第十四章含氮有机化合物

合集下载

有机化学课件(李景宁主编)第14章_含氮有机化合物

+
NO2
100 o
NO2 OH
NO2 NO2 NO2
硝基对苯酚酸性的影响
苯酚是一弱酸，比碳酸还弱，但当苯环上引入硝基后，使酸性增强。
OH OH OH NO2 NO2 NO2 NO2 NO2 OH OH NO2 O2N OH NO2
pKa: 10
8.739
7.22
7.15
4.09
0.25
胺类广泛存在于生物界，具有极重要的生理作用。因此，绝大多数药物都含有胺的官能团——氨基。蛋白质、核酸、许多激素、抗生素和生物碱，都含有氨基，是胺的复杂衍生物，掌握胺的性质和合成方法是研究这些复杂天然产物的基础。
R CH2 N O R CH N OH NaOH R CH N O O Na
O 假酸式（主）
O 酸式（较少）
结论：脂肪族含有α－氢原子的伯或仲硝基化合物能逐渐溶于NaOH溶液中而生成钠盐。
（3）与羰基化合物缩合
有α- H的硝基化合物在碱性条件下可以发生类似于羟醛缩合、克莱森缩合等反应以及Michael反应。
Fe(orSn)+HCl
NH2
Æ« ª©
Zn+NH4Cl+H2O
NHOH
N-ÆÆª© Æù Æ«
NO2
As2O3+NaOH
N=N+ ON=N
ÆÆÆÆª Æ
Fe(orSn)+HCl Æ« ª©
Zn+NaOH
NH2
ÆÆª Æ Zn+NaOH
NH-NH
ÆÆÆÆª Æ
选择性还原：多硝基苯用碱金属的硫化物、多硫化物、硫
NMR：
胺的核磁共振特征也类似于醇和醚，氮的电负性比碳大，但比氧小，因此在胺分子中接近氮原子的氢的化学位移，比在醇和醚中接近氧原子的化学位移小。

医用化学第十四章含氮有机化合物

四个烃基可以相同，也可以不同。季铵碱也是离子型化合物，为结晶性固体，
易溶于水，不易溶于非极性溶剂。季铵碱的命名和“碱”的命名相同。 [(CH3CH2)4N]+OH- 氢氧化四乙铵 [HO-CH2CH2-N(CH3)3]+OH氢氧化三甲基-2-羟基乙铵（胆碱）
化学工业出版社
第二节酰胺
一、酰胺的结构和命名
CH2 NH2
苯胺
甲胺
乙胺苯甲胺（苄胺）
化学工业出版社
2．氮原子上连有两个或三个烃基的胺，在“胺”字前加上烃基的名称和数目。
（1）如果所连烃基相同，用数字“二” 或“三”表示烃基的数目。
CH3
NH
CH3CH2 NH CH2CH3
H3C N CH3
二苯胺
二乙胺
三甲胺
化学工业出版社
（2）如果所连烃基不同，则把简单的烃基名称写在前面，复杂的烃基名称写在后面。如
N-甲基-N-乙基苯胺 N，N-二甲基苯胺 3-甲基-N，N-二甲基苯胺
化学工业出版社
课堂练习
命名下列化合物
C2H5 N C2H5 C2H5
NHCH3
N(CH3) 2
CH3 NH2
CH3 N CH2CH3
化学工业出版社
（四）胺的性质
1、物理性质：胺和氨一样是极性分子。伯胺、仲胺分子间都可形成分子间氢键，沸点比分子量相近的烷烃高，比相应的醇和羧酸低。低级胺能与水形成氢键而易溶于水，随着相对分子量的增加，溶解度降低。芳香胺是无色液体或固体，有特殊臭味，有毒，使用时应予注意。
化学工业出版社
2、胺的化学性质

胺与氨相似，氮原子上都具有孤对
电子，所以它们的化学性质有相似之处。

含氮有机化合物

第十四章含氮有机化合物[目的要求]：1、掌握硝基化合物、胺的命名和结构；2、了解硝基化合物、胺的物理性质及胺的光谱性质；3、掌握硝基化合物、胺的化学性质；4、掌握硝基化合物、胺的制备，了解苯炔的形成和结构；5、掌握芳香族重氮化反应及其重氮盐的性质，了解染料与有机化合物分子结构的关系；6、了解重排反应的类型，理解亲核重排反应。

[教学内容]：第一节硝基化合物第二节胺第三节重氮和偶氮化合物第四节分子重排§14－1 硝基化合物一、分类、结构和命名通式：R—NO2 或ArNO21．分类⑴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据硝基的数目可分为：一硝基化合物和多硝基化合物。

⑶据C原子不同可分为：可分为伯、仲、叔硝基化合物。

2．命名以硝基作为取代基，烃为母体。

3．结构：CH3 3.4D；RC NRCONH2酰胺C6H5NHNH2苯肼H2NNH2肼腈CH3CHCH3NO2NO2NO2H3C NO22-硝基丙烷间二硝基苯对硝基甲苯R N OR N R-R-或R NO-+R NO+二、制备1．烃类直接硝化 ⑴ 芳烃硝化⑵ 脂肪族硝基化合物 2．卤代烷硝基取代三、性质1⑴ 硝基是一个强极性基，硝基化合物的偶极矩较大。

⑵ 沸点比相应的卤代烃高。

⑶ 多硝基化合物具有爆炸性。

⑷ 液体硝基化合物是良好的有机溶剂。

⑸ 有毒。

⑹ 比重大于1。

2．化学性质⑴ 脂肪族硝基化合物a. 互变异构和酸性b. 缩合反应c.与HNO2的反应鉴别伯、仲、叔硝基化合物。

CH 3CH 3CH 2CH 2NO 23CH 2NO 23NO 2CH 3CHCH 3NO 2R —X2+R-ONO硝基化合物亚硝酸酯O- O—X尿素DMFN O-OR+X -H 2ON—X N O OR +X -在不同的溶剂中可得到不同的主产物RH 2C N O RH 2COH Ⅰ硝基式Ⅱ 酸性CH 3NO 2CH 3CH 2CH 3CHCH 3NO 2PKa ：10.2 8.5 7.8R-C-NO 2R'C HO H H+OH R C NO 2HC R'OH-H 2O C C O NRR'HCH 3NO 2H C HO C NO 2CH 2OH CH 2OH HOH 2C C NH 2CH 2OHCH 2OH2C [H]+OH -3三羟甲基甲胺三羟甲基硝基甲烷NO 2H 2SO 4HNO 3d. 还原 Ⅰ．催化氢化 H 2/NiⅡ．还原剂 LiAlH 4Zn 、Sn 、Fe ）金属 +HCl ⑵ 芳香族硝基化合物a. Ⅰ、影响卤素的活性Ⅱ、影响酚羟基的酸性Ⅲ、连有—NO 2的苯甲酸易脱羧Ⅳ、邻、对位有硝基的甲苯，甲基上的H 原子具有活性b. 还原 Ⅰ、强酸性介质中Ⅱ、中性、弱酸性介质中RC H 2NO H -NO 2NONaOH α-亚硝基衍生物(兰)2NO红(溶液)Na ++兰色的α-亚硝基衍生物R 2C H NO 222NOHONO(-) 无α-HR 3CNO 2无α-H 23H 2Ni 22O +Cl NO 2Cl NO 2ClNO 2NO 2OH NO 2NO 2O 2N Cl NO 2NO 2O 2N Na 2CO 3OH NO 2OH NO 2NO 2OH NO 22O 2N OHNO 2OH PKa(25℃） 10.00 8.28 7.16 4.00 0.38COOHNO 2NO 2O 2N CO 2△NO 2NO 2O 2N CH 3NO 2NO 2CHO +H 2C NO 2NO 2CH OH -H 2O CH NO 2NO 2HC NH 2+2H 2O[H]NO 2NO NHOH NH 2[H][H]还原性：Zn 〉Fe 〉葡萄糖NO 22Fe + NaOH N NZn + NaOH氢化偶氮苯NO 22H N N H偶氮苯NO 2NaOH葡萄糖O 氧化偶氮苯NO 2NHOH Zn 粉，NH 4ClH 2O ，65℃苯胲Ⅳ、选择性还原四、重要硝基化合物1．硝基苯2．苦味酸3．TNT§14－2 胺一、分类和命名1．分类胺可看作氨的烃基衍生物⑴ 按烃基可分为脂肪胺和芳香胺 ⑵ 据NH 3上H 原子被取代的数目可分为第一胺（伯）RNH 2 一个H 原子被取代第二胺（仲）R 2NH 二个H 原子被取代第三胺（叔）R 3N 三个H 原子被取代⑶ 据氨基的数目可分为一元胺、二元胺和多元胺 ⑷ 季铵类季铵盐和季铵碱2．命名注意：胺、氨、铵的意义⑴ 简单的胺可用它所含的烃基命名——以胺为母体CH 3NH 2甲胺； Me 2CHNH 2 异丙胺； Me 2NH 二甲胺 ⑵ 所连烃基不同的胺，把简单的写在前面 CH 3NH CH 2CH 3 甲乙胺或 N —甲基乙胺 ⑶ 多烃基胺、多元胺CH 3NHCH 3 二甲胺； (CH 3)3N 三甲胺； H 2N CH 2CH 2NH 2 乙二胺 ⑷ 复杂的胺可看作烃基衍生物来命名，以烃基为母体⑸ 季铵类季铵碱： Me 4N +OH — 氢氧化四甲铵季铵盐： [Me 3NEt]+Cl - 氯化三甲基乙基铵 Me 2N +H 2I - 碘化二甲铵二、胺的物理性质和光谱性质1．物理性质CH 3NO 2NO 2CH 3NO 2NH 2NH 2NO 2NO 2NH 2NH 2NONH 4SH邻位还原对位还原2OH NO 2NO 2O 2N HNO 3H SO CH 3CHCH 2CHCH 3CH 3CH 2CHCH 32-氨基-4-甲基戊烷2-二乙氨基丁烷CH 3NH 2N(CH 2CH 3)22① 沸点：比相应的醇、酸低，并伯胺〉仲胺〉叔胺伯仲叔胺的沸点差异，主要决定于它们分子间是否能形成氢键,和形成氢键能力的大小。

第十四章含氮有机化合物

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（质的影响。

x、OH ）性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・了解季鞍盐、季鞍碱的性质和应用，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。

简单讨含氮有机化合物种类很多，本章论硝基化合物，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-NO2 , 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（与卤代疑相次似）3 •硝基的结构一般表示为N： ; Q （由一个N=o和一个N TO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sp^杂化P- n共馳体系（N原子是以成键的，其结构表示如下：例如:R_CH2-N—OH NaOHR-CH =N[° | Na*R-CH ——N ___ ”- 01O- O- 假酸式(主) 酸式(较少)(3)与拨基化合物缩合有a ・H 的硝基化合物在碱性条件下能与某些拨基化合物起缩合反应。

o-OH HR-CH2 N°2+ RfH 一…RQ 1C -N °2空 R *_ C AAC -NO 2H R *(FT)HR ，_(FT)(R n )碳负离子再弓拨基化合其缩合过程是：硝基烷在碱的作用下脱去a・H 形成碳负离子,物发生缩合反应。

______________ NaOHR-CH-NO2 R —C —NO2 Na 十 1 1 NO NO 蓝色结晶溢干NaOH 呈红危溶沛NaOHR2-C-NO2不溶于NaOH 蓝色不变NO 蓝色结晶第三硝基烷与亚硝酸不起反应。

课件有机化学第14章含氮化合物

第十四章含氮化合物Nitrogen Compounds1CONTENT1 2 3 4 5 6硝基化合物胺的结构和物理性质胺的制备胺的化学性质季铵盐化合物重氮与偶氮化合物214.1 硝基化合物硝基化合物的结构(了解）O R N O R NO O3α-H 的反应CH3(CH2)7CHO + CH3NO2 NaOH CH3CH2OH OH CH3(CH2)7CHCH2NO2O CH3NO2 NaOH CH2NO2 RCHORCHCH2NO2 CH3CH2OH OH RCHCH2NO24硝基化合物的还原反应CH 3 NO 2 CH 3 H 2/ Ni 87 ~ 90% NH 2CH(CH 3)2 CH 3 NO 2CH(CH 3)2 CH 3 NH 2Fe / HCl EtOH,常用常用 Fe // HCl HCl Fe Zn // HCl HCl ZnNO 2 NO 2 SnCl2 浓 HCl CHO74% NH 3NH 2 NH 2 NaOH5CHOCHONa2S, NaSH, (NH4)2S, NH4SHNO2 NaSH EtOH, NO2 79 ~ 85% NH2 NO2 H2S, NH4OH EtOH, NO2 52 ~ 58% NO26NH2NO2 NH2 NH2ExampleCl 10% NaOH 135~160℃ NO2 Cl NO2 NO2 Na2CO3, H2O 100℃ NO2 Cl O2N NO2 H2O H+ O2N NO2 OH NO2 OH H+OH H+NO2NO2NO2714.2 胺的结构和物理性质SP3 N R1 R2 R3N H HROH R2O RNH2 R2NH R3N 胺8H2O NH3胺的命名和物理性质（自学）CH3 CH3 C OH CH3叔醇CH3 CH3 N CH3叔胺CH3 CH3 C NH2 CH3伯胺CH3NH2(CH3)2NH(CH3)3N伯胺(一级胺) 仲胺(二级胺) 叔胺(三级胺)914.3 胺的制备1. Gabriel 合成法O NH O O N R O H+ or OH H2O RNH2 + KOH EtOH NK O CO2H CO2H10O R X注意事项•重氮盐是无色晶体，在干燥条件下不稳定，爆炸性强•重氮盐一般不溶于有机溶剂，可溶于水，其水溶液呈中性，在水溶液中发生离子化，溶液具有导电性•重氮化反应要在酸性条件下进行，酸的用量一般为1:1.530作业•P315: 14.2•P318: 14.6•P323: 14.8•P324: 14.9习题•P342: 6(3)(6), 7 (3)(4)(5) , 13(3).38。

第十四章有机含氮化合物

Sn + HCl
NH2
-
-CHO O NHC-CH3
-
H2 / Ni
NO2 NO2 -NO2 或(NH4)2S
NH4SH
NH2 NH2 -NO2
-
-
四、胺的物理性质和光谱性质
1. 物理性质
① 状态甲胺、二甲胺、三甲胺、乙胺常温下为气态。丙胺以上为液态。 ② 气味低级胺有氨味或鱼腥味如：甲胺、二甲胺—— 氨味三甲胺、乙胺—— 鱼腥味
NH 2
按氨基数目不同分
RNH2
一元胺
H2NRNH2
二元胺
2. 命名 NH3 -NH2 —— 氨 —— 氨基
R-NH2 、R2CHNH2 、 R3CNH2 ——胺 R-NH- 、R2N- ——胺基含有四个R 或H 的胺正离子为铵
R4N Cl
+
-
简单胺由简单烃基组成的胺，按其所有含烃基的名称命名为某胺
三、胺的制法
1. 氨或胺的烃基化
① 脂肪胺 NH3 + R-X R-NH3 + X OH R-NH2 + H2O + R-NH2-R + X OH R2-NH +H2O
+
-
R-NH2 + R-X 醇也可用作烷基化剂：
CH3 OH + H NH2
Al2O3
CH3NH2 + H2O
CH3OH Al2O3,
生理或药理作用。例如：
N CHOHCHCH3 NHCH3 H OOCCH CH2OH CH3
阿托品
麻黄碱
一、胺的分类与命名
1. 分类
按氨所连烃基数目分
R-NH2 R-N-H R

有机化学含氮化合物

（1）根据国际公约的规定
麻醉药品精神药品天然毒品
毒品分类
（2）根据毒品来源和生产方法
合成毒品麻醉剂抑制剂兴奋剂镇静剂致幻剂
（3）根据毒品对人体的作用
软性毒品
（4）根据毒品对人的危害程度
硬性毒品俗称4
影响最大、数量最大三大毒品
海洛因号大麻可卡因
10
胺、生物碱、毒品
HO
O
R N R H 3 amine hydrogen bond acceptor only
0
H O
23
§14.3 胺的化学性质
一碱性与成盐反应
NH3 + H2O RNH2 + H2O NH4+ + OHRNH3+ + OH-
脂肪胺在水溶液中的碱性影响因素水的溶剂化效应

电性效应
空间效应
24
(CH3)2NH > CH3NH2 > (CH3)3N > NH3 > PhNH2
26
胺是弱碱
CH3NH2 HCl OH
-
CH3NH2· HCl 或写作 [CH3NH3]+Cl-
甲胺盐酸盐
HCl OH
-
氯化甲铵
NH2
NH2· HCl 或写作
NH3 Cl-
苯胺盐酸盐
氯化苯铵
胺盐与强碱作用又游离出原来的胺
可用这一性质分离或提纯胺类物质
27
二烃基化反应（卤代烷SN2反应）
R X + NH3 （过量） R NH2 + NH4X R H R N R + R R N R + R X R N R R X

含氮有机物

含氮有机物第十四章含氮有机化合物一基本内容1．定义和分类分子中含有氮元素的有机化合物统称为含氮化合物，可看作烃类分子中的一或几个氢原子被各种含氮原子的官能团取代的生成物。

含氮化合物的类型很多，主要有如下类型的化合物：（1）硝基化合物：烃分子中的氢原子被-NO2取代而成的化合物，其通式为R-NO2或Ar-NO2，如硝基甲烷、硝基苯等，其中芳香族硝基化合物较为重要。

（2）胺：氨分子中的部分或全部氢原子被烃基取代而成的化合物称为胺，根据分子中氮原子上所连烃基的数目，可分为伯、仲和叔胺；根据分子中氨基的数目，可分为一元胺、二元胺和多元胺。

根据烃基的种类，可分为脂肪胺和芳香胺等。

伯、仲和叔胺的通式可表示如下：RNH2R1R2NHR1R2R3N伯胺仲胺叔胺（3）烯胺：氨基直接与双键碳原子相连（也称α,β-不饱和胺）。

烯胺分子中氮原子上有氢分子时，容易转变为亚胺；若烯胺分子中氮原子上的两个氢都被烃基取代，则是稳定的化合物，在合成上很有用途。

（4）重氮化合物和重氮盐：重氮化合物是分子中含有重氮基（=N≡N）的化合物。

脂肪族重氮化合物的通式为R2C=N2，如重氮甲烷CH2=N≡N；芳香族重氮化合物符合Ar-N=N-某，如苯基重氮酸C6H5-N=N-OH。

重氮盐是重氮化合物的一类，以芳香族重氮盐较为重要，可用通式Ar-N+≡N某-表示，如氯化重氮苯C6H5-N2+Cl-等。

（5）偶氮化合物：分子中含有偶氮基-N=N-，并与两个烃基相连的化合物，通式为R-N=N-R1，如偶氮苯C6H5-N=N-C6H5。

（6）叠氮化合物：叠氮化合物的通式为RN3，纯粹的叠氮化合物，特别是烷基叠氮化合物容易爆炸，但却是有用的合成中间体。

（7）肟、腙、缩氨脲和脎：醛或酮与羟胺作用生成的具有>C=N-OH 结构的化合物称为肟，如乙醛肟CH3CH=N-OH；醛或酮与肼（或取代肼）作用生成的具有>C=N-NH2结构的化合物称为腙,如丙酮苯腙(CH3)2C=N-NHC6H5；缩氨脲为醛或酮与氨基脲作用生成的具有>C=N-NHCONH2结构的化合物，如甲醛缩氨脲HCH=N-NHCONH2等。

14 有机含氮化合物

3º醇（叔醇）
(CH3)3C NH2
1º胺（伯胺）
(2)根据N上所取代烃基分为脂肪胺和芳香胺
CH3CH2NH2 乙胺
NH2 苯胺
(3)根据含氨基数目:一元胺、二元胺和多元胺
CH3CH2CH2NH2
丙胺
H2NCH2CH2NH2
乙二胺
2 .命名
(1). 简单胺的命名
以胺为母体, 烃基作为取代基，称为“某(基)胺”; 若 N 上所连烃基相同 , 在前面用二或三表明基的数目; 若 N 上所连烃基不同，则按基团顺序由小到大写出名称
3. 酰化和磺酰化反应
NH2 + (CH3CO)2O
伯胺 O
C2H5NHCH3 +
CCl
仲胺
O NHCCH3
O CH3
CN + HCl C2H5
叔胺 N 上没有 H 原子，故不发生酰基化反应
酰化反应常用于： * 胺的结构鉴定（酰胺一般为晶体且有固定的熔点） * 用于保护氨基
X NH2 HNO3/H2SO4 O2N
(2). 芳香胺的碱性比氨小
NH3 >
pKa: 9.24
NH2
4.6
脂肪胺＞ NH3 ＞芳香胺
PhNH2 PhNHCH3 PhN(CH3)2
pKa
4.60
4.85
5.06
PhNH2
Ph2NH
Ph3N
pKa
4.60
1.0
中性
(3).取代芳胺的碱性
a) 在氨基的邻位取代时,给电子基团或吸电子基团均使碱性减弱 b)在氨基的间位或对位取代时,给电子基使碱性增强;
吸电子基使碱性减弱.取代基在对位的影响较间位的影响明显
NH2

有机含氮化合物第14章

NH2
(HOCH2CH2)3N
¡¡¡© «
复杂的胺则以烃作为母体，氨基作为取代基。
CH3 NH2 CH3-CH-CH2-CH-CH2-CH3
2-¡¡-4-©¡¡¡ ¬ù ªù é
CH3 CH3 CH3-CH-CH2-CH-N-CH2-CH3 CH2-CH3
2-¡¡-4-(¡¡©¡)¡¡ ¬ù ¡ ªù ì é
NaNO2 + HCl
HO-N=O + NaCl
亚硝酸
脂肪伯胺与HNO2反应生成极不稳定的脂肪重氮盐。
R－NH2 NaNO2 HCl
R N N Cl
脂肪重氮盐
+
-
N2 ↑ ＋ R+ ＋ Cl醇、烯、卤烃等混合物
该重氮盐即使在低温下也会立即分解放出氮气，并有醇、烯及卤代烃等混合物的形成。
HO-N=O + H +
一芳香族硝基化合物的化学性质
(1) 芳环的亲核取代反应
芳环上连有硝基时，不易进行亲电取代反应，但可发生亲核取代反应。
OCH3 NO2 NO2
Cl NO2 NO2
(1) Na2CO3 , H2O, 100 C (2) H2O, H+
o
NHPh + PhNH2
180o C ~80%
NO2 NO2
R' 快速翻转 N R R' R" R N "R R' R" N R
对映关系，无旋光性
由于转化所需的活化能较低(约 25kJ/mol)，简单的手性胺不能分离得到其中某一个对映体：
R1 手性中心
N N 无法翻转，有旋光性 R4
N R2 R3 无法翻转，有旋光性

第十四章含氮有机化合物

种类型。
硝基乙烷
2-硝基丁烷
2-甲基-2-硝基丁烷
（伯硝基化合物，1°）（仲硝基化合物，2°）（叔硝基化合物，3°）
2、命名：以烃基为母体，硝基为取代基
14-3
一、硝基化合物的分类、命名和结构
３、结构
用物理方法测得有关硝基化合物的结构证明：
（1）硝基有对称结构；（2）两个N-O键相等（0.121nm）；
Cl NO2 Na2CO3
OH NO2
Cl
OH
O2N
NO2 Na2CO3 O2N
NO2
130 oC
35 oC
NO2
NO2
随着邻对位-NO2数目的增加，反应所需的条件逐渐降低，即卤
素越来越容易取代。
Cl
OH
-NO2处于间位，则不能产生类
NO2 NaOH
NO2
似的活化效应。
Cl
Cl
14-13
（二）硝基对芳环影响
14-17
三、硝基化合物的化学性质
（三）硝基的还原反应
Fe(orSn)+HCl
Zn+NH4Cl+H2O
NO2
As2O3+NaOH
Zn+NaOH
NH2
苯胺
NHOH
N-羟基苯胺
N=N+ O- 氧化偶氮苯 Fe(orSn)+HCl
N=N
偶氮苯 Zn+NaOH
NH-NH
氢化偶氮苯
NH2
苯胺
14-18
第二节胺类
“二、三”等数字表示氨基的数目。
CH3CHCH2CH2CH2NH2 1，4-戊二胺 NH2
芳香胺的命名以苯胺为母体，将取代基的位次及名称写在母体名称前。

14-含氮有机物

硝基化合物
2）与羰基化合物缩合-----Henry 反应
有-氢的硝基化合物
化学与生命科学学院
Organic Chemistry
硝基化合物
3）与亚硝酸反应-----鉴别
1° RCH2NO2 HONO 2° R2CHNO2 3° R3CNO2
（）
化学与生命科学学院
Organic Chemistry
Organic Chemistry
胺的结构
· · · · · ·
· ·
N H H 113.9°
苯胺：H—N—H平面与苯环平面夹角38°，但仍可p-π 共轭
氮上有一对孤对电子，具有亲核性和碱性
化学与生命科学学院
Organic Chemistry
胺的结构
手性氮：当氮上连接三个不同基团时
· ·
H3C N H C2H5 C2H5 H
芳香族硝基化合物----3）亲核取代反应
O N
+
O N+ O
O N+ O
O
吸电子诱导使苯环电子云密度降低吸电子共轭使硝基的邻对位电子云密度降低
化学与生命科学学院
Organic Chemistry
硝基化合物
Cl
对卤素
活性影响
Cl
1) NaOH, 300oC, high pressure 2) H3O
胺的命名
1）普通命名法简单的胺，以胺为母体，所含烃基的名称和数目在前面（按顺序规则书写）
H H N CH3
甲胺
苯胺
H H N
CH3 CH2 H N CH3
甲乙胺
CH3 CH2 N CH3
CH3 H N CH3
二甲胺

有机化学课件第十四章

CH2CH2OH CH3 N+ CH3 OHCH3
对氨基苯甲酸乙酯
氢氧化(2-羟乙基三甲铵(俗名胆碱俗名胆碱) 氢氧化羟乙基) 三甲铵俗名胆碱羟乙基
§14—2 14—
1. 脂肪胺脂肪胺: （1））
胺的结构
sp3 N H3C
112.9 H
o
N为SP3杂化，杂化，为
105.9
o
不等性）杂化。是(SP3不等性）杂化。
4. 季铵化合物：将负离子和取代基的名称放在“铵”字前季铵化合物：将负离子和取代基的名称放在“ R4N+ X- 卤代四某铵；(CH3)4NCl 卤代四某铵；
[(CH3)2CH]4N+I-
氯代四甲铵碘化四异丙铵
R4N+ OH- 氢氧化四某铵；(CH3)4NOH 氢氧化四甲铵氢氧化四某铵；
H2NCH2CH2NH2
NH2 CH3CHCH2CHCH2NH2 CH3
CH3
H2NCH2CHCH2NH2
CH3 CH3
2-甲基，4-戊二胺；甲基-1，戊二胺戊二胺；甲基
CH3 CH3 N—CH2—N CH3 CH3
1，2-丙二胺；，丙二胺丙二胺；
1, 2, 3-苯三胺；苯三胺；苯三胺
N,N,N’,N’-四甲基甲二胺；四甲基甲二胺；四甲基甲二胺
季铵化合物：季铵化合物：氮原子上连有四个不同基团的季铵化合物具有旋光性，有旋光性，
CH3 N H5C2
+
CH3 ph CH2=CHCH2 N+ C2H5
ph CH2CH=CH2
§14—3 14—
胺的物理性质
1.状态甲胺、二甲胺、三甲胺、乙胺为气体。状态: 甲胺、二甲胺、三甲胺、乙胺为气体。状态其它低级胺为液体。其它低级胺为液体。高级（＞）胺为固体。高级（C＞12）胺为固体。 2. 气味：低级胺臭味。三甲胺为臭鱼味；丁二胺（腐胺）、戊胺气味：低级胺臭味。三甲胺为臭鱼味；丁二胺（腐胺）、）、戊胺尸胺）是蛋白质腐败的气味。（尸胺）是蛋白质腐败的气味。 3. 沸点：沸点：醇＞ 10 胺＞ 20胺＞ 30 胺＞醚＞烷

第十四章含氮有机化合物

第一胺
第二胺第三胺
季胺盐
特点：a. 产物是混合物给分离提纯带来了困难。 b. 卤代烃一般用伯卤代烃。 c. 控制条件：使用过量的氨，则主要制得伯胺；
使用过量的卤代烃，则主要得叔胺和季铵盐。
4. 酰基化
O H3C C X +
RNH2
R2 NH R3 N
RNHCOCH3
R2NCOCH3
（-） H+
+
第十四章含氮有机化合物
硝基化合物
分子中含有—NO2官能团的化合物统称为硝基化合物。硝基化合物可看成是烃分子中的一个或几个氢原子被硝基取代的结果。
一、分类
按烃基不同
脂肪族硝基化合物，如： CH3NO2
芳香族硝基化合物，如：
NO2
按硝基数目
一硝基化合物多硝基化合物，如： O2N
CH3 NO2
一个杂化轨道中含有孤对电子。
N
H
H
H
氨的结构
氨：键长/nm N-H 0.1008
键角 ∠HNH 107.3°
N H
H3C H
甲胺的结构
甲胺：键长/nm
N-H 0.1011 N-C 0.1474
键角
∠HNH 105.9° ∠HNC 112.9°
N CH3 H3C CH3
三甲胺的结构
三甲胺：键长/nm N-C 0.147
键角 ∠CNC 108°
① 形状为锥形
② 具有孤对电子是亲核试剂 ③ 若N原子上连有三个不同基团，是手性分子，理论上应存在对映体。
R1
N
N
CH3 H3C
C2H5 H
H C2H5
R2 R3
④芳胺
N

有机化学第十四章有机含氮化合物

季铵盐的用途：
1. 作表面活性剂
2. 作相转移催化剂
上页
下页
亲油基(烃基)和亲水基(正离子部分)。
返回
37
3. 某些低碳链的季铵盐具有生理活性。 • 季铵碱制备及Hofmann消除
季铵碱受热分解，无－H的季铵碱加热时发生SN2反应，有－H的季铵碱发生 Hofmann消除反应（E2）。
Hofmann规则：在碱作用下，较少烷基取代的碳原子上的氢优先被消除，生成双键碳上烷基取代较少的烯烃。
胺钠盐。b 、c的产物经过水解得到原来的胺。
上页
下页
返回
27
4. 与亚硝酸反应
注意：该反应用于氨基的定量测定。
重氮化反应：芳香伯胺与亚硝酸在低温下反应，生成重氮盐，称为重氮化反应。
注意：干燥的重氮盐稳定性很差，只有在低温（0-5℃）较稳定。
上页
下页
返回
28
注意：N-亚硝基仲胺为中性黄色液体或固体，可用以鉴别仲胺。
35
6. 酰亚胺的烷基化（Gabriel 盖布瑞尔合成法）
7. 曼尼希(mannich)反应曼尼希(mannich)反应：含活泼氢的化合物与甲醛（或其它
醛）及胺类化合物的缩合反应。
上页
下页
返回
36
（五）季铵盐与季铵碱
三级胺与卤代烷加热形成四级铵盐即季铵盐。
季铵盐与氢氧化钠(钾)作用形成平衡体系：
注意：芳香叔胺与亚硝酸钠的作用为芳环上的亲电取代反应生成对位
产物，如对位被占据，则反应在邻位发生。
上页
下页
返回
29
5. 烯胺的烷基化和酰基化反应伯胺的性质：
30
仲胺的性质：与羰基化合物发生亲核加成－消去反应．

14含氮有机物

在不同还原剂的作用下，硝基苯可被
① 硝基苯的还原还原成不同产物。
一般还原：
NO2
-
还原剂:Zn、Fe、
NH2
Sn + HCl
Fe + HCl
Ar-NO2
中性还原 Zn+NH4Cl
碱性还原
Ar-NHOH 苯胲(N-羟基苯胺) Fe+HCl
Zn+NaOH Ar-NHNH-Ar 氢化偶氮苯 Fe+NaOH Ar-N＝N-Ar 偶氮苯
R
R
+
N
R OH－
R
脂肪胺 R-NH2
季铵碱
按烃基不同分
芳香胺
NH 2
注意：伯、仲、叔的意义和醇、卤代烃有所不同。
CH3 CH3 C CH3 叔醇
2. 命名 OH
CH3 CH3 C CH3 伯胺
NH2
简单胺：
１).由简单烃基组成的胺，可按衍生物命名法命名，先写出氮原子上烃基名称，再以胺(amine)作词尾，按其所有含烃基名称命名为某胺。
R-NO2 Zn + HCl R-NH2
Fe , Sn , Zn + HCl
② 酸性：可溶于碱，与氢氧化钠（钾）生成盐。
+O RCH2-N O-
硝基式
H++ RC- H
+
-N
O O-
（假酸式）
+ OH
RCH=N
酸式
O-
NaOH
+ ORCH=N O-
[ ]O RCH=N O Na+
含a-H的硝基化合物能产生与酮式-烯醇式相似的互变异构现象。
第十四章：含氮有机化合物

(word完整版)第十四章含氮有机化合物

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.硝基乙烷对硝基甲苯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。

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〉Fi 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:三、硝基化合物的性质1.物理性质和光谱性质IR：硝基化合物 N=O 硝基（）有两个强吸收.脂肪族硝基化合物的这两个强峰分别位于~1560 cm-1和～1350cm-1, 其中反对称伸展振动峰比对称伸展振动峰强。

第十四章含氮有机化合物000001

NH2 NH3
NH2 + NH2
§14-3 重氮和偶氮化合物
一、芳香族重氮盐的制备——重氮化反应
ArNH2 + NaNO2 + HCl 0~5 ℃ ArN2 Cl + NaCl + H2O (H2SO4)
NH2 NaNO2 + HCl 0~5 ℃
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）。
生副反应。
NH2 NaNO2 + H2SO4
0_5 ℃
N2SO4H H2O H
OH + N2 + H2SO4
（2）被卤素、氰基取代
N2Cl + KI
K + N2 + KCl
此反应是将碘原子引进苯环的好方法，但此法不能用来引进氯原子或溴原子。氯、溴、氰基的引入用桑德迈尔（Sandmeyer）法。
N2Cl CuCl + HCl N2Br CuBr + HBr N2Cl CuCN + KCN
二、胺的物理性质和光谱性质
①胺的b.p比没有极性的MW相近的化合物b.p要高 ②分子中形成氢键的氢原子数目愈多，b.p愈高 ③胺的b.p比分子量相近的醇的b.p为低 10、20、30胺均可溶于水中（与水形成氢键），溶解度随分子量升高而降低。
三、胺的结构
N
H
H
H
0.147nm
N
H3C
108
CH3 °CH3
（1）与胺偶联
NN

第14章含氮有机化合物

2016-4-15《有机化学》第十四章含氮化合物 (Compounds containing N) 史达清教授苏州大学材料与化学化工学部含氮化合物很多，如氰，肼，酰胺等。

本章只讨论硝化物，胺，重氮和偶氮化合物。

第一节硝化物一、命名和结构分子中含－ NO2 的化合物，通式 R － NO2 ；命名类似卤代烃，即硝基只作取代基。

2,4,6-三硝基苯酚 (苦味酸)2,4,6-三硝基甲苯 (T. N. T.)硝基甲烷（CH3NO2）是最简单的硝基化合物，氮以sp2杂化轨道参与成键，两个 N－O 键长都是 1.21 Å ，这说明硝基化合物的结构用共振式表示更为科学：二、制备 1.亚硝酸盐的烃化(适合脂肪族硝基化合物): 用无机的亚硝酸锂、钠、钾盐,卤代烷可用 RBr 或 RI, 进行 SN2 反应。

-O N: + R XO N CH2R + XO 硝化物:C-N相连 O + R O 氧亲核 X N: O 亚硝酸酯:C-O-N相连 CH2R + X同分异构体O－ R N O R NOON:氮亲核 O-O－为防止亚硝基化,用极性溶剂 (DMSO)是必要的。

（非极性溶剂对 SN2 反应有利！）2.芳烃的硝化: 混酸作用于芳烃NO2 + H2 O+ HO-NO2浓 H2SO4 50-600C12016-4-15三:性质1.物理性质:2.化学性质：（1）还原：脂肪族还原生成伯胺R-NO2 + H2 Ni RNH2 或Fe/Zn/Sn+HCl 体系高极性, 分子间作用力大, 沸点高于卤代烃。

芳香族硝化物多为无色或淡黄色高沸点液体或低熔点固体, 常可以随水蒸汽蒸馏出来。

多硝基化物具有爆炸性。

稳定性如：液体硝化物可作良好的溶剂(例如: 硝基苯)。

(有毒，透过皮肤可以为机体吸收)芳香族硝基用不同的还原体系将生成各种不同的还原产物。

在酸性条件(Zn/HCl, Fe/HCl)下还原生成苯胺：PhNO2 + Fe HCl PhNH2选择性还原：多硝基化合物在选择性还原试剂(硫化铵、多硫化铵、硫氢化铵或硫化钠等)作用下可以选择性地还原其中的一个硝基。

第十四章 含氮有机化合物

有机化学课件(李景宁主编)第14章_含氮有机化合物

医用化学 第十四章 含氮有机化合物

含氮有机化合物

第十四章含氮有机化合物

课件有机化学第14章 含氮化合物

第十四章 有机含氮化合物

有机化学 含氮化合物

含氮有机物

14 有机含氮化合物

有机含氮化合物第14章

第十四章 含氮有机化合物

14-含氮有机物

有机化学课件第十四章

第十四章含氮有机化合物

有机化学第十四章 有机含氮化合物

14含氮有机物

(word完整版)第十四章含氮有机化合物

第十四章含氮有机化合物000001

第14章含氮有机化合物

第十四章含氮有机化合物

医用化学第十四章含氮有机化合物

课件有机化学第14章含氮化合物

第十四章有机含氮化合物

有机化学含氮化合物

第十四章含氮有机化合物

有机化学第十四章有机含氮化合物