含氮化合物的分类一
第十三章含氮化合物
(CH3)2-N
CH2CH3 CH2CH2CH3
OH
CH2=CH 2 + CH3CH=CH 2 + (CH3)3NC3H7-n 98% 2%
这种反应称为霍夫曼彻底甲基化或霍夫曼降解。
具有β-氢的氧化叔胺加热时发生消除反应，产生烯烃。
H O 160 ℃ 98% CH 2 + (CH3)2OH
CH 2N(CH 3)2
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。
H CH 2 O N(CH 3)2 160 ℃ CH 2
2．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）
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。
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。 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。
H CH 2N(CH 3)2 H2O2 H O CH 2N(CH 3)2 N,N 二甲基环己基甲胺 N 氧化物
氮的化合物
氮的化合物自从20世纪以来，氮的化合物的研究取得了巨大的进步，从生物、经济到环境方面都产生了重要的影响。
本文将介绍氮的化合物的分类、性质、生物作用，以及它们在环境和经济领域发挥的作用，并探讨未来的发展趋势。
一、氮的化合物的分类氮的化合物可以根据其化学特性以及构成的元素的不同而分为两大类：氮的有机化合物和无机氮化物。
有机氮化合物指的是含有氮的有机化合物，包括各种天然物质和合成物。
无机氮化物指的是以氮为元素的离子化合物或非离子化合物，如氮气、氮化物、氮氧化物等。
二、氮的化合物的性质氮的化合物具有不同的化学性质，可以根据其结构特征进行分类。
有机氮化合物的性质比较复杂，具有不同的化学稳定性和生物活性，有的可以持续发挥作用，有的很快就会分解；无机氮化物的性质比较单一，主要是氧化还原性和腐蚀性。
三、氮的化合物的生物作用氮的化合物在生物体中发挥着重要作用，它们可以作为生物体内重要物质的成分，如氨基酸和多糖、脂肪等，也可以作为维持有机物体存在的必要条件，如氮气和氮化物。
氮的化合物也可以用作生物体内重要代谢过程的辅助物质，如氨基酸的合成和分解过程，以及激素的分泌等。
四、氮的化合物在环境和经济领域的作用氮的化合物在环境和经济方面发挥着重要作用。
氮的化合物能够改善土壤的肥力，可以提高土壤的质量，增强其对水、肥料和其他营养元素的利用效率；氮的化合物也是农业生产的重要物质，可以提高作物的收获量和品质，促进农业的发展；此外，氮的化合物能够为纺织行业提供肥沃的材料，可以改善纤维和织物的性能和质量，提高纺织品的价值。
五、未来的发展趋势氮的化合物的研究发展正在以迅猛的步伐前进，将给我们的生活带来巨大的变革。
随着氮的化合物的不断开发利用，它不仅可以改善环境质量，还可以促进经济社会发展，实现经济增长和生态环境改善的双赢局面。
未来，将会有更多关于氮的化合物的研究，研究将更多元化，注重应用，开展新的技术，以提高氮在经济社会发展中的作用。
氮及其化合物的种类和应用
氮及其化合物的种类和应用氮是一种重要的元素，在自然界和人类社会中都有着广泛的应用。
除了空气中占比较高的氮气外，氮还可以形成各种化合物，其中一些化合物在生产和生活中都有着重要的用途。
氮气空气中包含78%的氮气，这是最常见的氮化合物。
氮气是一种很稳定的分子，不易被其他元素或化合物所取代。
因此，氮气在空气中占据着很大的份额，对人类的生存没有太大的影响。
氨气氨气是由氮和氢两种元素组成的化合物，它的化学式为NH3。
氨气具有刺激性气味和较强的碱性，可以溶解在水中形成氨水。
氨气是生产肥料的重要原料之一，也可以用于制造化学品、冷却剂、控制酸度等。
硝酸硝酸是一种含有氮元素的酸性物质，它由氮、氧和水组成，其化学式为HNO3。
硝酸是一种强酸，可以腐蚀金属和组织，很难保存。
硝酸是制造化肥、火箭燃料和爆炸物等的重要原料。
同时，它也是医学上常用的一种脱水剂。
硝酸盐硝酸盐是一种含有氮元素的盐类化合物，由金属离子和硝酸根离子组成。
硝酸盐在土壤中是一种重要的营养元素，可以促进植物生长。
同时，硝酸盐也被用于生产火葬的燃料，还被用于制造电子设备和玻璃制品。
三氧化二氮三氧化二氮，也称为笑气，是一种含有氮元素的化合物。
它由氮和氧两种元素组成，在常温常压下为无色气体。
三氧化二氮可以用于局部麻醉、镇痛和抑制咳嗽等医学用途。
同时，它也是一种迷幻剂，被一些人滥用。
尿素尿素是一种含有氮元素的有机化合物，其化学式为CO(NH2)2。
尿素是一种白色结晶状物，可溶于水和酒精。
尿素是制造肥料的重要原料之一，可以提供植物所需的氮元素。
此外，尿素还被用于制造医药、塑料和化妆品等。
结语氮及其化合物在生产和生活中都有着广泛的应用，无论是生产农作物还是制造医药和电子产品，都离不开氮化合物的帮助。
同时，也要注意一些含氮化合物的不良影响，如滥用笑气等行为对健康的危害。
让我们更加深入地认识氮化合物的应用和影响，保障人类和自然环境的健康。
含氮有机化合物
（一）酰胺的结构和命名
其结构通式如下：
酰胺的命名是根据酰基和氨（或胺）基的名称而称为“某酰 某胺”，并在酸胺名称前指明氮上所连的烃基。例如：
酰胺的性质： （二）酰胺的性质： 1、酸碱性： 酰胺的碱性很弱，接近于中性。（因氮原子 上的未共用电子对与碳氧双键形成P-π共轭）。
酰亚胺(酰胺氮上的另一个氢原子也被酰基取 代)显弱酸性（例如，邻苯二甲酰亚胺，能与强碱 的水溶液生成盐）。
2-甲基-4-氨基己烷
CH3 CH3 CH3-CH-CH2-CH-N-CH2-CH3 CH2-CH3
2-甲基-4-(二乙氨基)戊烷
二、 胺的性质
（一）胺的物理性质 低级胺有氨味或鱼腥味，高级胺无味。 芳胺有毒！ 溶解度：低级胺可溶于水，高级胺不溶于水。 溶解度 （氢键、R在分子中所占比重） 沸点：伯、仲胺沸点较高(氢键)，叔胺沸点 沸点 较低。
+ H2O
N-甲基-N-亚硝基苯胺
。 3 胺 (CH3)2N
+ HNO2
(CH3)2N
N=O
对亚硝基-N,N-二甲苯胺
脂肪族胺与HNO2的反应可用来区别伯、仲、叔胺。
酰胺
酰胺可看作羧酸分子中羧基上的羟基被 氨基取代后所生成的化合物，其官能团为酰 胺基（ ），是羧酸的重要衍生物，也
是氨或胺的酰基衍生物。
尿素在农业上又是一种很好的肥料。
尿素晶体缓慢加热，则两分子尿素脱去一分子氨 而缩合成二缩脲。
二缩脲反应：二缩脲在碱性溶液中与稀硫酸铜溶 液反应，能产生紫色或紫红色的配合物。
季铵盐和季铵碱
季铵盐：是氨彻底烃基化的产物。具有无机盐的性 质，在水中完全电离，不溶于有机溶剂。
R3N + RX R4N X季铵盐
有机含氮化合物
OH–
160ºC
CH2 + N(CH3)3 + H2O
Hofmann消除规则
β αβ CH3CH2 CH CH3 OH
+N(CH3)3
= CH3CH2CH CH2
主产物(95%) + (CH3)3N
CH3CH= CHCH3
负产物(5%)
当分子中有两种或两种以上不同的β-H 原子可以被
消除时，主要生成取代基少的烯烃，称为Hofmann规则。 主要得到双键碳上取代基较少的烯烃。与查依采夫规则相 反。
二甲(基)乙(基)胺
H3C N CH2CH3
1 2 3
4
Cl
N-甲基-N-乙基对氯苯胺
结构复杂的胺的命名 命名时,将氨基看作取代基,以烃为母体。
CH3 NH2
C1 H3
CH
2
CH
3
C4 H 2
C5 H3
2-甲基-3-氨基戊烷
铵盐的命名，则由相应的胺与酸参考无机铵的 命名方法进行。
(CH3)4N+ Cl–
（4）Friedel－Crafts反应
N(CH3)2
C6H5COCl AlCl3
N(CH3)2 COCH3
6、其它反应
NH2
CHO
+
-H2O
N CH
OH NH CH
亚胺或西佛碱
O CH3CH2CCH2CH3 +
催化剂：酸
H+
NH
H OH CH3CH C N
CH2CH3
H2O
N CH3CH C
CH2CH3
2、季铵碱的霍夫曼消除反应 （1） 季铵碱受热分解反应及Hofmann消除规则
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。
10. 含氮有机化合物
“N”与H+结合越困难，胺的碱性越弱。
氨＞伯胺＞仲胺＞叔胺 结论： 季铵碱＞脂肪族仲胺＞脂肪族伯胺≈脂肪族 叔胺＞氨＞芳香胺＞酰胺
(CH3)2NH CH3NH2 (CH3)3N pKb 3.27 3.38 4.21 NH3 4.76 9.40 NH2 NH 13.80
CH3NH2 + HCl
CH3NH3Cl 或 CH3NH2 HCl
(3) 复杂的胺： 以烃基或其它官能团作母体，把氨基作取代基。
CH3CHCH2CHCH2CH3 CH3 NH2
(H3C)2N
CHO
2-甲基-4-氨基己烷
4-二甲氨基苯甲醛
CH3CHCH2CH2CHCH3 CH2NH2 NHCH3
2-甲基-1-氨基-5-甲氨基己烷
(4) 季铵类化合物：称“某化铵”
NH3 + H2O NH4+ + OH +
R NH2 + H2O
RNH3 + OH
-
影响胺碱性的因素： ①电子效应：“N”上脂肪烃基越多，胺的碱性越强 叔胺＞仲胺＞伯胺＞氨 ②溶剂化作用：铵离子越易溶剂化，越稳定， 相应胺的碱性越强
氨＞伯胺＞仲胺＞叔胺 ③空间效应：“N”上烃基越多，空间位阻越大，
2、命名
（1）简单的胺：根据烃基的名称称“某胺”，烃 基相同的合并；烃基不同时，按优先基团后列出 的规则排列烃基。
(CH3)2CHNH2
(C2H5)3N
CH3
C2H5 N CH2CH(CH3)2
异丙胺
NH
三乙胺
NH2
甲乙异丁胺
NH2 CH3 C2H5
二苯胺
β-萘胺
4-甲基-3-乙基苯胺
（2） 氮原子上连有脂肪烃基的芳胺：
氮化合物的分类与应用
氮化合物的分类与应用氮化合物是由氮元素与其他元素形成的化合物。
根据氮化合物的性质和用途，可以将其分为几个不同的类别。
本文将对氮化合物的分类及其应用进行探讨。
一、金属氮化物金属氮化物是指由金属元素与氮元素形成的化合物。
由于金属氮化物具有优异的物理特性，因此在各个领域有着广泛的应用。
以下是几种常见的金属氮化物及其应用：1. 氮化硼氮化硼是一种具有高硬度和热稳定性的化合物。
它被广泛用作陶瓷材料、磨料和涂层，可以在高温环境下发挥出色的性能。
2. 氮化钼氮化钼是一种耐高温和耐腐蚀的材料，被广泛应用于航空航天、电子器件和化工等领域。
它具有优异的导热性和机械强度，可以作为电子封装材料和导热材料使用。
3. 氮化铝氮化铝是一种高硬度和高热导率的陶瓷材料，被广泛应用于电子、光电子和制造业等领域。
它可以用来制作集成电路基板、发光二极管和高温窗口等高性能器件。
二、无机氮化物无机氮化物是指由非金属元素和氮元素形成的化合物。
无机氮化物具有多种特殊的电学、磁学和光学性质，因此在电子器件、光学器件和催化剂等领域得到广泛应用。
1. 碳化硼氮化硅复合材料碳化硼氮化硅（CBN）复合材料具有高硬度、高熔点和优异的热导率。
它被广泛应用于高温陶瓷刀具、磨料和熔体金属处理等领域。
2. 晶体氮化物氮化硼（BN）、氮化镓（GaN）和氮化铝镓（AlGaN）等晶体氮化物是半导体器件中重要的材料。
它们在光电子器件、发光二极管和激光器等领域有着重要应用。
三、有机氮化物有机氮化物是指含有氮元素的有机化合物。
它们的分子结构中含有氮原子，因此在有机化学合成和药物化学研究中起着重要作用。
1. 氮杂环化合物氮杂环化合物是一类具有特殊环状结构的化合物，其中含有氮原子。
它们在药物合成、染料制备和材料科学等领域发挥着重要作用。
2. 氨基酸和蛋白质氨基酸和蛋白质是含有氮元素的有机物，是生物体中重要的基本组成部分。
它们在生物化学和生物医学研究中具有重要的地位和应用价值。
结语氮化合物在多个领域中发挥着重要作用，其分类及应用范围广泛。
含氮化合物的分类一
NH
+ H2O
4. 酰基化 脂肪族或芳香族1°胺和2°胺可与酰基化试剂酰卤、
酸酐，生成N-取代酰胺或N,N-二取代酰胺。
叔胺N上没有H原子，故不发生酰基化反应。
该反应的用途： (1)用于胺类的鉴定
生成的N-取代酰胺均为结晶固体，具有固定而敏锐的 熔点，根据所测熔点，可推断出原来胺的结构。
(2)从胺的混合物中分离出叔胺 由于酰胺容易水解，而叔胺又不发生酰基化，利用这 一性质可将叔胺从混合胺中分离出来。
由于铵盐是弱碱所生成的盐，因此它遇到强碱就会游
离出来。
RNH+3Cl + NaOH
RNH2 + NaCl + H2O
利用这一性质可将胺类与非碱性物质分离开来。如：
十二烷
3. 烃基化 胺是一种亲核试剂，可以与卤代烷或活泼芳卤发生亲
核取代反应，在胺的N原子上引入烃基，故称烃基化反应。
：
RNH2 + R X SN2 以1°RX为佳
如：
pkb:
(CH3)2NH ＞ CH3NH ＞ (CH3)3N
3.27
3.38
4.21
电子效应： 3°＞2°＞1° 空间效应： 1°＞2°＞3° 溶剂化效应： 1°＞2°＞3°
H RNH
H
OH2
OH2 OH2
RH
＞
N
RH
OH2
＞
R RN H
OH2
R
共轭酸稳定性好，酸性弱，碱性强。
OH2
芳胺
:
: :
R
+
R NH2X
NaO H
R
RX
NH
R
NaOH R3N
NH2 +
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。
10含氮有机化合物
1. 失去氮的反应
H3PO2
+ H3PO3 + N2
NH2
N2+
H2O,H+
OH + N2
CuX HX
X + N2
CuCN KCN
CN + N2
10 含氮有机化合物
N2+Cl-
I
KI
O
N2+
CN
COOH
C NH2
NH2
Br Br
Br
NH2
NH2 Br Br
N2+ClBr Br
Br
Br
Br
Br
Br
10 含氮有机化合物
分子中有2种或2种以上的β-H可被消除时，主要从含H 较多的β-C上消去H原子；即主要生成双键碳原子上烷基取 代较少的烯烃，称为Hofmann规则。
CH3CH2 CH CH3 OH+ N(CH3)3
CH3CH2CH CH2 + CH3CH CHCH3 + N(CH3)3
95%
5%
10 含氮有机化合物
乙胺
乙丙胺
（CH3CH2)3N+CH2CH2CH3Cl-
二乙丙胺 氯化三乙基丙基铵
10 含氮有机化合物
NH2
NH2
N(CH3)2
苯胺 C2H5
CH3CH2CH2CHNHCH3
3-甲氨基己烷
β-萘胺
N,N-二甲基苯胺
H2NCH2CH2CH2CH2NH2 1,4-丁二胺
CH3 NCH2CH3
甲乙氨基
H2NCH2CH2CH2CH2CH2NH2
RNH2 R2NH R3N
SO2Cl
RNHO2S R2NO2S
十四章 含氮化合物-1
CH3NH2 + Na
1 CH3N － Na+ + H 2 2 H
不亲核碱：氮上的空间位阻大时，氮负离子无亲核性。
H + － + Li N(C2H5)2 Br
HN(C2H5)2
N(C2H5)2
(3) 烷基化反应 胺与卤代烷发生亲核取代，是按SN2历程进行的。
RNH2 + R' Cl
R NH2 + Cl－ R'
形成铵正离子的稳定性，胺的碱性就越强，形成的
铵正离子就越稳定。
影响碱性强弱的因素： ①电子效应：由于烷基的+I效应，3º > 2º > 1º 胺 胺 胺。 ②空间效应：1º > 2º > 3º 胺 胺 胺。 ③溶剂化效应： N上的H越多，溶剂化效应越大，形 成的铵正离子就越稳定，NH3>1º 胺>2º 胺>3º 胺。
芳香族仲胺或叔胺，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
N-ethyl-N-methylaniline
N,N-dimethylaniline
复杂的胺，把氨基作为取代基来命名； 这是系统命名法。
CH3CHCH2CHCH3 CH3 NH2
0.38
NO 2
pKa： 9.89 7.15
１ 分类和命名
(1) 分类 按氨分子中氢原子被取代的个数
H H N
氨
H
H
R H R N
仲胺
R
R
N
伯胺
H
R
N
叔胺
R
R R N R X 季铵盐 R
有机化学含氮化合物的分类、结构、命名和化学反应
CH3OH
CH3OH + NH3 --------------> CH3NH2 + H2O ---------> (CH3)2NH ---------> (CH3)3N
380-450 0C,5MP
得到混合物，以二甲胺、三甲胺为主
4、羰基还原胺化：
这是制备仲胺和
类型伯胺的好方法, 因为卤代烃胺化时，仲卤烷 与NH3发生消除。
邻苯二甲 酰亚胺 (弱酸性， 无色固体， 熔点
2380C)
N-烷基邻 苯
二甲酰亚 胺
二甲基甲酰胺（DMF)中反应更容易进行，水解有困难时采用水合 肼进行肼解。
邻苯二甲酰亚胺只有一个氢原子，引入烷基后不再具有亲核性，不能生成季 胺盐。该法常用于合成制纯净的伯胺和a-氨基酸。
§12.6 胺的物理性质
5、腈和酰胺还原
H2/ Ni RCN ----- RCH2N H2
1400C
H2/ Ni
NC CH2 CH2 CH2 CH2CN ---> 己二胺
己二腈
△
生产尼龙-66的原料
O
HO
H
‖ OH―
∣ ‖ ①LiAlH4 ∣
RN H2 + R/C Cl ----- R―N―C― R/ ------- R―N―C H2― R/
2 、卤代烃胺化
RX + NH3 --------- RNH3＋X－ + NH4X ( RNH2·HX ) 首先生成伯胺的氢卤酸盐
继续反应：RNH3＋X－ + NH3 ---- > RNH2 + NH4Br 与过量的胺作用可使伯胺游离出来。
RX
RX
RX
RNH2-------〉 R2N -------〉R3N -----> R4N＋X－ 氨过量，伯胺产量高，卤烷过量，叔胺产量可高，卤烷反应 速
了解氮的化学性质和化合物的分类
了解氮的化学性质和化合物的分类氮是我们生活中常见的元素之一，它在自然界中广泛存在，对于人类和生物体来说都具有重要的意义。
了解氮的化学性质以及氮化合物的分类，可以帮助我们更好地认识和利用这一元素。
首先，让我们来了解一下氮的化学性质。
氮是一种非金属元素，原子序数为7，原子量为14.007。
它的原子结构为1s² 2s² 2p³，外层电子数为5个。
由于氮的外层电子数不足，它具有较高的电负性，常以-3价形式存在。
氮的电负性使其与其他元素形成共价键，形成各种氮化合物。
氮气（N₂）是氮最常见的形态，它是一种无色、无味、无毒的气体。
氮气在大气中占据了约78%的体积，是大气中最主要的成分之一。
由于氮气的化学键（三键）非常强大，使得氮气在常温常压下非常稳定，不易与其他物质反应。
这也是为什么氮气在自然界中存在的原因之一。
然而，通过一些特殊的条件和方法，氮气可以与其他元素反应，形成各种氮化合物。
根据氮的化学性质和与其他元素的反应特点，氮化合物可以分为无机氮化物和有机氮化物两大类。
无机氮化物是指氮与金属元素形成的化合物。
最典型的无机氮化物是氨气（NH₃），它是一种无色气体，具有刺激性气味。
氨气是一种重要的化工原料，广泛应用于化肥、合成纤维、药品等领域。
此外，氨气还可以与酸反应，形成盐类，如氯化铵（NH₄Cl）等。
另一类无机氮化物是氮气与金属形成的化合物，如氮化钠（NaN₃）、氮化镁（Mg₃N₂）等。
这些化合物具有较高的稳定性和热稳定性，在一些特殊的条件下可以发生爆炸性反应。
因此，它们在军事、火箭推进剂等领域有着重要的应用。
除了无机氮化物，氮还可以与碳形成有机氮化物。
有机氮化物是指含有氮原子的有机化合物。
最常见的有机氮化物是氨基化合物，如甲胺（CH₃NH₂）、乙胺（C₂H₅NH₂）等。
氨基化合物是一类重要的有机合成中间体，广泛应用于制药、染料、农药等领域。
此外，还有一类特殊的有机氮化物，即含有三键氮的化合物，如腈（R-CN）和异氰酸酯（R-NCO）。
有机化学~10含氮化合物
R2NH + H2O R2N+H2 + OH-
从电子效应考虑：烷基越多碱性越强； 从溶剂化效应考虑：烷基越多碱性越弱。
铵盐溶于水，不溶于有机溶剂
分离、提纯 胺
比较下列化合物碱性大小
>
>
>
供电子基团
吸电子基团
2.烃基化
胺作亲核试剂与R―X R―OH Ar―OH 反应在N原子上引入烃基。 季铵盐
3、氨基对芳环的致活作用
N原子上的孤对电子:
1、碱性
+ H X
2、亲核性
+
反应部位：
1. 碱性 结论： 所有的胺呈弱碱性 H2O < RNH2 < < OH – > RCONH2 (1)
胺
pKb
NH3 CH3NH2 (CH3)2NH (CH3)3N
4.7 3.4 3.3 4.3 9.4 13 8.7
2.卤化——速度快，溴化和氯化得2,4,6-三卤苯胺：
白色沉淀
思考: 如何鉴别苯酚与苯胺?
如何制备一溴苯胺？
制备一溴苯胺
乙酰化
溴化
水解
使苯胺活性降低！
——主要产物对溴乙酰苯胺:
例1——间位取代反应 例2——对位取代反应 硝化——注意硝酸的氧化作用和氨基的保护 氨基的保护 间位取代反应,注意条件
pH < 3.1, 红色
10.2.3 偶氮染料和酸碱指示剂
霍夫曼规则——季铵盐在消除反应中，得到的主要产物为双键上烷基最少的烯烃。
取代较少的烯烃为主要产物
反应机理： E2反应
过渡态 Hofmann 消除规律： 生成取代较少的烯烃
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H2O 200 ℃
+
NaO H
OH
该亲核取代反应难以发生。
但在－Cl的邻、对位引入－NO2时，－Cl的反应活性
↑，且易于发生亲核取代反应。
Cl NO2 + NaO H
① ＞100 ℃ ② H+
OH NO2
显然，Cl原子的邻、对位上的－NO2数目↑，其亲核取代 反应活性↑。
Cl NO2
Na2CO3 130℃
R
NH2 ＞ NH3
pkb: 4.76
脂肪胺的碱性强度：
在气相或非水溶液中——3°胺＞2°胺＞1°胺
(电子效应的影响)
在水溶液中——2°胺＞1°胺＞ 3°胺
如：
pkb: (CH 3)2NH ＞ CH 3NH ＞ (CH 3)3N 3.27 3.38 4.21
电子效应： 空间效应：
3°＞2°＞1° 1°＞2°＞3°
NO2
SnCl2 + HCl
NH2 C HO C HO
B、在中性溶剂中，例如在氯化铵水溶液中用锌 粉还原得到N-羟基苯胺
NO2 Zn NH4Claq
NHOH
C.在碱性介质中还原产物比较复杂，具体产物取
决于所用试剂：
氧化偶氮苯
偶氮苯
4. 硝基对苯环的影响
硝基是强吸电子基，当其与苯环直接相连时，不仅使
OH NO2
Cl NO2 NO2
10％ Na2CO3 △ , 煮沸
OH NO2 NO2
Cl O 2N NO2 NO2
H2O 沸腾
OH O2N NO2 NO2
3. 对甲基的影响
我们知道含活泼氢的化合物可以与苯甲醛缩合。
C HO + C H3
缩 合
但当甲基的邻/对位有－NO2存在时，由于受其－I、－ C效应的影响，甲基上H原子的活性↑，从而可与苯甲醛发 生缩合反应。如：
A.在酸性介质
( 通常为 HCl) 中，以金属 Fe 、 Zn 或 SnCl 2 为还原剂可 将硝基化合物直接还原成相应的胺。
NO2
Fe + HCl
NH2
一般情况下不能分离出中间体。多硝基化合 物也是硝基变成氨基。
SnCl2 + HCl 又是一个选择性还原剂，当苯环上同时
连有羰基和硝基时，只还原硝基。
取代芳胺的碱性：
在芳胺分子中，当取代基处于氨基的对位或间位时，
+I基团使碱性↑，而－I基团使碱性↓。
2. 成盐 胺类化合物既然具有碱性，那么，它们就可以与无机 酸(如：HCl、H2SO4)甚至是醋酸作用而成盐；即便是碱
性较弱的芳胺也可与强酸作用成盐。如：
由于铵盐是弱碱所生成的盐，因此它遇到强碱就会游 离出来。
(一)胺的结构 其中三个轨道分别与氢或碳原子形成三个σ键，未共 用电子对占据另一个sp3杂化轨道，呈棱锥形结构。
H H
N H
H H
N C H3
C H3 H3C
N C H3
（二）胺的化学性质
碱 性
官能团：
NH2
亲核性
对烃基的影响
1. 碱性
N上的电子云密度↑，接受质子的能力↑，碱性↑。
pkb: 3~5
4. 酰基化
脂肪族或芳香族1°胺和2°胺可与酰基化试剂酰卤、
酸酐，生成N-取代酰胺或N,N-二取代酰胺。
叔胺N上没有H原子，故不发生酰基化反应。
该反应的用途： (1)用于胺类的鉴定 生成的N-取代酰胺均为结晶固体，具有固定而敏锐的 熔点，根据所测熔点，可推断出原来胺的结构。
NH
RX
NaOH
：
R3N
NH 2
+
CH 2Cl
NaHCO 3 90℃
NH CH 2
除卤代烃外，某些情况下醇或酚也可作为烃基化试剂。
如：
NH2 NH2 + + 2 CH3OH OH
H2SO4 , 220℃ 或 Al2O3 , △ ZnCl2 , ~260℃
N(C H 3)2 NH
+
2 H2O + H2O
+ RNH3Cl
+
NaO H
RNH2 + NaCl +
H 2O
利用这一性质可将胺类与非碱性物质分离开来。如：
十二烷
3. 烃基化
胺是一种亲核试剂，可以与卤代烷或活泼芳卤发生亲
核取代反应，在胺的N原子上引入烃基，故称烃基化反应。
RNH2 + R X 以1° RX为佳
SN2
R R
+ NH2X
NaOH
R R
H O2N H C H C HO NO2 NO2 + O2N H OH CH CH NO2 NO2
H2O
O2N
C H=C H NO2 NO2
二、 胺
氨分子中的氢原子被一个或几个烃基取代后的化合物
统称为胺。
胺按氮原子连接的烃基数目不同，可分为1°、2°、
3°胺。
此外，还有一类相当于NH4+Cl－和NH4+OH－的化合 物： R4NX 季铵盐 R4NOH 季铵碱
水的盐。
R CH2 NO2
α
+ NaOH
R CH NO2
Na+
+
H2O
2. α-H的缩合反应
与羟醛缩合反应类似，活泼的α-H可与羰基化合物作 用，这在有机合成中有着重要的用途。
3.还原反应
硝基很容易被还原。以硝基苯还原为例，还原一般经 历以下过程。
NO2 NO NHO H NH2
亚硝基苯
N-羟基苯胺 (苯基羟胺)
溶剂化效应： 1°＞2°＞3°
R H N H H O H2 O H2 O H2 ＞ R R N H H O H2 O H2 ＞ R R N R H O H2
பைடு நூலகம்
共轭酸稳定性好，酸性弱，碱性强。
芳胺
:
:
NH3 ＞
NH2
N H H
:
pkb
NH2
:
＞
NH
＞
N
:
9.30
13.80
近乎中性
综上所述：
脂肪胺 ＞ NH3 ＞ 芳香胺
脂肪族硝基化合物，如： C H3NO2 按烃基不同 芳香族硝基化合物，如： NO2
(一) 结构
O R N O
1.22 nm
或
R N
=
O O
：
O R O
R N
1.22 nm
N
+
=
O R O
N
+
O O
=
(二)硝基化合物的化学性质
1. α-H的活泼性
硝基式（假酸式）
异硝基式（酸式）
具有α-H的硝基化合物，可与强碱作用生成可溶于
第十章 有机含氮化合物
本章重点： 1.胺的化学性质
2.重氮化反应及偶联反应
含氮化合物的分类
碳氮键:C—N、C=N、C≡N
氮氮键:N—N、N=N、N≡N 氮氧键N—O、N=O 氮氢键N—H
本章主要讨论硝基化合物、胺类、腈 类、重氮化合物和偶氮化合物。
一、 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。
芳环上的亲电取代反应活性↓，以致不能进行(如：F-C反 应) 。
1. 对酚、芳酸的酸性及芳胺碱性的影响 当硝基的邻、对位有—OH、 —COOH存在时，由于
－I、－C效应的影响，将使酚、芳酸的酸性增强。
当硝基的邻、对位有—NH2存在时，由于－I、－C效 应的影响，将使芳胺的碱性减弱。
2. 对芳卤的影响