硝基化合物的性质
硝基化合物的性质
NaNO2, HCl 0-5oC -N2
现象
1o胺
RNH2 R+
+ [R-NN]Cl
1o胺放出N2气体
醇、烯、卤代烃等的混合物
R2NH NaNO2, HCl [R2N-N=O]
2o胺
R3N + HNO2
OH-
N-亚硝基
2o胺出现黄色油状物 3o胺发生成盐反应
3o胺
[R3NH]+NO2-
硝基化合物的性质——化学性质
含α-H的硝基烷在碱性条件下生成碳 负离子，作为亲核试剂参与反应。
C6H5CHO + CH3NO2 EtONa C6H5CH CHNO2
H2C CHCN
+
CH3NO2
EtONa
CNCH2CH2CH2NO2
第二节 胺
一、分类 胺根据在氮上的取代基的数目，可分为
NH2 NH N N
Hofmann消除例：
CH3 N(CH3)3 OH 99% NaOC2H5, HOC2H5 （NaOC2H5 作为碱） CH2 ' H3C H2C H2C N CH2 CH3 CH3 OH 1% CH2 + CH3
CH3 CH2 CH2
CH
CH3
CH2 CH2 CH CH3 96%
CH2
N(CH3)3 I
胺有碱性，遇酸能形成盐 RNH2 + CH3COOH CH3COO- +NH3R
（三）化学性质
应用例1：鉴别或定量分析
鉴定：溶于盐酸
定量分析：盐酸标液滴定（非水滴定）
（三）化学性质
应用例2：分离、提纯
混合物 盐酸溶解
硝基化合物的合成与性质研究
硝基化合物的合成与性质研究硝基化合物是一类具有重要应用价值和广泛用途的化学物质。
本文将探讨硝基化合物的合成方法、性质以及其在不同领域的应用。
1. 硝基化合物的合成方法硝基化合物的合成方法有很多种，常见的有硝酸银法、硝酸铵法、硝酸油法等。
其中，硝酸银法是一种常见且重要的硝基化合物合成方法。
首先，将有机物溶解于适当的溶剂中，加入硝酸银溶液并进行搅拌。
随后，加入盐酸，反应进行后产物沉淀，通过过滤得到硝基化合物。
2. 硝基化合物的性质硝基化合物具有较高的活性和化学不稳定性。
其中，硝基基团（NO2）是一种强氧化剂，能与许多有机物发生反应。
此外，硝基化合物还具有一定的爆炸性。
由于硝基基团的富电子性和软酸性特点，硝基化合物还可作为配体参与配位化学反应。
3. 硝基化合物在药物领域的应用硝基化合物在药物合成中具有重要的应用价值。
例如，硝酸甘油（一种硝基化合物）被广泛用作心绞痛和狭心症的治疗药物。
硝酸甘油可以通过扩张血管，减轻心脏的负荷，从而缓解心绞痛的症状。
此外，硝基化合物还常用于抗菌药物和抗癌药物的合成中，发挥着重要的作用。
4. 硝基化合物在能源领域的应用硝基化合物在火箭推进剂、炸药等能源领域具有广泛的应用。
例如，硝酸甘油是一种常见的爆炸药物，常被用作炸药的主要成分之一。
硝酸甘油的高爆炸性使其在军事和民用领域都有重要的应用。
5. 硝基化合物在高分子材料领域的应用硝基化合物在高分子材料领域有着重要的应用。
例如，聚硝酸甘油是一种重要的高分子爆炸药物，广泛用于军事领域。
此外，硝基苯胺等硝基化合物还可作为染料的原料，用于合成有机颜料和染料。
总结：综上所述，硝基化合物的合成方法、性质以及其在不同领域的应用具有重要的意义。
通过合理设计合成方法和研究性质，可以扩展硝基化合物的应用领域，提高其性能和性质。
随着科学技术的不断进步，硝基化合物在药物、能源和高分子材料等领域的应用将会得到进一步的发展和拓展。
硝基化合物
成环和重排
O R C CH2 R' 成环 O R + C CH2 R' 重排 R R' O R C CH2R' + N N O
+ + H2C N N C R
醛和环酮以重排产物为主，普通的酮主要生成环氧化物。酮分子中 与羰基相连的两个烃基不相同时，得到两种重排产物的混合物。
O R O R C CH2 H + + H2C N N C H + N N O R C CH3
H 重排
O + CH2N2
O CH2 + N N
O + N2
O C CH2 CH2N2 CH2
O C CH2 + N N
O C
环丙酮
3. 与酰氯反应
O R
脱去氯化氢
O R O H C CH2 Cl + -H+ N N O R C CH + N N + N N
+ + H2C N N C Cl
-Cl
R
第一节 硝基化合物
硝基化合物可分为脂肪族硝基化合物和芳香族硝基化合物。 硝基化合物的结构
CH3 + N O
Sp2杂化
O
O O
C-N 147pm ， <ONO = 127
N-O
+ N
122pm
+ N O O
+ N
O O
P, π 共轭
CH3
NO2
μ= 3.5 D
硝基为强的吸电子基
厚 第十八章 止 其它含氮化合物
H2 O R'OH NH3 O O RCH2COR'
脂肪族硝基化合物的化学性质
1°使卤苯易水解、氨解、烷基化 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。
2°使酚的酸性增强
OH
OH
OH
OH
NO2 O2N
N2 Cl + NaCl + H2O
1°重氮化反应必须在低温下进行（温度高重氮盐 易分解）。
2°亚硝酸不能过量（亚硝酸有氧化性，不利于重 氮盐的稳定）。
3°重氮化反应必须保持强酸性条件（弱酸条件下 易发生副反应）。
二、芳香族重氮盐的性质
重氮盐是一个非常活泼的化合物，可发生多种反应， 生成多种化合物，在有机合成上非常有用。归纳起来， 主要反应为两类：
睛、肟、酰胺都可催化氢化或用LiAlH4还原为相应的胺。
3．还原氨化
将醛或酮与氨或胺作用后再进行催化氢化即得到胺。
4．加布里埃尔（Gabriel）合成法
将邻苯二甲酰亚胺在碱性溶液中与卤代烃发生反应， 生成N-烷基邻苯二甲酰亚胺，再将N-烷基邻苯二 甲酰亚胺水解，得到第一胺。 此法是制取纯净的 第一胺的好方法。
第十四章 含氮有机化合物
第一节 硝基化合物
一、分类、命名、结构
1.分类
2.命名 （与卤代烃相次似）
3.硝基的结构N
O O
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 报告明，两个N—O键键长相等，这说明硝基
为—P-π共轭体系
（N原子是以sp2杂化成键的，其结构表示如下：
O
RN O
O RN
有机化学第十三章有机含氮化合物
CH3 N(C2H5)2 N,N- dimethyl-3-methyl-2-pentanaime
CH3CH2CH CHCH3
N,N-二乙基-3-甲基-2-戊胺
CF3 NH2
CF3 2,5-bis(trifluoromethyl)benzenamine
2,5-双(三氟甲基)苯胺
NH3HSO4 H2O
NHSO 3H 180℃
NH2 SO3H
NH3 SO2O
（四）胺类化合物的制备方法：
1 、氨的烷基化（卤代烷的取代，SN2 机理）
RX
NH3（过量）
R NH2 +
RX
NH4X
R
R
R NH R + R N R + R N R X
R
• 伴有多取代产物，分离可能有困难
• 仲卤代物和叔卤代物伴有消除产物
３、结构
O N O（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：
O
RN O
O RN
O
O RNOBiblioteka （二）硝基化合物的物理性质
脂肪族硝基化合物是无色有香味的液体。芳香 族硝基化合物多为淡黄色固体，有杏仁儿气味 并有毒。硝基化合物比重大于一，硝基越多比 重越大；不溶于水，溶于有机溶剂；分子的极 性较大，沸点较高。多硝基化合物受热时以分 解爆炸。
R NH2 +
CO2
６、Gabriel 伯胺合成法
O NH
O 邻苯二甲酰亚胺
KOH
or K2CO3
* 与强碱作用
1、胺的碱性和胺盐的生成
n-硝基化合物定义
n-硝基化合物定义什么是 n-硝基化合物？n-硝基化合物是一类含有硝基官能团 (-NO2) 的有机化合物，该官能团与环状或脂肪族碳原子相连。
硝基官能团由一个氮原子和两个氧原子组成，三者以三角平面结构排列，氮原子位于中心。
n-硝基化合物特征亲电子性：硝基官能团具有很强的亲电子性，这意味着它很容易接受电子。
吸电子性：硝基官能团从相连的碳原子中吸取电子，从而降低其电子供体能力。
共轭效应：硝基官能团可以与共轭体系共轭，从而影响分子的电子分布和化学性质。
极性：硝基官能团具有极性，氮原子具有部分负电荷，而氧原子具有部分正电荷。
n-硝基化合物的合成n-硝基化合物可以通过多种方法合成，包括：硝化：通过向芳香环或脂肪族化合物中引入硝基官能团来实现。
硝酸酯还原：通过将硝酸酯还原为硝基化合物来实现。
硝基乙烷缩合：通过将硝基乙烷与羰基化合物缩合来实现。
n-硝基化合物的应用n-硝基化合物在工业和研究中具有广泛的应用，包括：炸药制造：硝化甘油、梯恩梯和黑索金等 n-硝基化合物是强大的炸药。
染料制造：许多 n-硝基化合物用作染料的中间体。
药物：一些 n-硝基化合物具有药理活性，用于治疗各种疾病。
聚合物：n-硝基苯是聚苯乙烯和聚苯乙二烯等聚合物的单体。
化学试剂：某些 n-硝基化合物用作氧化剂或硝化剂。
n-硝基化合物的毒性n-硝基化合物对健康有害，可以引起多种不良影响，包括：致癌性：一些 n-硝基化合物被认为是人类致癌物。
生殖毒性：n-硝基化合物可能损害生殖系统，导致不育和出生缺陷。
神经毒性：某些 n-硝基化合物会影响神经系统，导致头痛、头晕和癫痫发作。
肝毒性：n-硝基化合物可能损害肝脏，导致肝炎和肝功能衰竭。
皮肤刺激：n-硝基化合物可能会刺激皮肤，引起皮疹和灼伤。
n-硝基化合物的处理由于其潜在的毒性，必须小心处理 n-硝基化合物。
以下是一些安全处理准则：佩戴个人防护装备：处理 n-硝基化合物时，应始终佩戴手套、安全眼镜和呼吸器。
23第十五章硝基化合物和胺
芳香叔胺发生芳环的亲电取代反应，生成有色固体。
CH3 N CH3 ON NaNO2/HCl ON CH3 N CH3
分类
脂肪胺与亚硝酸的反应
NaNO2, HCl 0-5oC -N2
芳香胺与亚硝酸的反应
ArNH2
NaNO2, HCl 0-5oC + [Ar-NN]Cl-
5、酰胺的 Hofmann 降解（ Hofmann重排）
O R C NH2
Br2 / NaOH R NH2 + CO2
６、Gabriel 伯胺合成法：在强碱条件下，邻 苯二甲酰亚胺转化为邻苯二甲酰亚胺负离子， 该负离子与卤代烃进行烷基化，再进行水解 (或肼解)而得到伯胺。
O
KOH
O R N or K2CO3 O K 或 R OTs X
气味并有毒。硝基化合物比重大于一，硝基越
多比重越大；不溶于水，溶于有机溶剂；分子
的极性较大，沸点较高。多硝基化合物受热时 以分解爆炸。
15.3.硝基化合物的物理性质
Physical of Nitration compouds
硝基乙烷红外光谱：
15.3.硝基化合物的物理性质
Physical of Nitration compouds
structural and Nomenclature of Nitration compouds
烃分子中的氢原子被硝基取代后的衍生 物称为硝基化合物。 根据硝基的数目可分为一硝基化合物和 多硝基化合物。 根据硝基连接的碳原子又可分为伯、仲、 叔硝基化合物。
硝基化合物的命名 ——将硝基作为取代基
1,4-戊二胺
n-硝基化合物定义
n-硝基化合物定义N-硝基化合物的定义和用途N-硝基化合物是一类有机化合物，其特征是氮原子直接与硝基官能团 (-NO₂) 相连。
硝基官能团赋予 N-硝基化合物独特的性质，使其在各种工业和医药应用中具有用途。
结构和性质N-硝基化合物的分子结构由一个或多个硝基官能团与氨基 (-NH₂) 或亚胺基 (-NH-) 官能团相连组成。
硝基官能团具有强吸电子性，导致 N-硝基化合物具有较高的氧化性。
这种氧化性使其成为强大的氧化剂和爆炸物。
N-硝基化合物的其他重要性质包括：高反应性不稳定易燃有毒制备N-硝基化合物可以通过多种方法制备，最常见的方法是硝化反应。
硝化反应涉及在催化剂的存在下将硝酸或亚硝酸与有机化合物反应。
分类N-硝基化合物根据其结构可分为几类：单硝基化合物：氮原子上只有一个硝基官能团。
双硝基化合物：氮原子上有两个硝基官能团。
多硝基化合物：氮原子上有三个或更多个硝基官能团。
用途N-硝基化合物由于其独特的性质，在许多工业和医药应用中具有广泛的用途：工业应用：炸药：N-硝基化合物是制造炸药的关键成分，例如三硝基甲苯(TNT)、黑索金和硝酸甘油。
染料：N-硝基化合物用于合成各种染料，用于纺织品、皮革和纸张。
中间体：N-硝基化合物用作合成其他化学品的中间体，例如塑料、农药和医药产品。
医药应用：血管扩张剂：某些 N-硝基化合物，例如硝酸甘油，用于治疗心绞痛，通过扩张血管来改善血液流动。
抗菌剂：一些 N-硝基化合物具有抗菌活性，用于治疗感染。
安全注意事项N-硝基化合物具有高度反应性和毒性，处理和使用时必须采取适当的安全预防措施：避免接触皮肤和眼睛。
在通风良好的区域工作。
穿戴适当的个人防护装备，例如手套、护目镜和口罩。
将 N-硝基化合物储存在阴凉、干燥、远离热源和火花的地方。
定期监测工作场所空气中的 N-硝基化合物浓度。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
NHCOCH3 NH2
硝基化合物的性质——化学性质 （2）芳环上的亲电取代反应
NO2 Br2 Fe，140 ℃ NO2 发烟HNO3，浓H2SO4 95 ℃ NO2 发烟H2SO4 110 ℃ SO3H NO2 Br NO2
硝基化合物的性质——化学性质 （3）脂肪族硝基化合物α-H的反应
NO2 NO NHOH NH2
[H] 亚硝基苯
[H]
[H] 苯胺
N-羟基苯胺
硝基化合物的性质——化学性质
NO2
Fe, 稀HCl, ~100%
CH3 NO2
NH2 + Fe3O4
CH3
Fe, HCl, CH3OH, ~75%
NH2
NO2
NH2
硝基化合物的性质——化学性质
中性介质中还原，可停留在N-羟基苯胺阶段
中性 弱酸性
问题：比较下列化合物的碱性
1.
Et3NMeOH
季铵碱
PhCH2NH2
脂肪胺
CH3CONHCH3
酰胺
NH3
氨
PhNHCH3
芳胺
2.
H3C
NH2
and
NHCH3
脂肪胺
NH2
and
NHCH3
2°胺
H3C
NH2
and
O2 N
NH2
推电子作用增大碱性
（三）化学性质
2 、烃基化（亲核性）
H NH2 + R X
胺有碱性，遇酸能形成盐 RNH2 + CH3COOH CH3COO- +NH3R
（三）化学性质
应用例1：鉴别或定量分析
鉴定：溶于盐酸
定量分析：盐酸标液滴定（非水滴定）
（三）化学性质
应用例2：分离、提纯
混合物 盐酸溶解
苯胺和甲苯
水层 碱化 乙醚提取 干燥 蒸馏 苯胺
有机层（甲苯） 干燥 蒸馏 甲苯
硝基化合物的性质——化学性质
含α-H的硝基烷在碱性条件下生成碳 负离子，作为亲核试剂参与反应。
C6H5CHO + CH3NO2 EtONa C6H5CH CHNO2
H2C CHCN
+CH3NO2EtONaCNCH2CH2CH2NO2
第二节 胺
一、分类 胺根据在氮上的取代基的数目，可分为
NH2 NH N N
SN2 RNH2 + HX
RX + NH3 R3 N RX
R+ 4NX
RNH2
RX
R2NH
RX
（三）化学性质
烷基化反应-彻底甲基化
RNH2 R2NH R3N 过量CH3I 过量CH3I 过量CH3I RN(CH3)3 I R2N(CH3)2 I R3NCH3 I
OH O2N NO2 Na2S C2H5OH， NO2 NO2 O2N OH NH2
NH2
NO2
硝基化合物的性质——化学性质
在化工生产中，常用Cu、Ni或Pt等催化剂， 采用催化加氢的方法，还原硝基化合物。实验室 中也可采用类似的方法。
NO2
H2，Cu，约300 ℃ 约95%
NH2
NHCOCH3 NO2
（3）胺分子的手性问题
（三）化学性质
1、胺的碱性和胺盐的生成
（1）产生碱性的原因： N上的孤对电子
（2）影响碱性强弱的因素： 电子效应（+I）：3o胺 > 2o胺 > 1o胺 空间位阻： 1o胺> 2o胺 > 3o胺
溶剂化： NH3 > 1o胺 > 2o胺 > 3o胺
（三）化学性质
溶剂化效应是给电子的，N上的H H H O 越多，溶剂化效应越大，形成的铵 H H O 正离子就越稳定。不同溶剂的溶剂 R-N-H H H 化效应是不同的。 H O
1º (伯)胺 2º (仲)胺 3º(叔) 胺 4º(季)铵 H 2º N 练习： NH2 N
1º 4º
（二）胺的结构
N 原子为 sp3 杂化
N H
H H
N
PhNH2
NH3
（1） 氨和胺中的N是不等性的 sp3杂化，未共用电子 对占据一个sp3杂化轨道。
（2） 随着N上连接基团的不同，键角大小会有改变。
H
综合上述各种因素， 在水溶液中，胺的碱性强弱次序为： 脂肪胺（2°>1°>3°）>氨>芳香胺 在氯苯或气相中，脂肪胺的碱性强弱次序为： 3° > 2° > 1 °
（三）化学性质
在水中测定的pKa值：
(CH3)2NH pKa: 10.7 CH3NH2 10.6 (CH3)3N 9.8 NH3 9.3 PhNH2 4.6 Ph2NH 1.0
NO2 NHOH
Zn, NH4Cl H2O，60℃
硝基化合物的性质——化学性质
在碱性介质中还原时，则硝基苯被还原 成两分子缩合的产物。 O
葡萄糖，NaOH N N
NO2 2
100 ℃
氧化偶氮苯
Zn(2mol)，NaOH CH3OH
N N 偶氮苯
Zn(3mol)，NaOH CH3OH
N H
N H
氢化偶氮苯
（三）化学性质
应用例3： Procaine制成针剂
通入干燥HCl
常见的盐：
HCl HBr H2SO4 H3PO4 HOCHCO2H CH3
碱性小结
R4NOH > H2NCNHNH2 > R2NH > RNH2
≈KOH 强碱 碱性
> NH3 >ArNH2 > RCONH2 PhNO2 RCN > RCONHCOR
硝基化合物的性质——化学性质
当芳环上还连有可被还原的羰基时，用 氯化亚锡和盐酸选择性还原硝基成为氨基。
NO2
SnCl2,浓HCl
NH2
CHO
CHO
硝基化合物的性质——化学性质
钠或铵的硫化物、硫氢化物或多硫化物，在适当的 条件下，可以选择性的将多硝基化合物中的一个硝 基还原成氨基。
NO2 NaHS NO2 CH3OH，
NO2 NO2
芳香族:
NO2
NO2 CH3
NO2
硝基化合物的性质——物理性质
a. 脂肪族硝基烷多为无色有香味的油状液体。 b. 芳香族硝基烷多为淡黄色固体，有苦杏仁
味、味苦。
c. 难溶于水
硝基化合物的性质——化学性质 (1). 还原反应
Zn Fe Sn
在酸性介质中用金属还原硝基化合物， 直接生成相应的胺
第十三章 有机含氮化合物
种类繁多，本章只介绍：
-NO2 硝基 -NH2氨基
-N=N- 偶氮基
-N2+ 重氮基
重点在氨基和重氮盐
第一节 硝基化合物
脂肪烃或芳烃分子中一个或多个氢原子被硝 基取代的化合物，称为硝基化合物。可分为： 芳香族硝基化合物 和 脂肪族硝基化合物。 脂肪族:
NO2 CH3CH2NO2 (CH3)2C=CHNO2
CH3NO2
-
H
-
+
+
+
-
CH2NO2
CH2 N
+
CH2
N O
+
O
O O
-
O O
-
CH2
N
-
硝基式
烯醇式
酸性与苯酚相近
硝基化合物的性质——化学性质
含α-H的硝基烷易与碱作用成盐。
RCH2NO2 NaOH，H2O O RCH=N O- Na+
R CHNO2 R
NaOH，H2O
R C=N R
O O-Na+