含氮化合物有机化学
有机化学含氮有机化合物
NH+4 + OHRN+H3 + OH-
Kb
=
[ RNH3 ] [ OH ] [RNH2 ]
Kb 碱 b
pKb + pKa = 14
（1）脂肪胺的碱性
气相： (CH3)3N ＞ (CH3)2NH ＞ CH3NH2 ＞ NH3
3°
2°
1°
CH3的+I效应使N上电子云密度增加，与 H+的结合力增加，碱性增强。
NO2 Cl NaHCO3 NO2 35℃
O2N
OH NO2 NO2 OH NO2
⑵ 硝基影响酚的酸性
OH
OH
OH
O2N
NO2
Pka 9.89
NO2 7.15
NO2 0.38
第二节 胺
一、胺的分类和命名
1.分类
根据与N相连的烃基数目
RNH2
1°伯胺 RCH2OH 1°伯醇
R2NH
2°仲胺 RCHR 2°仲醇
当氮上连接三个不同基团时，为手性氮：
··
N H3C
H
C2H5
··
H5C2
N CH3
H
H5C2
CH3 H
N
··
两个对映体间的能垒差很低，室温下迅速 转化，目前尚未能分离。
当氮连接四个不同基团时，两对映体不能 转换：
CH3
N+
C6H5CH2 CH2=CHCH2
C6H5
CH3
C6H5
+N
CH2C6H5
HCHO
HCHO
CH2OH
HOCH2 CHNO2
HOCH2 C CH2OH
CH2OH
CH2OH
有机化学第17章 有机含氮化合物
PhCHO + CH3NO2
NaOH
PhCHCH2NO2
-H2O
PhCH=CHNO2
3、还原
在酸性介质中用金属（如铁、锡）还原脂肪族硝基化合物或催化氢化， 直接生成相应的胺。
脂肪族伯胺或仲胺作为亲核试剂，可以与酰卤、酸酐及酯等 収生酰基化反应，生成N-叐代酰胺或N，N-二叐代酰胺。
O CH3C-Cl + NH2R R2NH + (CH3CO)2O O CH3C-NHR + HCl CH3CONR2 + CH3COOH
芳胺只能被酰卤、酸酐所酰化，不能和酯类反应。
NH2 + CH3COCl NHCOCH3 CH3 COCH3
Pt-H2 C2H5OH
NO2
SnCl2 HCl
NH2
CHO NO2 Zn , NaOH
CHO
NH NH NHOH
碱性 弱酸性
Na , EtOH 或 Fe , HCl
NH2
NO2 Zn , NH Cl 4 H2O
9
金属钠或铵的硫化物、硫氢化物或多硫化物，如硫化钠、硫 化铵、硫氢化钠、硫氢化铵等，以及氯化亚锡和盐酸，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。
CH3CH2CH2NO2 CH3CH2CH3 HNO3 400oC CH3CHCH3 NO2 CH3CH2NO2 CH3NO2
2、芳烃的硝化 芳香族硝基化合物在工业应用中的重要性远远超过脂肪族硝 基化合物。 芳香族硝基化合物一般是由芳烃及其衍生物直接硝化制得。 常用的硝化剂是浓硝酸和浓硫酸的混合液（混酸）。
有机化学 含氮有机化合物
第十三章含氮有机化合物名称结构式名称结构式氨NH3胺RNH2，ArNH2R2NH (Ar)2NHR3N (Ar)3N氢氧化铵NH4OH季铵碱R4N+OH-铵盐NH4Cl季铵盐R4N+Cl-硝酸HO-NO2硝基化合物R-NO2 Ar-NO2亚硝酸HO-NO亚硝基化合物R-NO Ar-NO13.1硝基化合物由硝酸和亚硝酸可以导出四类含氮的有机物，即硝酸酯、亚硝酸酯、硝基化合物和亚硝基化合物H O NO2 R O NO2R NO2硝酸硝酸酯（补充）硝基化合物H O N O R O N O R N O亚硝酸亚硝酸酯亚硝基化合物一、 硝基化合物的命名和结构硝酸酯和亚硝酸酯的命名与有机酸酯的命名相同，如CH 3ONO 2CH 2CH 2ONO硝酸甲酯 亚硝酸乙酯（补充）2 硝基和亚硝基化合物中将硝基和亚硝基看作为取代基CH 3NO 2NO 2CH 3NO硝基甲烷 邻硝基甲苯 对亚硝基甲苯CH 3硝酸酯和芳香多硝基化合物都有爆炸性，常被用做炸药，如CH2ONO2CHONO2CH2ONO2O2NCH3NO2NO2三硝基甘油酯2，4，6-三硝基甲苯（TNT）硝基化合物的结构，可表示为由一个N=O和一个N→O配位键组成。
OR NO电子衍射法证明，硝基中两个氮氧键长是完全相同的，CH3NO2 分子中的两个N—O键的键长均为0.122nm。
原因：硝基中氮原子以sp2杂化，三个原子形成共平面的σ键。
二、硝基化合物的性质1、物理性质颜色多为淡黄色沸点比相应的卤代烃高, 常温下为高沸点的液体或结晶固体溶解性不溶于水,易溶于有机溶剂,液体的硝基化合物是有机化合物的良好的溶剂但是因为硝基化合物有毒性,可透过皮肤被机体吸收,生产上很少采用它，例如硝基苯有剧毒；多硝基化合物有爆炸性, 如2,4,6-三硝基甲苯(TNT)为烈性炸药2、脂肪族硝基化合物的化学性质（1）脂肪族硝基化合物的酸性硝基为吸电子基团，脂肪族硝基化合物中的-氢原子很活泼，显弱酸性，可与碱作用生成盐从而溶于碱中O R CH2NOOH R CH NORCH NO NaOH [ RCHNO ] - +H O2 2 + 2 Na + 2（2）与羰基化合物的缩合反应：有α-氢的硝基化合物，在碱性条件下可与醛或酮发生缩合反应，类似于羟醛缩合。
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
有机化学 含氮有机化合物
第十三章含氮有机化合物
⑵芳环上的亲核取代反应
(i)芳环的特征反应是亲电取代反应
邻位或对位被硝基取代的芳香卤代物，由于强吸电子基硝基的影响，使苯环上的电子云密度降低，不利于亲电试剂的进攻，容易发生亲核取代反应。
Cl
NO 2
O 2N
NO 2
2NH 3
NH 2
O 2N
NO 2
NO 2
NH 4Cl
氮原子与脂肪烃基相连的是脂肪胺(R-NH 2)，与芳香环直接相连的为芳香胺(Ar-NH 2)
按照分子中所含氨基的数目，有一元、二元或多元胺
注意“氨”、“胺”、“铵”字的用法，在表示基时，如氨基、亚氨基，用“氨”；表示NH 3的烃基衍生物时，用“胺”；而季铵类化合物则用“铵”。
-NH 2（氨基）、-NH-（亚氨基）
(CH3CH2)2NH CH3CH2NH CH3
N CH3N
CH3
CH3
①气相：(CH 3)3N
(CH 3)2NH CH 3NH 2NH 3
＞＞＞(CH 3)3N (CH 3)2NH CH 3NH 2NH 3
＞＞＞②水溶液相：
3°2°
1°3°
2°1°原因：CH 3的+I 效应使N 上电子云密度增加，与H +
的结合力增加，碱性增强。
K b ×10
5
59.542.5 6.73 1.8
（教材错误）。
《有机化学》第十二章有机含氮化合物
(电子效应的影响)
:
:
:
:
:
2. 芳胺
NH3 ＞
NH2
N
H H
综上所述： 脂肪胺 ＞ NH3 ＞ 芳香胺＞酰胺
NH2 ＞
NH
＞
N
pkb 9.30
13.80
近乎中性
取代芳胺的碱性：
取代基对芳胺碱性的影响，与其对酚的酸性的影响刚好相反。
在芳胺分子中，当取代基处于氨基的对位或间位时， 给电子基团使碱性↑，而吸电子基团使碱性↓。且取代基 在对位时影响更显著。如：
RNH2 1°
R2NH 2°
R3N 3°
§12-1-2胺的制备方法 1. 氨或胺的烃基化 亲核试剂：NH3、RNH2(以1°胺为宜)。 烃基化试剂：卤代烃
RX + NH3
RNH3+X NH3 RNH2 + NH4+X
2. 腈和酰胺的还原
O
=
CH3
N C6H5
C
CH3
LiAlH4, 醚
CH3
N C6H5
的卤代烃还要高。 (2) 溶解性 硝基化合物的相对密度都大于1，不溶于水。硝基化
合物不仅溶于有机溶剂，而且还溶于浓硫酸。
(3) 多硝基化合物受热易分解而发生爆炸，如：TNT 炸药、2,4,6-三硝基苯酚(俗称：苦味酸)。
但有的多硝基化合物具有类似天然麝香的香气，而被 用作香水、香皂和化妆品的定香剂。如：
硝基中，氮原子和两个氧原子上的p轨道相互重叠， 形成包括O、N、O三个原子在内的共轭体系：
O RN
O
或
R N =O
O
：
由于键长的平均化，硝基中的两个氧原子是等同的
2、 物理性质 (1) b.p： 因－NO2是一个强极性基团，因此硝基化合物具有较
有机含氮化合物
有机含氮化合物概述有机含氮化合物是一类含有碳-氮化合键的有机化合物。
这类化合物具有丰富的结构类型和多样的性质，广泛存在于自然界中，也是合成有机化合物的重要起始物质之一。
本文将从有机含氮化合物的分类、合成方法、性质及应用等方面进行探讨。
有机含氮化合物的分类有机含氮化合物根据氮原子的氧化态以及与碳原子的连接方式可以分为以下几类：1. 胺类化合物胺类化合物是最常见的有机含氮化合物之一，其分子中至少含有一个或多个氨基（-NH2）基团。
根据氨基原子的碳原子个数不同，胺类化合物又可分为三类：一级胺、二级胺和三级胺。
一级胺：有一个氨基与两个碳原子相连，例如甲胺（CH3NH2）；二级胺：有两个氨基与一个碳原子相连，例如二甲胺（CH3NHCH3）；三级胺：有三个氨基与一个碳原子相连，例如三甲胺（CH3N(CH3)2）。
2. 腈类化合物腈类化合物是由碳与氮原子形成三键而构成的化合物，其通式为RC≡N。
腈类化合物具有较高的活性，可用于合成多种有机化合物。
3. 酰胺类化合物酰胺类化合物是由酰基羰基与氨基反应形成的衍生物，其通式为RCONR’2。
酰胺类化合物具有重要的生理活性和药理活性，广泛用于医药和农药等领域。
4. 腙类化合物腙类化合物是碳原子与氮原子通过氧化还原反应形成的化合物，其通式为R2C=NOH。
腙类化合物具有良好的亲电性，可用于合成多种含氮有机化合物。
有机含氮化合物的合成方法有机含氮化合物的合成方法多种多样，下面介绍几种常用的方法：1. 氨解反应氨解反应是通过氨与有机化合物反应生成胺类化合物的方法。
该反应常采用氨气或胺盐与卤代烃、醛、酮等有机化合物反应，生成相应的胺类产物。
2. 脱水胺化法脱水胺化法是通过三氧化二砷、氯化亚砜等试剂将羧酸和胺反应生成酰胺类化合物的方法。
该方法条件温和，适用于大多数羧酸和胺的反应。
3. 加成反应加成反应是将含有双键的有机化合物与胺类化合物反应，生成带有氮原子的化合物。
例如，马达尔反应是将亚硝基化合物与烯烃反应生成胺类化合物。
有机化学第十章含氮有机化合物
例2
注意：2个基团的变化
(2) 催化加氢----工业上由硝基化合物制取胺
• 该反应是在中性条件下进行,对于那些带有酸性和
碱性条件下易水解基团的化合物可用此法还原.
(3) 在不同介质中还原得到不同的还原产物
• 酸性条件下中间体的生成:
• 在中性条件下还原,很容易停留在 N-羟基苯胺
二、 重氮化反应
• 伯芳胺在低温及强酸（主要是盐酸或硫酸）水溶液 中,与亚硝酸作用生成重氮盐的反应,称为重氮化反应：
NH2 + HONO + HCl
N2Cl + 2H2O
(NaNO2+HCl) 氯化重氮苯（重氮苯盐酸盐）
• 若以硫酸代替盐酸，则得 重氮苯酸式硫酸盐（简称重 氮苯硫酸盐）：
N2 HSO4
• 重氮化合物的结构：[ArN+N]X- 或 ArN2+X-
• 重氮正离子主要的共振结构：
三、 重氮盐的性质及其在合成上的应用
重氮盐化学性质非常活泼，它的化学反应归纳两类 •（1）放出氮的反应——重氮基被取代的反应； •（2）保留氮的反应——还原反应和偶合反应。 1、 放出氮气的反应 •重氮盐中的重氮基可以被羟基、氢、卤素、氰基等原 子或基团取代，在反应中有氮气放出。
间位取代反应, 注意条件
例2——对位取代反应
氨基的 保护
8、 季铵盐和季铵碱 （1）季铵盐的生成——叔胺和卤烷作用生成季铵盐：
• 季铵盐在加热时分解，生成叔胺和卤烷：
• 具有长链的季铵盐可作为阳离子型表面活性剂。
（2）季铵碱的生成——季铵盐与强碱作用时，不能 使胺游离出来，而得到含有季铵碱的平衡混合物：
7、 芳环上的取代反应 • 氨基是很强的邻、对位定位基，容易发生亲电取代 反应： （1）卤化——速度快，溴化和氯化得2,4,6-三卤苯胺：
有机化学 含氮有机化合物
第十三章含氮有机化合物名称结构式名称结构式氨NH3胺RN H2，Ar N H2R2NH(Ar)2NHR3N(Ar)3N 氢氧化铵NH4OH季铵碱R4N+OH-铵盐NH4Cl季铵盐R4N+Cl-硝酸HO-N O2硝基化合物R-N O2Ar-N O2亚硝酸HO-N O亚硝基化合物R-N O Ar-N O13.1硝基化合物由硝酸和亚硝酸可以导出四类含氮的有机物，即硝酸酯、亚硝酸酯、硝基化合物和亚硝基化合物H O NO2R O NO R2NO2硝酸硝酸酯（补充）硝基化合物H O N O R O N O R N O亚硝酸亚硝酸酯亚硝基化合物一、 硝基化合物的命名和结构1 硝酸酯和亚硝酸酯的命名与有机酸酯的命名相同，如CH 3ONO 2CH2CH 2ONO硝酸甲酯 亚硝酸乙酯（补充）2 硝基和亚硝基化合物中将硝基和亚硝基看作为取代基NO2CH3CH3CH 3NO 2NO硝基甲烷邻硝基甲苯对亚硝基甲苯硝酸酯和芳香多硝基化合物都有爆炸性，常被用做炸药，如CH3CH2ONO2O2N N O2 CHONO2CH2ONO2N O2三硝基甘油酯2，4，6-三硝基甲苯（TNT）硝基化合物的结构，可表示为由一个N=O和一个N→O配位键组成。
OR NO电子衍射法证明，硝基中两个氮氧键长是完全相同的，CH3NO2分子中的两个N—O键的键长均为0.122nm。
原因：硝基中氮原子以sp2杂化，三个原子形成共平面的σ键。
二、硝基化合物的性质1、物理性质颜色多为淡黄色沸点比相应的卤代烃高,常温下为高沸点的液体或结晶固体溶解性不溶于水,易溶于有机溶剂,液体的硝基化合物是有机化合物的良好的溶剂但是因为硝基化合物有毒性,可透过皮肤被机体吸收,生产上很少采用它，例如硝基苯有剧毒；多硝基化合物有爆炸性,如2,4,6-三硝基甲苯(TNT)为烈性炸药2、脂肪族硝基化合物的化学性质（1）脂肪族硝基化合物的酸性硝基为吸电子基团，脂肪族硝基化合物中的-氢原子很活泼，显弱酸性，可与碱作用生成盐从而溶于碱中OOHR CH2NR CH NOO-+H O+[] RCH2NaNO2NaOH RCHNO+22（2）与羰基化合物的缩合反应：有α-氢的硝基化合物，在碱性条件下可与醛或酮发生缩合反应，类似于羟醛缩合。
有机化学第十二章含氮化合物
三、 胺的物理性质
①物态：低级的脂肪族甲胺(二甲胺、三甲胺）、乙胺在 常温下为气体，其他为液体，高级胺为固体；
❖低级的脂肪胺具有难闻的气味：
(CH3)3N H2N(CH2)4NH2
1,4-丁二胺(腐胺)
三甲胺
H2N(CH2)5NH2
1,5-戊二胺(尸胺)
❖芳胺为无色高沸点液体或低溶点固体，气味不如脂肪胺 大，但毒性较大，可透过皮肤吸入。
H2NCH2CH2NH2
H2N
NH2
乙二胺
有机化学第十二章含氮化合物
对苯二胺
3、芳香族仲胺或叔胺命名时，要标出N上的取代基。
CH3 N C2H5
N-甲基-N-乙基苯胺
CH3 N CH3
N,N-二甲基苯胺
4、对比较复杂的胺，是把氨基作为取代基来命名
CH3CHCH2CHCH3
CH3CH2CHCH2CHCH3
含氮的有机化合物可以看作是相应的无机氮化合物的衍生物。 有机含氮化合物的种类很多，范围也很广，它们的结构特征是 含有碳氮键(C—N、C=N、C≡N)有的还含有N—N、N=N、N≡N、 N—O、N=O 及N—H键等。
本章主要讨论胺，简介硝基化合物及有机磷化合物。
❖胺可以看作是氨分子中的氢被烃基取代的衍生物：
··
·
·
··
··
N
H
H
有机化学第十二章含氮化合物
:
:
:
:
:
NH3 ＞
NH2
N
H H
NH 2 ＞
NH
＞N
RNR R
pkb 9.30
13.80
近乎中性
综上所述： 脂肪胺 ＞ NH3 ＞ 芳香胺 取代芳胺的碱性取决于取代基的性质。
有机化学复习-含氮化合物
偶合反应通常涉及重氮盐与酚类的反应，生成偶氮化合物。偶合反应在染料、 颜料和荧光剂的合成中有广泛应用。偶合反应的机制通常涉及电子转移和自由 基反应。
氧化还原反应
总结词
氧化还原反应是有机化学中一种重要的反应类型，它涉及到电子的转移。
详细描述
在氧化还原反应中，电子从供体转移到受体，导致某些原子或分子的氧化态发生变化。含氮化合物可 以作为氧化剂或还原剂参与氧化还原反应。氧化还原反应在合成有机化合物和燃料电池技术中有广泛 应用。
在染料合成中的应用
染料合成中的含氮化合物
在染料合成中，含氮化合物也是常用的原料之一，它们可以作为染料的有效成分或中间体 。例如，许多偶氮染料和酞菁染料都含有氮原子。
含氮化合物的合成方法
合成含氮化合物的常用方法包括硝化反应、还原反应、胺化反应等。这些方法在染料合成 中广泛应用，可以用来制备各种类型的含氮化合物。
含氮化合物的颜色性质
许多含氮化合物具有颜色性质，可以作为染料用于染色。例如，偶氮染料和酞菁染料都具 有鲜艳的颜色，可以用于纺织品的染色。
在其他领域的应用
含氮化合物在化学工业中 的应用
在化学工业中，含氮化合物也是非常重要的 原料之一。它们可以用于制备各种化学品， 如硝酸、尿素、硝基苯等。
含氮化合物在食品工业中的 应用
05
含氮化合物的重要反应
烷基化反应
总结词
烷基化反应是有机化学中一种重要的反应类型，它涉及到将烷基基团转移到氮原 子上。
详细描述
在烷基化反应中，通常使用卤代烃作为烷基化试剂，将氮原子上的氢原子替换为 烷基基团。这种反应通常在酸性条件下进行，可以通过亲核取代机制进行。烷基 化反应在药物合成和其他有机化学过程中具有重要意义。
有机化学含氮化合物
* 含N化合物种类繁多，如胺、腈、硝基化合物、偶氮 化物、叠氮化物等。本章主要讨论胺及硝基化合物。
Ⅰ. 硝基化合物
12.1 结构与命名
1）结构 * 由HNO3和HNO2可导出四类含氮有机物：硝酸酯，
NH2 Br2 H2O
Br
NH2 Br
（立刻反应，得不到一溴代物）
Br 白
* 欲制一溴代苯胺，需先将苯胺转化为乙酰苯胺以降 低其致活作用，再进行溴代，最后水解除去酰基。 芳胺也可进行硝化，但硝化前同样要保护胺基。
NH2 1.HNO3, H2SO4
Br2
Br NH2 Br
2.Sn,HCl
Br
NaNO2,HCl Br N2Cl Br H3PO2 Br
6）与亚硝酸作用：亚硝酸不稳定，只能在反应过程 中由亚硝酸钠与盐酸或硫酸作用产生。不同的胺与亚 硝酸作用的产物不同。
① 伯胺：脂肪伯胺与亚硝酸反应放出N2并得到醇与 烯烃等的混合物，无制备意义。但放出的N2是定 量的，可用作氨基（—NH2）的定量测定。
(NaNO
+
2
HCl)
RNH2 + HNO2
N2 + 醇与烯烃的混合物
* 芳香伯胺在过量强酸溶液中与亚硝酸在低温反应得到 重氮盐，此反应叫重氮化。
NH+3Cl- + HNO2 0~5H+。C
N+2Cl- （重氮盐）
一般重氮盐在0℃左右的水溶液中可短时间保存， 温度升高则分解放出N2而得酚。
N2+Cl- H2O
OH +N2
* 芳香重氮盐很活泼，可发生许多反应：
有机化学第十章含氮化合物
第一节胺一、分类和命名1•定义：氨分子中的氢原子被氨基取代后所得到的化合物。
2•分类：根据氨分子中的一个、二个和三个氢原子被烃基取代分成伯胺（10胺）、仲胺（2°胺）和叔胺（3°胺）。
相当于氢氧化铵NH4OH和卤化铵NH4X的四个氢全被烃基取代所成的化合物叫做季铵碱和季铵盐。
根据氨基所连的烃基不同可分为脂肪胺（R-NH2）和芳香胺（Ar-NH2）。
根据氨基的数目又可分成一元胺和多元胺。
应当注意的是：NH3—R-NH2伯胺—R2NH仲胺—R3N叔胺NH4OH—R4NOH季铵碱NH4X—R4NX季铵盐伯、仲、叔胺与伯、仲、叔醇的分级依据不同。
胺的分级着眼于氮原子上烃基的数目；醇的分级立足于羟基所连的碳原子的级别。
例如叔丁醇是叔醇而叔丁胺属于伯胺。
CH3 CH3CH—C—OH CH—C—NfCH3 CF3叔丁醇（3 °醇）叔丁胺（1°胺）要掌握氨、胺和铵的用法。
氨是NH3氨分子从形式上去掉一个氢原子，剩余部分叫做氨基-NH2,（去掉二个氢原子叫亚氨基二NH）。
氨分子中氢原子被烃基取代生成有机化合物的胺。
季铵类的名称用铵，表示它与NH4的关系。
3•命名：对于简单的胺，命名时在胺”字之前加上烃基的名称即可。
仲胺和叔胺中，当烃基相同时，在烃基名称之前加词头二”或三”例如：CH3NH2 甲胺（CH3）2NH 二甲胺(CH^N 三甲胺C6H5NH2 苯胺(C6H5)2NH 二苯胺(C6H03N 三苯胺而仲胺或叔胺分子中烃基不同时，命名时选最复杂的烃基作为母体伯胺，小烃基作为取代基，并在前面冠以“N；突出它是连在氮原子上。
例如：CH3CH2CH2N(CH3)CH2CH3 N-甲基-N-乙基丙胺(或甲乙丙胺)C6H5CH(CH 3)NHCH 3 N-甲基-1-苯基乙胺C6H5N(CH3)2 N，N-二甲基苯胺季铵盐和季铵碱，如4个烃基相同时，其命名与卤化铵和氢氧化铵的命名相似，称为卤化四某铵和氢氧化四某铵；若烃基不同时，烃基名称由小到大依次排列。
有机化学第13章 含氮化合物
CH2CN H2
Ni
6.霍夫曼降解反应
CH2CH2NH2
NaOCl,OHRCONH2
或NaOBr,OH-
RNH2
CH3(CH2)4CONH2 Br2+NaOH
CH3(CH2)4NH2
三、胺的物理性质
低级和中级脂肪胺为无色气体或液体，高级脂肪胺为固体， 芳香胺为高沸点的液体或固体。低级胺具有氨的气味或鱼腥味， 高级胺没有气味，芳香胺有特殊气味，并有较大的毒性。
根据分子中烃基的结构，可把胺分为脂肪胺和芳香胺 。例如：
铵盐（NH4）+X-分子中的四个氢原子被四个烃基取代 后的化合物，成为季铵盐，如[N（CH3）4+]I-。
根据分子中氨基的数目，可把胺分为一元胺、二元 胺和多元胺等。例如：
2.胺的命名法 构造简单的胺一般用衍生命名法命名，此时把氨看
作母体，烃基看作取代基。命名时省去“基”字。
2.硝基化合物的命名 硝基化合物命名与卤代烃相同，即以烃为母体，硝基为
取代基。如：CH3NO2（硝基甲烷）、CH3CH2CH2NO2 （硝基丙烷）、硝基苯等。
CH3CHCH3
NO 2
2-硝基丙烷
O2N
OH NO 2
NO 2
HOOC
NO 2
对硝基苯甲酸
O2N
CH 3 NO 2
NO 2
O2N
NO 2
NO 2
第二节 胺
一、胺的分类和命名 1.胺的分类 氨分子中的一个或几个氢原子被烃基取代物称为胺。氨
中一个、两个或三个氢原子被烃基取代生成的化合物分别称 为伯胺、仲胺和叔胺。也被称为一级胺、二级胺和三级胺。
注意： 伯、仲、叔胺的含义和醇、卤代烃等的伯、仲、叔含义不同
张文勤有机化学第十三章含氮有机化合物
张文勤有机化学第十三章含氮有机化合物在有机化学的广阔领域中，含氮有机化合物是一类非常重要的化合物。
由于氮原子的独特性质，含氮有机化合物在生物体内扮演着关键的角色。
第十三章的主题是含氮有机化合物，将探讨其结构、性质和合成方法。
一、含氮有机化合物的结构含氮有机化合物的结构多样，其中最简单的是胺类化合物。
胺类化合物的结构特点是含有氮原子和氢原子，氮原子通过单键与碳原子相连，形成碳氮键。
根据氮原子上连接的碳原子数，胺类化合物可以分为脂肪胺和芳香胺。
脂肪胺是指氮原子连接在脂肪烃基上的胺类化合物，如甲胺、乙胺等；而芳香胺是指氮原子连接在芳香环上的胺类化合物，如苯胺、甲苯胺等。
二、含氮有机化合物的性质含氮有机化合物的性质主要取决于其结构。
一般来说，胺类化合物具有较高的极性和亲水性，因为氮原子上带有负电荷，倾向于与水分子形成氢键。
胺类化合物的化学反应活性也与其结构有关。
例如，脂肪胺的活性高于芳香胺，因为脂肪胺的碳原子数较多，可以形成更多的氢键，提高其化学反应活性。
三、含氮有机化合物的合成方法含氮有机化合物的合成方法主要包括氨解反应、还原反应和氧化反应等。
氨解反应是指将其他有机化合物转化为胺类化合物的过程，可以通过卤代烃、酯、腈等底物与氨或胺进行反应实现。
还原反应是指将硝基化合物、腈等含氮化合物转化为胺的过程，可以通过催化氢化、化学还原等方法实现。
氧化反应是指将胺类化合物转化为氧化胺、醛或酸的过程，可以通过空气氧化、过氧化氢氧化等方法实现。
四、含氮有机化合物的应用含氮有机化合物在医药、农药、材料等领域有着广泛的应用。
例如，苯丙氨酸是一种重要的医药中间体，可用于合成多种药物和生理活性物质；草甘膦是一种常用的除草剂，其活性成分是N-甲基氨基甲酰磷酸；尼龙是一种常见的合成纤维材料，其基本单元是己二胺和己二酸。
含氮有机化合物是一类重要的有机化合物，其结构、性质和合成方法都有其独特的特点。
了解和掌握含氮有机化合物的性质和合成方法对于深入理解有机化学知识以及开发新的含氮有机化合物具有重要意义。
有机化学-含氮化合物
（十一）胺的鉴定
1. 碱性：不溶于水，溶于HCl
2. 欣斯堡反应：
1°
2°
OH-
3°
SO2Cl
透明 H+ 沉淀 H+ 不溶物 H+
沉淀 沉淀 溶解
3. 亚硝酸法：
1° 2° HNO2 3°
N2 黄色油状物 溶解
4.芳香胺：
1° HNO2
ArN2Cl
ArN NCl +
OH
橙红色
N N Ar
OH
OH
H (H3C)2N
H NN
SO3
红色，pH<3.5 甲基橙，醌型结构
(b) 与氮偶联 1º, 2º胺
N NCl + H2N
弱酸
N N NH
偶氮氨基苯
（N-偶联产物）
C6H5NH3Cl 30~45 oC 重排
N(CH3)2
NN
NH2
氨基偶氮苯 （C-偶联产物）
CH2 NNN
CH3
不稳定，所以：C-偶联产物
R-O-NO2
α-氨基酸 R-CH(NH2)-COOH 亚硝酸酯 R-O-NO
硝基化合物的分类与命名
O HO N
O
烷基取代 醇解
R NO2 硝基化合物 R O NO2 硝酸酯
HO N O
烷基取代 醇解
R NO 亚硝基化合物 R O NO 亚硝酸酯
硝基化合物的制备方法 1、脂肪族硝基化合物
2、芳香族硝基化合物
NaNO2 + HCl
NaCl + HNO2 不稳定
RCH2
NH2
HNNaNOO2 2 HCl
RCH2
+
N
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其结构简式为：
+
CH 3
CH2 N C12H25 Br -
CH 3
在人体中存在着一种季铵碱，因最初是在胆汁中发
现的，而且有碱性，故称胆碱。
其结构简式为；
CH 3
+
_
HO CH2 CH2 N CH3 OH
CH 3
胆碱广泛分布于生物体内，脑组织和蛋黄内含量
较高。胆碱是卵磷脂的组成部分。在人体内与脂肪代
H3C N CH 3
+ HONO
N,N-二甲基苯胺
H3C N
NO
CH 3
对-亚硝基-N，N-二甲基苯胺
综上所述，根据脂肪族和芳香族伯、仲、 叔胺与亚硝酸反应的不同， 可以鉴别三种胺。
6、氧化反应
胺有还原性，易被氧化。芳香族胺更易被氧化， 空气中氧即可将苯胺氧化。如苯胺可被氧化生成对苯 醌，因此在有机合成中，如果要氧化芳胺环上其它基 团，必须首先要保护氨基。
SO2Cl
NHCOCH3
NH2
H2O(H+或 OH- )
水解
SO2NH2
SO2NH2
四、 季铵盐和季铵碱
氮原子上连有4个烃基的化合物称为季铵化合物。 季铵化合物中的四个烃基可以是相同的，也可是不同 的，分为季铵盐(quaternary ammonium salts)和季铵碱 (quaternary ammonium base)。
与羰基化合物类似，含有α-氢的硝基化合物， 在强碱的作用下，可与醛酮发生缩合反应。
11 含氮有机化合物
11.2
一、分类
胺（amine）
氨、NH3 铵NH4Cl
烃基的数目 伯胺 RNH2 仲胺 R2NH
叔胺 R3N
季铵 R4N+
烃基的不同 脂肪胺、芳香胺 芳氨基脂的数目 一元胺、二元胺等
、胺的命名 1、简单的胺命名时，以胺为母体，根据烃基的
11 含氮有机化合物
11.1 硝基化合物
由硝酸和亚硝酸可导出四类含氮的有机物。
硝酸 HO-NO2
硝酸酯
硝基化合物
R—ONO2
R—NO2
亚硝酸 亚硝酸酯 亚硝基化合物
HO—NO
R-ONO
R—NO
OH
O2N
NO2
NO2
CH3
O2N
NO2
硝酸酯和芳香
族多硝基化合物都
NO2
有爆炸性，常被用
苦味酸
TNT 作炸药。
N + CH3CH2Cl CH3
N+ Cl CH3 CH2CH3
11 含氮有机化合物
3、酰基化（保护氨基)
NH2
NH2
转化
NH2 O
CH3C Cl
O
NHCCH3
HNO3
O
NO2
NHCCH3
NH2
H2O/OH-
4、磺酰化反应
NO2
NO2
(鉴别、分离提纯伯、仲、叔胺) Hinsberg反应
RNH2 R2NH R3N
季铵盐和季铵碱的性质
叔胺与卤代烷作用生成铵盐，称为季铵
盐。
R3N +RCl
R4N+Cl-
季铵盐的结构和性质与胺有很大的差别。
季铵盐是白色的晶体，具有盐的性质，溶于水
、不溶于有机溶剂；熔点高，加热到熔点时即
分解，生成叔胺和卤代烷。
R4N+Cl-
R3N +RCl
11 含氮有机化合物
季铵盐与强碱作用则得不到游离的胺， 而是得到含有季铵碱的平衡混合物。
综合电子效应、空间效应的影响，各类胺碱性顺序为：
O
R2NH > RNH2,R3N > NH3 >
NH2 >
NH
> RC NH2
取代基对碱性的影响：供电子基， ； 吸电子基， 。
11 含氮有机化合物
2 、烷基化
R-Cl + NH3
RNH2 + HCl
R-Cl + RNH2
R2NH + HCl
R2NH RCl R3N RCl R4N+Cl-
SO2Cl
RNHO2S R2NO2S
不反应
NaOH NaOH
Na+
RNO2S
不溶
伯、仲、叔胺加入苯磺酰氯的NaOH溶液,叔胺 分层,仲胺有沉淀,伯胺形成均匀的溶液。
(1) 伯胺与亚硝酸的反应：
R CH2NH2 NaNO 2,HCl
0~5℃ 脂肪胺
RCH 2N+ NCl 脂肪胺重氮盐 （极不稳定）
N2 + R CH2OH
NH2
Br H2O OH-
Br
COOH
COOH
11 含氮有机化合物
⑵
KMnO4
CH3
Br NH2
Br
Br
CH3
COOH
Br2
H2O
HNO3 H2SO4
COOH
NO2 HCl
Fe
COOH
NH2 COOH
11 含氮有机化合物
③ 磺化
NH2
H2SO4
NH3+ HSO4-
180 ~ 190 0C
NH2 SO3H
CH3 NCH2CH3
甲乙氨基
H2NCH2CH2CH2CH2CH2NH2 H2N
NH2
NH
1,5-戊二胺(尸胺)
HN
NH
1，4-苯二胺
O2N
NH
二苯胺 NO2
N，N’-二苯基对苯二胺
4，4‘-二硝基二苯胺
CH3
N(CH3)2 N，N-二甲基对甲苯胺
11 含氮有机化合物
二 、胺的结构
NH3
N
H
H
H
N原子的价电子结构为：2s22p3。N成键时，轨道 sp3杂化，形成4个sp3杂化轨道，其中3个轨道和H或R 形成3个σ键，未共用电子对占居第4个轨道，呈棱锥形 结构，单键的键角约为109°。
NH 2
NaNO 2,HCl 0~5℃
N+ NCl-
室温
N2 +
OH
遇β 苯-胺萘酚的氢氧化钠芳溶香重液氮生盐 成橙红色的化合物苯酚
此反芳应香伯常胺用于芳香伯（胺低药温下物稳定的）鉴别。
(2) 仲胺与亚硝酸反应：
H
C2H5 N C2H5 + HO NO 二乙胺
C2H5 C2H5 N NO
N-甲基-N-乙基苯胺
2、二元胺称为某二胺 例如：
H2N—CH2—CH2—CH2—CH2—NH2
1，4-丁二胺(腐胺)
H2N(CH2)5NH2
1，5-戊二胺(尸胺)
3、对于结构较复杂的胺，以烃为母体，氨基
为取代基命名。 例如：
CH 3 H3C CH CH CH2 CH3
NH2
N2+
H2O,H+
OH + N2
CuX HX
X + N2
CuCN KCN
CN + N2
11 含氮有机化合物
R4N+X- + KOH
R4N+OH- + KX
用湿的Ag2O代替KOH，由于生成AgX沉淀， 可得到季铵碱。季铵碱是强碱，其碱性强度
与NaOH相当。 R4N+X- + Ag2O H2O R4N+OH- + AgX
季铵碱受热（100~1500C）发生分解。
不含β-H的季铵碱分解时，发生反应如
下。 + (CH3)3N
第十一章 含氮有机化合物
含氮的有机化合物种类较多，例如：胺 、硝基化合物、重氮化合物、偶氮化合 物等。
11.1 硝基化合物
11.2 胺
11.3 重氮和偶氮化合物
含氮化合物是烃的含氮衍生物。他们存
在于许多复杂的生命物质中，这些物质对生
命是十分重要的。
在人体代谢过程中，蛋白质的水解产物、 氨基酸脱羧生成胺。临床上某些药物如普鲁 卡因、青霉素等也是胺或酰胺的的衍生物。 具有明显生理活性的生物碱中也有胺的结构 泳衣品牌 。
NH2
NO2
NHCOCH3
NHCOCH3
SO3H
NHCOCH3 NO2
SO3H
NH2
NH3+ HSO4-
H2SO4
HNO3
NH3+ HSO4-
H2O OH-
NO2
NH2 NO2
11 含氮有机化合物
NH2
⑴
CH3
NH2 Br
COOH
NHCOCH3
KMnO4
CH3
NHCOCH3
Br2
COOH
NHCOCH3
N-亚硝基二乙胺
H3C NH
+ HO NO
H3C N NO
N-甲基苯胺
N-甲基-N-亚硝基苯胺
N-亚硝基化合物通常为黄色油状物(或固 体化合物)，有明显的致癌作用。
(3) 叔胺与亚硝酸的反应：
CH 3
H3C N + HNO 2
CH 3
三甲胺 亚硝酸
CH 3 H3C N H
CH 3
+
- NO 2
亚硝酸三甲铵
3.酸性
硝基化合物中，当硝基连在伯、仲碳原子上时， 由于有共轭效应，使α-氢原子活性增强，能产 生类似酮－烯醇式的互变异构现象存在，烯醇 式中的氧原子上的氢较活泼，有质子化的倾向， 能与碱作用，称假酸式，所以含有α-氢原子的 硝基化合物可溶解在强碱溶液中，无α-氢原的 硝基化合物不溶于强碱，这可用于两种硝基化 合物的分离。
通式为：
+
R
-