有机化学II16重氮化合物和偶氮化合物
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重氮化合物和偶氮化合物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一、偶氮化合物的制备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。
二、重氮盐的性质和应用重氮盐具有盐的性质,易溶于水,不溶于有机溶剂,其在水溶液中医药能解离为重氮盐正离子和负离子X —,因此水溶液能导电。
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。
N N Cl N N HSO 4N N N OH N N N (CH 3)2N NH 2N N Cl Cl NH 3N N Cl H H O N OH Cl H N N Cl N 0-5℃亚硝酸 重排-H 20(一)取代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↑ (二)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 :++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。
偶氮化合物和重氮化合物的主要区别是:术语偶氮化合物是指存在N=N基团,而重氮化合物是指在有机化合物的末端存在偶氮基团。
在偶氮化合物中,N=N官能团出现在化合物的中间,其中官能团的两个末端与一些其它取代基相连,相反,在重氮化合物中,官能团出现在化合物的末端。
1、什么是偶氮化合物?
偶氮是指存在N=N官能团。
在有机化合物中,该官能团以RN=N-R'的形式出现,其中R和R'是烷基或芳基,偶氮这个名字来源于术语azote,它指的是氮的法语名称。
芳基偶氮化合物比烷基偶氮化合物相对稳定,它们通常以结晶形式存在。
烷基化合物含有与偶氮官能团相连的烷基,我们可以称为脂肪族偶氮化合物。
2、什么是重氮化合物?
重氮是指存在连接到有机化合物末端的两个氮原子。
这类化合物的一般结构式为2C=+=−。
简单的重氮化合物的一个例子是重氮甲烷,它具有连接到甲烷分子的偶氮官能团。
重氮化合物可以在环加成反应中充当1,3-偶极子,此外它们可以作为卡宾生产的前提,还可以在亲核加成反应中作为亲核试剂反应。
芳香族重氮盐的重氮基能与芳环共轭,在0~50~5℃℃比较稳定比较稳定。
•重氮正离子主要的共振结构重氮正离子主要的共振结构::1 1 重氮化合物重氮化合物N 2+ X -O 22活化活化、、定位作用活化能力的控制转换转换、、占位作用G I-OH-COOH-X 制备间位制备间位或或临位的苯衍生物G II芳香重氮盐在合成中的应用1.3.2 重氮盐的化学性质- 重氮盐的化学性质-还原 还原A. 用锌粉盐酸还原为苯胺B. 用SnCl2 / HCl等还原为苯肼1.3.3 重氮盐的化学性质-偶联反应 偶联反应: 偶联反应: 亲电取代反应定义 重氮盐正离子可以作为亲电试剂与 重氮盐正离子可以作为亲电试剂与酚 芳胺 重氮盐正离子可以作为亲电试剂与酚 酚、 芳胺等活泼的芳香化合物 等活泼的芳香化合物 重氮盐正离子可以作为亲电试剂与酚 、芳胺等活泼的芳香化合物 芳胺等活泼的芳香化合物进行芳环 进行 芳环 上的亲电取代 生成偶氮化合物 这类反应称为偶联反应 进行芳环 芳环上的亲电取代 上的亲电取代, ,生成偶氮化合物, 生成偶氮化合物, ,这类反应称为偶联反应。
这类反应称为偶联反应。
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进行芳环上的亲电取代 芳环上的亲电取代, 上的亲电取代, 生成偶氮化合物, 这类反应称为偶联反应。
+ N N Cl- +Y Y = OH , NR2N NY•示例H3C N2Cl + NH2 H3C N N NH2H2N N2Cl + NH2H2N N N NH2思考题: 思考题:CH3 NH2H3CNH21.3.3 重氮盐的化学性质----偶联反应偶联反应主要在对位, 偶联反应主要在对位,对位被占领时在邻位发生。
对位被占领时在邻位发生。
OH NH2萘胺和萘酚 与重氮盐的 偶联反应的 位置OH (NH2) OH (NH2)SO3Na1.3.3 重氮盐的化学性质----偶联反应同时具有氨基和羟基的萘的衍生物与重氮盐进行偶联反 应时, pH值对反应位置选择很重要 值对反应位置选择很重要, 例如: 应时 ,pH 值对反应位置选择很重要 ,例如 :PH = 5~77NH2 OH2PH = 8~9HO3SH-酸SO3HpH=5~7 弱酸性, 弱酸性,在氨基的邻位发生 氨基的邻位发生; 的邻位发生; pH=8~9, pH=8~9,为弱碱性, 为弱碱性,酚以酚氧负离子存在, 酚以酚氧负离子存在,这个环 活泼, 羟基的邻位发生反应 活泼,在羟基的邻位发生反应2 重氮甲烷和碳烯(自学) 2.1 重氮甲烷 (CH2N2)— 黄色气体, 黄色气体,剧毒易爆炸。