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(一) 硝基化合物15.1硝基化合物的分类、结构和命名硝基化合物是指分子中含有硝基（-NO2）的化合物，可以看作是烃分子中的氢原子被硝基取代后得到的化合物，常用RNO2或ArNO2表示。
1..分类⑴根据烃基不同可分为：脂肪族硝基化合物R—NO2和芳香族硝基化合物ArNO2⑵根据硝基的数目可分为：一硝基化合物和多硝基化合物。
⑶根据C原子不同可分为：可分为伯、仲、叔硝基化合物。
2.结构通式：R—NO2 或ArNO2硝基是一个强吸电子基团，因此硝基化合物都有较高的偶极矩。
通过键长的测定发现，硝基中的氮原子和两个氧原子之间的距离相同。
根据杂化轨道理论，硝基中的氮原子是sp2杂化的，它以三个sp2杂化轨道与两个氧原子和一个碳原子形成三个共平面的σ键，未参于杂化的一对p电子所在的p轨道与每个氧原子的一个p轨道形成一个共轭π键体系。
CH3NO2：偶极矩为3.4D；键长均为0.121nm3．命名卤代烃相似，通常硝基作为取代基。
CH3NO硝基甲烷 2-硝基丙烷对硝基苯甲酸2,4,6-三硝基苯酚（苦味酸） 2,4,6-三硝基甲苯（T N T） 1,3,5-三硝基苯（T N B）15.2制备R-R-+或R NO-+R NOO -+CH3CHCH3NO2HOOC NO2OHO2NNO2NO2CH3O2NNO2NO2O2NNO2NO21．烃类直接硝化 ①芳烃硝化②脂肪族硝基化合物2．卤代烷硝基取代15.3物理性质1．.硝基是一个强极性基，硝基化合物的偶极矩较大。
2．.沸点比相应的卤代烃高。
3．多硝基化合物具有爆炸性。
4．液体硝基化合物是良好的有机溶剂。
5．有毒。
6．比重大于1。
15.4化学性质１５．４．１酸性脂肪族硝基化合物中，硝基的α碳原子上有氢原子时，能产生互变异构现象。
CH 2N OH R R O硝基式 酸式酸式含量较低，平衡主要偏向硝基式一方。
加碱可使平衡向右移动，使全部转变为酸式的盐而溶解。
例如：CH 3CH 2CH 3CH 3CH 2CH 2NO 23CH 2NO 23NO 2CH 3CHCH 3NO 2R —X AgNO 2R-NO 2+R-ONO 或 NaNO 2硝基化合物亚硝酸酯O - O —X 尿素DMF N O - OR +X -H 2O N —N O OR +X -在不同的溶剂中可得到不同的主产物N O 2H 2SO 4HNOCH 2NO 2OHNaOHHClCH = NO Na +－１５．４．２还原反应硝基容易被还原，尤其是直接连在芳环上的硝基，还原产物随还原介质的不同而有所不同。
第十五章 硝基化合物及胺学习要求1．握硝基化合物及胺的分类、命名法和结构。
2．掌握胺的化学性质：碱性（结构和溶剂化效应），胺的鉴别，季铵盐的性质及霍夫曼规则。
3．掌握硝基化合物的性质。
4．理解三种分子重排反应的实例。
5. 了解腈和异腈的性质。
6．了解硝基化合物的性质、制法以及重要代表物。
7．了解硝基化合物及胺的制法。
8．了解相转移原理作为有机合成新方法的原因。
9. 了解表面活性剂。
计划课时数 4课时重点：胺的化学性质：碱性（结构和溶剂化效应），胺的鉴别，季铵盐的性质及霍夫曼规则。
难点：分子重排反应教学方法 采用多媒体课件、模型和板书相结合的课堂讲授方法。
引言：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。
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）。
§15.1 硝基化合物分类、命名、结构1． 分类 （略）2． 命名 （与卤代烃相次似）硝基乙烷对硝基甲苯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：共振结构式：NOOR氮带一个正电荷，每个氧各带½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。
§15.2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 。
第十五章 硝基化合物和胺一、命名下列化合物：1.CH 3CH 2CHCH(CH 3)2NO 22.CH 3CH 2CH 2NH 23.CH 3NHCH(CH 3)24.NHC 2H 5CH 3H 2N NHC 6H 56.7.C 6H 5SO 2NHC 6H 58.BrN +(CH 3)3Cl -(CH 3)2CHN +(CH 3)3Cl -9.(CH 3)2NNO10.CH 2=CHCNN.N －二甲基－4－亚硝基苯胺 丙烯腈 二、写出下列化合物的构造式:1, 间硝基乙酰苯胺 2，甲胺硫酸盐 3，N －甲基－N －乙基苯胺NO 2NHCOCH 3[CH 3NH 2]2.H 2SO 4NCH 3CH 3CH 24，对甲基苄胺 5， 1，6－己二胺 6，异氰基甲烷CH 2NH 2CH 3NH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2NH 2CH 3NC7，β－萘胺 8，异氰酸苯酯NH 2NCO三、用化学方法区别下列各组化合物： 12、邻甲苯胺 N －甲基苯胺 N,N －二甲基苯胺解：分别与亚硝酸钠+盐酸在低温反应，邻甲苯胺 反应产物溶解， N －甲基苯胺生成黄色油状物，N,N －二甲基苯胺生成绿色固体。
3，乙胺和乙酰胺解：乙胺溶于盐酸，乙酰胺不溶。
4，环己烷与苯胺。
解：苯胺溶于盐酸，环己烷不溶。
四、试用化学方法分离下列化合物：1.CH 3(CH 2)3NO 2(CH 3)3CNO 2CH 3CH 2CH 2NH 2NaOHaq CH 3(CH 2)3NO 2(CH 3)3CNO 2CH 3CH 2CH 2HClCH 3CH 2CH 2NH 2.HClNaOHaqCH 3CH 2CH 2NH 22，苯酚，苯胺和对氨基苯甲酸解：用氢氧化钠水溶液处理，苯酚和对氨基苯甲酸溶于碱溶液，分出有机相。
有机相为含苯胺。
向水相通入二氧化碳，游离出苯酚，对氨基苯甲酸在水相中，酸化得到对氨基苯甲酸。
3，正己醇，2－己酮，三乙胺和正己胺解：加入亚硫酸氢钠饱和水溶液，2－己酮生成晶体分出，然后用稀酸处理这个晶体又得到2－己酮。
·· 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。
其缩合过程是：硝基烷在碱的作用下脱去α- H 形成碳负离子，碳负离子再与羰基化合物发生缩合反应。
4）与亚硝酸的反应第三硝基烷与亚硝酸不起反应。
此性质可用于区别三类硝基化合物。
3、芳香族硝基化合物的化学性质1）还原反应硝基苯在酸性条件下用Zn 或Fe 为还原剂还原，其最终产物是伯胺。
若选用适当的还原剂，可使硝基苯还原成各种不同的中间还原产物，这些中间产物又在一定的条件下互相转化。
见P 4322）硝基对苯环上其它基团的影响硝基同苯环相连后，对苯环呈现出强的吸电子诱导效应和吸电子共轭效应，使苯环上的电子云密度大为降低，亲电取代反应变得困难，但硝基可使邻位基团的反应活性（亲核取代）增加。
（1）使卤苯易水解、氨解、烷基化例如：卤素直接连接在苯环上很难被氨基、烷氧基取代，当苯环上有硝基存在时，则卤代苯的氨化、烷基化在没有催化剂条件下即可发生。
P 433R CH 2NO 2R'C O H (R'' )+OH R'C OH H (R'' )C NO 2R'H R'C H (R'' )C NO 2R'R CH 2NO 2+ HONO CH NO 2NO R C NO 2NO Na R 2CH NO 2+ HONO R 2C NO 2NO 蓝色结晶溶于呈红色溶液蓝色结晶NaOH NaOH 蓝色不变NO 2NH 2℃Cl OH 400 32MPa Cl NO 23130℃ONa NO 2OH NO 2Cl NO 2NO 23100℃ONa NO 2NO 2OH NO 2NO 2·· 164（2）使酚的酸性增强§14-2 胺一、胺的分类和命名1、分类2、命名 （P 434~435）简单胺的命名是在烃基名称后加胺字，称为某胺。
复杂结构的胺是将氨基和烷基作为取代基来命名。
季铵盐或季铵碱的命名是将其看作铵的衍生物来命名。
二、胺的物理性质和光谱性质 （略）三、胺的结构胺分子中，N 原子是以不等性sp 3杂化成键的，其构型呈棱锥形。
故N 原子上连有四个不同基团的化合物存在着对映体，可以分离出左旋体和右旋体。
四、 胺的化学性质1、碱性胺和氨相似，具有碱性，能与大多数酸作用成盐。
胺的碱性较弱，其盐与氢氧化钠溶液作用时，释放出游离胺。
胺的碱性强弱，可用K b 或pK b 表示：碱性： 脂肪胺 > 氨 > 芳香胺pK b < 4.70 4.75 >8.40 见P 440表14-2脂肪胺 在气态时碱性为： (CH 3)3N > (CH 3)2NH > CH 3NH 2 > NH 3OHOH OH 2NO 2NO 2OH NO 2NO 2O 2N pK a 9.897.150.384.09R NH 2R 2NH R 3N R 4R 4ArNR 2ArNH 2Ar 2NH ArNHR 芳胺伯胺（ 胺）仲胺叔胺°123°°（ 胺）（ 胺）脂肪胺季铵盐季铵碱H 33R NH 2+ HCl R NH 3Cl R NH 2+ HOSO 3H R NH 3 OSO 3H R NH 3Cl + NaOH RNH 2 + Cl + H 2O R NH 2+ H 2O R NH 3 + OH K b K b =R NH 3 OH RNH 2pK b = logK b实用标准文案精彩文档在水溶液中碱性为： (CH 3)2NH > CH 3NH 2 > (CH 3)3N > NH 3原因：气态时，仅有烷基的供电子效应，烷基越多，供电子效应越大，故碱性次序如上。
在水溶液中，碱性的强弱决定于电子效应、溶剂化效应等。
溶剂化效应——铵正离子与水的溶剂化作用（胺的氮原子上的氢与水形成氢键的作用）。
胺的氮原子上的氢越多，溶剂化作用越大，铵正离子越稳定，胺的碱性越强。
芳胺的碱性 ArNH 2 > Ar 2NH > Ar 3N例如： NH 3 PhNH 2 (Ph)2NH (Ph)3NpK b 4.75 9.38 13.21 中性对取代芳胺，苯环上连供电子基时，碱性略有增强；连有吸电子基时，碱性则降低。
2、酸性 （略）3、烃基化反应 （P 441）胺作为亲核试剂与卤代烃发生取代反应，生成仲胺、叔胺和季铵盐。
此反应可用于工业上生产胺类。
但往往得到的是混合物。
4、酰基化反应和磺酰化反应1）酰基化反应 伯胺、仲胺易与酰氯或酸酐等酰基化剂作用生成酰胺。
酰胺是具有一定熔点的固体，在强酸或强碱的水溶液中加热易水解生成酰胺。
因此，此反应在有机合成上常用来保护氨基。
（先把芳胺酰化，把氨基保护起来，再进行其他反应，然后使酰胺水解再变为胺）。
2）磺酰化反应（兴斯堡——Hinsberg 反应）胺与磺酰化试剂反应生成磺酰胺的反应叫做磺酰化反应。
常用的磺酰化试剂是苯磺酰氯和对甲基苯磺酰氯R N H H H R 2N H H R 3N H O H H OH 2OH 2OH 2OH 2OH2RNH 22RNHCOR'(Ar)R 2NH R'COCl R 2NCOR'NHCH 3CH 3COCl NCOCH 3CH 3R 3N R'COCl 2(Ar)3N SO 2Cl SO 2Cl CH 3苯磺酰氯对甲基苯磺酰氯( TsCl )RNH 2R 2NH R 3N SO 2NHR SO 2NR 2白色固体无反应不溶于碱，仍为固体溶于碱白色固体NaOH NaOH SO 2N-R Na·· 166兴斯堡反应可用于鉴别、分离纯化伯、仲、叔胺。
5、与亚硝酸反应亚硝酸（HNO 2 ）不稳定， 反应时由亚硝酸钠与盐酸或硫酸作用而得。
脂肪胺与HNO 2的反应伯胺与亚硝酸的反应：生成的碳正离子可以发生各种不同的反应生成烯烃、醇和卤代烃。
（P 443 ）例如：所以，伯胺与亚硝酸的反应在有机合成上用途不大。
仲胺与HNO 2反应，生成黄色油状或固体的N-亚硝基化合物。
叔胺在同样条件下，与HNO 2不发生类似的反应。
因而，胺与亚硝酸的反应可以区别伯、仲、叔胺。
芳胺与亚硝酸的反应：此反应称为重氮化反应。
芳香族仲胺与亚硝酸反应，生成棕色油状和黄色固体的亚硝基胺。
P 443。
芳香族叔胺与亚硝酸反应，亚硝基上到苯环，生成对亚硝基胺。
P 443。
芳胺与亚硝酸的反应也可用来区别芳香族伯、仲、叔胺。
6、氧化反应胺容易氧化，用不同的氧化剂可以得到不同的氧化产物。
叔胺的氧化最有意义。
具有β-氢的氧化叔胺加热时发生消除反应，产生烯烃。
RNH 2R 2NH R 3N 2NHR 2NR 2馏液（叔胺）余物沉淀HClRCH 2CH 2NH 2NaNO 2 + HCl RCH 2CH 2N 2Cl RCH 2CH 2 + N 2 + Cl 低温重氮盐CH 2NH 22OH CH 3OH 33++++R R NH NaNO 2 + HCl R R N-N=O N-亚硝基胺（黄色油状物）H 2O+NaNO 2 + HCl 2H 2O + NaCl NH 2N 2 Cl 0 5℃氯化重氮苯（重氮盐）不稳定（故要在低温下反应）OH H CH 2N(CH 3)222H CH 2N(CH 3)2O N,N N 二甲基环己基甲胺 氧化物实用标准文案精彩文档此反应称为科普（Cope ）消除反应。
科普（Cope ）消除反应是一种立体选择性很高的顺式（同侧）消除反应。
反应是通过形成平面五元环的过程完成的。
例如：7、芳胺的特性反应1）氧化反应 芳胺很容易氧化，例如，新的纯苯胺是无色的，但暴露在空气中很快就变成黄色然后变成红棕色。
用氧化剂处理苯胺时，生成复杂的混合物。
在一定的条件下，苯胺的氧化产物主要是对苯醌。
2）卤代反应苯胺很容易发生卤代反应，但难控制在一元阶段。
如要制取一溴苯胺，则应先降低苯胺的活性，再进行溴代，其方法有两种。
方法一： >90%方法二：3）磺化反应H CH 2N(CH 3)2O 160℃CH 2+ (CH 3)2OH98%3)2O 160℃CH2115℃3)23H C 6H C C CH 3H H 3C C 6H 5C C H CH 3H 3C C 6H 5+96%0.1%22410℃O O NH 2苯胺黑NH 2+ Br 2(H 2O)NH 2Br Br Br + 3HBr ,2,4,6-可用于鉴别苯胺NH 2 Br 2NHCOCH 3Br (CH 3CO)2NHCOCH 3CH 3COOH NH 2Br干NH 2NH 3HSO 4NH 3HSO 4NH 2H SO Br 2BrBr NH 2NHSO 3H NH 3HSO NH 2H SO 2180℃SO 3H NH 3SO 2O·· 168对氨基苯磺酸形成内盐。
