲基苯胺(2) (A) OH(B) NH2(C) N H(D) N CH3解:ABCD 溶解不溶解不溶解不溶解清亮溶液油状物苯胺环戊胺N-甲基环戊胺苯酚5、用简单的化学方法分离、提纯下列各组混合物:(1) (A) 苄胺(B) N-甲基环己胺(C) 苯甲醇(D) 对甲苯酚解:水层ABCD -油层水层有机层水层H+p-CH3-C6H4-OH (D) C6H5CH2OH (C)(2) 分液p-CH-C H-SO ClNaOH清亮溶液固体沉淀过滤C6H5CH2NH2NHCH3(1) H O/OH-, ∆干燥、蒸馏(1) HO/OH-, ∆干燥、蒸馏(A)(B)(2) N-甲基苯胺中混有少量N,N-二甲基苯胺,请设计实验方案提纯N-甲基苯胺。
含氮有机化合物--第一节胺类(2)>三苯胺胺能与许多酸作用生成盐。
例如:铵盐的命名与无机铵盐相似,也可直接叫做“某胺某酸盐”或“某酸某胺”。
铵盐多为结晶形固体,易溶于水。
胺的成盐性质在医学上有实用价值。
有些胺类药物在制成盐后,不但水溶性增加,而且比较稳定。
例如,局部麻醉药普鲁卡因,在水中溶解度小且不稳定,常将其制成盐酸盐。
胺类是一类弱碱,它们的盐与强碱(如NaOH)作用时,能使胺游离出这来。
说明强碱接受质子的能力比胺强。
例如:利用胺的碱性及胺盐在不同溶剂中的溶解性,可以分离和提纯胺。
例如,在含有杂质的胺(液体或固体)中加入无机强酸溶液使其呈强酸性,则胺就转变为铵盐溶解,这样就有可能与不溶的杂质分离。
将铵盐的水溶液分离出来,再加以碱化,使游离胺析出。
然后过滤或用水蒸气蒸馏,则可得纯净的胺。
季铵盐是有机化合物中的强碱。
它们在固态时即是离子状态,例如(CH3)4N+O-H易溶于水,其碱性与氢氧化钠或氢氧化钾相当。
季铵盐和铵盐不同,前者是强碱的盐,与氢氧化钠等不发生反应。
卤化季铵盐的水溶液用氧化银处理时则生成季铵碱。
2.酯化反应伯、仲胺都能与酰化剂(如乙酰氯、乙酸酐)作用,氨基上的氧原子被酰基取代,生成酰胺,这种反应叫做胺的酰化。
叔胺因氮上没有氢,故不发生酰化反应。
酰胺是晶形很好的固体,有一定的熔点,所以利用酰化反应可以鉴定伯胺和仲胺。
叔胺不起酰化反应,故此性质可用来区别叔胺,并可以从伯、仲、叔胺的混合物中把叔胺分离出来。
此外,酰胺在酸或碱的催化下,可水解游离出原来的胺。
由于氨基活泼,且易被氧化,因此在有机合成中可以用酰化的方法来保护芳胺的氨基。
例如:3.与亚硝酸反应伯、仲、叔胺与亚硝酸反应时,产物各不相同,借此可区别三种胺。
由于亚硝酸(HNO2)是一种很不稳定的酸,所以通常用亚硝酸钠和强酸作用产生。
NaNO2+HCl →HNO2+NaCl(1)伯胺与亚硝酸反应脂肪伯胺与亚硝酸反应,放出氮气,并生成醇、烯烃等的混合物。