第二章 碳-氮键的合成

第三节 氮原子对不饱和碳原子的亲核脱水缩合反应 2.3.1 烯胺的合成
O
OH
HO
R2NH
N HR2
HO
NR2
+
H
+
NR2 + H
H
H2O
NR2
H2O
N R2 H H
第三节 氮原子对不饱和碳原子的亲核脱水缩合反应
烯胺的基本反应
O 1. R"X 2. H2O / H+ R C C R"
δ+ NR'
2
第一节 氮原子对饱和碳原子的亲核取代反应
第一节 氮原子对饱和碳原子的亲核取代反应
第一节 氮原子对饱和碳原子的亲核取代反应
盐酸丁卡因
NH2 ClCH2COCl NHCOCH2Cl NH(CH3)2 NHCOCH2N(CH3)2
利度卡因
提示：芳香胺的反应活性比脂肪族胺弱，故芳香仲胺可通 过单烷基化合成。脂肪族仲胺一般用酰胺还原制备。
O N C H 6 5
C6H5 O C2H5 C2H5 COOC2H5 C COOC2H5 H2N O NH2 EtONa C2H5 C2H5 O NH O NH
C6H5
保太松
巴比妥
O C6H5 C2H5 COOC2H5 C COOC2H5 H2N S NH2 EtONa C6H5 C2H5 O NH S NH C2H5 O NH Raney Ni O C6H5 NH
NH2CH2CH2OSO3H NH2CH2CH2OH NaOH NH2CH2CH2NHCH2CH2OH
O
CH2OSO2
CH3NH2 O CH2NHCH3
第一节 氮原子对饱和碳原子的亲核取代反应 2.1.1.3环氧化合物和胺的反应 具有环张力的环醚与胺作用容易发生开裂， 具有环张力的环醚与胺作用容易发生开裂，并且按照 SN2机理反向开裂 机理反向开裂。 SN2机理反向开裂。
第二节 氮原子对不饱和碳原子的亲核取代反应 Schmidt重排机理
异氰酸酯
第二节 氮原子对不饱和碳原子的亲核取代反应 Schmidt应用
第三节 氮原子对不饱和碳原子的亲核脱水缩合反应 2.3.1 烯胺的合成 由酮和仲胺脱水缩合制得的化合物。其亲核性很强， 由酮和仲胺脱水缩合制得的化合物。其亲核性很强， 同时烯胺具有共振结构，类似于烯酮， 同时烯胺具有共振结构，类似于烯酮，β-碳原子带负 容易被烷基化试剂和酰基化试剂进攻。 电，容易被烷基化试剂和酰基化试剂进攻。
N N N N RCl CH3Cl N R N+ N N ClRNH2 3NH3 6HCHO
提示：Delepine反应随卤代烃的种类不同， 提示：Delepine反应随卤代烃的种类不同，反应活性 反应随卤代烃的种类不同 差别显著，一般烯丙位卤代烃、卤苄等容易反应。 差别显著，一般烯丙位卤代烃、卤苄等容易反应。
-
Br K
+
CH2CH2CH3
第一节 氮原子对饱和碳原子的亲核取代反应 2.1.1.1 伯胺合成方法 Delepine反应 活泼卤代烃与乌洛托品在氯仿中加热反应，生成季铵盐， 再用盐酸水解得到伯胺。
N N N N RCl CH3Cl N R N+ N N ClRNH2 3NH3 6HCHO
第一节 氮原子对饱和碳原子的亲核取代反应 2.1.1.1 伯胺合成方法 Delepine反应 活泼卤代烃与乌洛托品在氯仿中加热反应，生成季铵盐， 再用盐酸水解得到伯胺。
第三节 氮原子对不饱和碳原子的亲核脱水缩合反应
(ii) Michael加成机理 Michael加成机理
N H3C O CH3 H3C H N O CH3 H3C N O CH3
O H3C H2O / H H3C O H H3C
O
烯胺的水解
酸催化 Aldol缩合 Aldol缩合
第三节 氮原子对不饱和碳原子的亲核脱水缩合反应 2.3.2 还原胺化及其相关反应 酮在氨或胺存在下进行催化还原， 醛、酮在氨或胺存在下进行催化还原，首先缩合生成 中间产物亚胺，不进行分离直接还原得到胺。 中间产物亚胺，不进行分离直接还原得到胺。
第一节 氮原子对饱和碳原子的亲核取代反应 2.1.1.1 伯胺合成方法 Gabriel 合成 用具有酸性N-H的邻苯二甲酰亚胺代替氨，卤代烃不会 过量取代，生成伯胺。
O NH O O NCH2CH2CH3 O NH2NH2H2O HCl NaOH KOH ON O O NH NH O CH3CH2CH2NH2 O N O
O 1. R"COCl 2. H2O / H+ R C C
O C R"
C R
δ−
C
O 1. R" R O C 2. H2O / H+ O R"
第三节 氮原子对不饱和碳原子的亲核脱水缩合反应
(1) O N H H
+
Br
O
N
(2) H3O+ O (1) CH3C Cl (2) H3O+ CH3 O O
第一节 氮原子对饱和碳原子的亲核取代反应 2.1.1.1 伯胺合成方法 由烷基叠氮化合物还原合成伯胺 卤代烃与叠氮化钠生成烷基叠氮化钠，然后用LiAlH4还 原得到伯胺。
第一节 氮原子对饱和碳原子的亲核取代反应 2.1.1.2 醇和氨或胺的反应 一般醇的碳原子活性较低，对亲核氮原子的取代困难， 一般醇的碳原子活性较低，对亲核氮原子的取代困难， 取代必须在比较强的反应条件下进行。 比较强的反应条件下进行 取代必须在比较强的反应条件下进行。 但将醇转化为磺酸酯或对苯磺酸酯， 但将醇转化为磺酸酯或对苯磺酸酯，就很容易发生取 代反应生成胺。 代反应生成胺。
第二节 氮原子对不饱和碳原子的亲核取代反应 2.2.1.7 活性氢化合物的胺化 吡啶化合物、喹啉、异喹啉、菲啶、噻唑和苯并噻唑 等的2-位由于受到氮原子吸电子影响，电子云密度显著 下降，容易受到阴离子进攻。
第二节 氮原子对不饱和碳原子的亲核取代反应 2.2.1.8 由C-C键向C-N键转换的重排反应 重排反应是指分子内部的原子或原子团移动，化学键 位置发生改变，分子骨架发生变化的反应。 Hofmanm重排 酰胺在碱性条件下与卤素（溴或氯）作用生成少一个 碳的伯胺的反应。
:NH3 NH2 OH OCH2 O NH2CH(CH3)2 HCl/丙酮 OCH2CHCH2NHCH(CH3)2 OH .HCl
O
盐酸普萘洛尔
第一节 氮原子对饱和碳原子的亲核取代反应 2.1.1.4 乙烯亚胺和胺的反应 在路易斯酸等的作用下， 在路易斯酸等的作用下，胺可以和乙烯亚胺进行亲核 取代反应，生成仲胺或伯胺。 取代反应，生成仲胺或伯胺。
注意：乙烯亚胺属于强致癌化学品，对劳动强度要 乙烯亚胺属于强致癌化学品， 乙烯亚胺属于强致癌化学品 求比较高，在一般工艺中尽量不用。 求比较高，在一般工艺中尽量不用。
第二节 氮原子对不饱和碳原子的亲核取代反应 2.2.1.1 酸酐和胺的反应
2.2.1.2 羧酸酯和氨或胺的反应
羧酸酯和氨或胺反应生成酰胺。 羧酸酯和氨或胺反应生成酰胺。
NHCOCH2Cl
利度卡因
N H O N O
CH2CONH
奈非西坦
第二节 氮原子对不饱和碳原子的亲核取代反应 2.2.1.4 羧酸与氨或胺的反应
注意：羧酸与胺反应需要较长的反应时间，高温加热。
注意：该反应是在氯仿中，加入无水三甲胺和氯甲酸乙酯，形成 酸酐，然后在酰胺化。
第二节 氮原子对不饱和碳原子的亲核取代反应 2.2.1.5 氨或胺对卤代苯的芳香族亲核取代反应
机理：
第二节 氮原子对不饱和碳原子的亲核取代反应
应用
NH2
第二节 氮原子对不饱和碳原子的亲核取代反应 Schmidt重排
叠氮酸在Lewis酸或质子酸存在下，与羧酸、醛和酮作用进行重 酸或质子酸存在下，与羧酸、 叠氮酸在 酸或质子酸存在下 排反应。 排反应。 羧酸、醛或酮分别与等摩尔的叠氮酸(HN3)在强酸 硫酸、聚磷酸、 在强酸(硫酸 羧酸、醛或酮分别与等摩尔的叠氮酸 在强酸 硫酸、聚磷酸、 三氯乙酸等)存在下发生分子内重排分别得到胺 腈及酰胺。 存在下发生分子内重排分别得到胺、 三氯乙酸等 存在下发生分子内重排分别得到胺、腈及酰胺。
第二章 碳-氮键的合成
第一节 氮原子对饱和碳原子的亲核取代反应
第二节 氮原子对不饱和碳原子的亲核取代反应
第三节 氮原子对不饱和碳原子的亲核脱水缩合反应
第四节 氮原子对不饱和碳原子的亲核加成反应
第五节 亲核性碳原子和亲电性碳原子之间的反应
第一节 氮原子对饱和碳原子的亲核取代反应
形成C-N键的三种方法 键 形成
R
HO CH OH
H3CO C O NHR
H N
R
△
CO2 + NH2R
HOCH 3
H3CO C OH + NH2R
△
OCH3
O
第二节 氮原子对不饱和碳原子的亲核取代反应 Curtius重排
羧酸经酰氯再与叠氮化钠作用生成叠氮酰，然后重排成异氰酸酯。 羧酸经酰氯再与叠氮化钠作用生成叠氮酰，然后重排成异氰酸酯。
第三节 氮原子对不饱和碳原子的亲核脱水缩合反应
反应机理
埃斯韦勒--克拉克
第三节 氮原子对不饱和碳原子的亲核脱水缩合反应 2.3.4 醛、酮的还原胺化（Leuckart反应） 酮和与甲酸铵或甲酰胺一起加热反应， 醛、酮和与甲酸铵或甲酰胺一起加热反应，可以把羰 基变成氨基。 基变成氨基。
第三节 氮原子对不饱和碳原子的亲核脱水缩合反应
CONH2 Cl2 H3C O N NaOH H3C O N H3C O NH2 NHSO2 N
第二节 氮原子对不饱和碳原子的亲核取代反应 Hofmanm重排的机理
O R C NH2
Br2 -HBr
H R C N
O
Br
OH
O R C N Br
-Br
R
O C
N
O
C N R
H 2O
HO C N HO
HO C N R
扑米酮
第二节 氮原子对不饱和碳原子的亲核取代反应
提示：分子内同时存在羟基和羧基的化合物，在与酰氯或PCl3反应 形成酰氯时，羟基也会参与反应，此时通常采用酯合成酰胺。
第二节 氮原子对不饱和碳原子的亲核取代反应 2.2.1.3 酰卤与氨或胺的反应
NHCOCH2N(C2H5)2 NHEt2
NH2 ClCH2COCl
亲电性碳原子和亲核性氮原子的反应。 亲电性碳原子和亲核性氮原子的反应。 亲核性碳原子和亲电性氮原子的反应 碳自由基和氮自由基的反应
2.1.1卤代烃和氨或胺的反应 卤代烃和氨或胺的反应
胺或氨的氮原子轨道与碳原子的SP3杂化轨道相近，电负性高， 胺或氨的氮原子轨道与碳原子的SP3杂化轨道相近，电负性高， SP3杂化轨道相近 氮原子上的非共用电子对容易与质子结合，显示碱性。 氮原子上的非共用电子对容易与质子结合，显示碱性。这种 非共用电子对与电荷密度低的饱和碳原子键合，形成C 非共用电子对与电荷密度低的饱和碳原子键合，形成C-N键。
卤代苯中卤素的临位或对位有强吸电子基团，比如NO2,N+(CH3)3, CN, SO2H，COOH，CO，COR等，氨或胺可以与卤代苯进行亲核 取代反应。
第二节 氮原子对不饱和碳原子的亲核取代反应
卤代芳烃在液氨中和氨基钠存在下经过苯炔中间体生 成胺。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第二节 氮原子对不饱和碳原子的亲核取代反应 2.2.1.6 酚类化合物好氨或胺的反应 在加压和催化剂存在下，酚类化合物的羟基能够被氨 基取代。
第三节 氮原子对不饱和碳原子的亲核脱水缩合反应 2.3.2 还原胺化及其相关反应 酮和羟胺缩合得到醛肟或酮肟 经还原得到胺。 醛、酮和羟胺缩合得到醛肟或酮肟 ，经还原得到胺。
硝西泮
第三节 氮原子对不饱和碳原子的亲核脱水缩合反应 2.3.3 Eschweiler-Clarke反应（埃斯韦勒--克拉克）和叔胺的合成 伯胺或仲胺用甲醛-甲酸体系还原 甲酸体系还原， 伯胺或仲胺用甲醛 甲酸体系还原，可以生成氮原子上 至少有一个甲基的叔胺。 至少有一个甲基的叔胺。
O
O C C C
C
C
C
O C
共轭 加 成
O C C C
BH H
O C C O 1, 5-二羰基化合物 二
α, β-不饱和酮 不
第二节 氮原子对不饱和碳原子的亲核取代反应
COOC2H5 CH2 COOC2H5
HN HN
C6H5 C6H5
O EtONa O N N C H 6 5
H3CH2CH2CH2C O N
第二节 氮原子对不饱和碳原子的亲核取代反应
N
O
CH3CH2CHBrCOOC2H5
N
O COOC2H5
氨水
N
O CONH2
COOC2H5
乙拉西坦
注意：α,β-不饱和羧酸酯在碱性条件下会发生 不饱和羧酸酯在碱性条件下会发生Michael反应。 反应。 注意： 不饱和羧酸酯在碱性条件下会发生 反应
Michael 加成