含氮有机化合物解析

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有机化学第十章含氮化合物

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（20胺）和叔胺（30胺）。

相当于氢氧化铵NH 4OH 和卤化铵NH 4X 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-NH 2）和芳⾹胺（Ar-NH 2）。

根据氨基的数⽬⼜可分成⼀元胺和多元胺。

应当注意的是：NH 3 → R -NH 2 伯胺→ R 2NH 仲胺→ R 3N 叔胺NH 4OH → R 4NOH 季铵碱NH 4X → R 4NX 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。

叔丁醇 (30醇) 叔丁胺(10胺)要掌握氨、胺和铵的⽤法。

氨是NH 3氨分⼦从形式上去掉⼀个氢原⼦，剩余部分叫做氨基-NH 2，(去掉⼆个氢原⼦叫亚氨基=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NH 4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：CH 3NH 2 甲胺 (CH 3)2NH ⼆甲胺 OH CH 3CH3CH 3C CH 3CH 3CH 3C NH 2(CH3)3N 三甲胺C6H5NH2苯胺(C6H5)2NH ⼆苯胺(C6H5)3N 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)CH2CH3N-甲基-N-⼄基丙胺（或甲⼄丙胺）C6H5CH(CH3)NHCH3N-甲基-1-苯基⼄胺C6H5N(CH3)2N，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。

10-含氮有机化合物解析

、仲、叔醇的分类依据不同
CH3 H3C C OH
CH3 叔丁醇
叔醇
CH3 H3C C NH2
CH3 叔丁胺
伯胺
2、氨、胺、铵三字的用法不同
氨气、氨基
氨的烃基衍生物
一般指离子型化合物
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11
3 构型
R1
N R3 R2
Ⅰ
特点： a.含有孤对电子；
R1
N
R3 R2
Ⅱ
b.Ⅰ与Ⅱ为对映体，但翻转很快，无法分离。
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（二）胺的命名
1、简单胺的命名
（1）以胺为母体，在“胺”字前加烃基数目及名称。
(CH3CH2)2 NH
二乙胺
CH3CHCH2NH2 CH3
异丁胺（2-甲基丙胺）
H2NCH2CH2NH2 乙二胺
(CH3)2 NCH2CH3
2,4,6-三硝基甲苯（TNT）
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3
硝酸酯和芳香多硝基化合物都有爆炸性，常被用作炸药。
C H3
CH2 ONO2 CH ONO2 CH2 ONO2
三硝酸甘油酯（硝化甘油、硝酸甘油）
O2N 6
2 NO2
4
NO2
2,4,6 - 三硝基甲苯（TNT，最常用的军用炸药。）
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CH3
氢氧化四甲铵
CH3
+
H3C N CH3 Cl
CH2CH3
氯化三甲乙铵
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二、胺的物理性质
胺与氨一样是极性分子，能与水产生氢键，溶解度随相对分子质量的增大而降低。
沸点比同分子量醇低。低分子量胺溶于水。
低级脂肪胺有特殊气味，如腐烂鱼的恶臭是由于三甲胺的存在。

含氮化合物的结构和性质

含氮化合物的结构和性质含氮化合物是一类具有结构多样性和广泛应用价值的有机化合物。

其分子中含有氮原子，并与其他原子或分子结合形成各种不同的化学键，对其结构和性质产生影响。

本文将从分子结构、光学性质、化学反应和应用领域四个方面阐述含氮化合物的结构和性质。

一、分子结构含氮化合物的分子结构多样，涉及到各种不同的化学键类型和立体构型。

例如，氨分子（NH3）中的氮原子与三个氢原子成键形成三角锥形结构；亚硝酸（HNO2）分子中的氮和氧原子之间形成氧化氮键和羟基键，使得分子呈现出平面六角形屈曲的形态；而四氨基硝基苯（T4BN）分子中的氮原子分别与苯环上的四个位置成键，形成具有球形立体构型的分子。

二、光学性质含氮化合物常常表现出独特的光学性质，如荧光和磷光。

其中荧光指的是当分子吸收能量后，电子跃迁至激发态，且随后发射出较短波长的光线的现象。

含氮化合物中含有特殊的芳香环或杂环结构，这些结构的存在可以促进分子的荧光性质。

比如吡啶（C5H5N）和吲哚（C8H7N）等化合物就是典型的荧光染料。

三、化学反应含氮化合物在化学反应中表现出多样性。

例如，含有亚硝基（NO2）的化合物可以发生亚硝酸还原反应，将亚硝基还原为氨基（NH2）或氧化成羟基（OH）。

典型的反应如下：R-NO2 + 6[Fe(HSO4)2] → R-NH2 + 3N2 + 6FeSO4 + 7H2O加氢还原是另一种常见的化学反应。

例如，β-恶唑酮（C3H3N2O）在加氢还原过程中可以得到恶唑环（C3H4N2）和乙醛（C2H4O）等产物。

该反应如下：C3H3N2O + H2 → C3H4N2 + C2H4O四、应用领域含氮化合物在医药、材料科学、化学分析和环保等领域具有广泛的应用。

其中，含氮化合物作为荧光染料在细胞成像、生命体检和医学诊断等方面有重要应用。

另外，含氮化合物还可以用于制备导电聚合物、光电子材料和活性引发剂，以及用来制备含氮有机物的衍生物和类似物，是当代材料科学研究的重要组成部分。

《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
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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

有机含氮化合物有机含氮化合物是指分子中氮原子和碳原子直接相连的有机物，也可看成是烃分子的一个或几个氢原子被含氮的官能团所取代的衍生物，前面学过的包括氨基酸、腈、酰胺，亚胺、肟、腙。

一、硝基化合物硝基化合物是指烃分子中的氢原子被硝基取代后得到的化合物，常用RNO2或ArNO2表示。

根据硝基所连接烃基的不同可以分为脂肪族和芳香族硝基化合物，根据分子中所连硝基的多少又可以分为一硝基化合物和多硝基化合物。

共振论的观点认为硝基化合物是两种极限式的共振杂化体。

大部分芳香族硝基化合物为淡黄色固体，大多数具有苦杏仁气味。

硝基对苯环有亲电取代又有亲核取代。

（一）芳核上的亲核取代反应（1）硝基对苯环上取代基特别是邻、对位取代基的性质有很大影响卤苯型化合物中的卤素卤素很不活泼。

，难以发生亲核取代.，但当卤素的邻、对位有硝基存在时，卤原子活泼型增加，硝基越多，亲核取代反应越容易进行。

有证据表明该反应是分两步进行的，第一步是亲核加成，形成带负电荷的活性中间体买森海默尔配合物，第二步是离去基团卤素的离去。

在这个反应中，决定反应速率的步骤中有两种分子参与，所以是双分子历程。

原因。

由于邻、对位硝基对卤素的强吸电子作用，使得与卤素相连的碳原子密度降低。

容易受到亲核试剂的进攻。

硝基在邻位的情况与之在对位的情况相似，如果邻对位均有硝基，芳香亲核取代反应则更容易。

（二）硝基的还原反应硝基化合物易被还原，反应条件对还原产物有较大影响，在酸性介质中，以zn，Fe,或Sn 为还原剂，硝基将被还原成氨基，该反应的中间产物是亚硝基苯及羟基苯胺，但它们比硝基苯更容易还原，不容易分离出来。

，进一步还原为氨基，若以二氯化锡为还原剂，还可选择还原硝基，避免醛基得还原。

在中性或弱酸性下，主要得芳基羟胺。

在碱性介质中，主要发生双分子还原，还原剂不同，还原产物有很大差异。

，但产物经酸性条件进一步还原最终形成苯胺。

若用硫化钠，硫氢化钠，可以选择性地还原一个。

（三）缩合反应有a氢的硝基化合物在碱性条件下生成负碳离子，缩合反应。

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。

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
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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。

含氮有机化合物

O H2N C NH2
（一）酸碱性尿素分子中含有两个氨基，呈弱碱性，可与强酸生成盐。
O H2N C NH2 + HNO 3 O H2N C NH2 · HNO 2
硝酸盐
（二）与亚硝酸反应
尿素分子中含有2个氨基，与伯胺一样可与亚硝酸反应，放出氮气并生成碳酸。
O H2N C NH2 + 2HNO2
R O C NH CH2CH3
O C Байду номын сангаасH CH3
N-乙基乙酰胺
N-甲基苯甲酰胺
CH3CH2
O CH3 C N CH3
N，N-二甲基甲酰胺
二、化学性质
（一）酸碱性酰胺是近中性化合物，这是由于氮原子上的未共用电子对与碳基上的π电子形成共轭体系，电子云向羰基方向移动，降低了氮原子上的电子 O 云密度，使其结合质子 R C NH2 的能力减弱。
H2CO3 + 2N2↑
+ 2H2O
H2O + CO 2↑
通过测量放出N2的体积，便可定量地测定尿素的含量。利用这个反应还可用来破坏和除去亚硝酸。
（三）水解
H+ O H2N C NH2 + H2O NH4+ + CO 2
2NH3 + CO 3
NaOH
尿素酶
NH3 + CO 2
（四）缩二脲反应将固体尿素缓缓加热至150~160℃ 左右，2分子尿素失去1分子氨，缩合生成缩二脲（或称双缩脲）。
式中R、R′、R″可以相同，也可以不同。
（二）命名
1 ．对于氮原子上没有烃基的简单酰胺，根据氨基（-NH2）所连的酰基名称来命名，称为某酰胺。例如：

第十二章含氮有机化合物

CH3 CH3 N
HCl + NaNO2 80C
CH3 N CH3
N=O
翠绿色
H
+
CH3 OH N= =N
桔黄色
N(CH3)2 HCl
OH
CH3
CH3
NaNO2 CH3 N NO CH3 CH3
+
6.氧化胺比较容易被氧化，尤其是伯芳胺极易被氧化。苯胺在放置时就会被空气氧化而颜色变深。
NH2 O
HO
+
R
/
CCl
(CH3CO)2O
O C R/ RNH
HO O NH CCH3
NH2
+ CH3COOH
磺化反应(兴斯堡Hinsberg反应):10、20、30胺的反应表现有区别，可用来鉴定三类胺。
1
0
RNH2
+
O Cl S O
O RNH S O
NaOH
RNO2S
Na+
有酸性
20
R2NH +
O Cl S O
R CH2 NO2
+ NaOH
R CH2 NO2
Na
+ H2O
特点: 硝基化合物含有α-H,可溶于NaOH溶液,不含α-H的硝基化合物无此性质.
2.还原反应硝基化合物在不同条件下还原,得到不同的还原物,用强还原剂还原的最终产物是伯胺.例如,在酸性介质中以Fe 粉还原硝基苯生成苯胺:
稀 Fe 、 HCl NO 2
N H H
:
N
三. 胺的制备 1.腈的还原
RC
N
+2H2
Ni
RCH2NH2
2.硝基化合物的还原

含氮化合物

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 NO 2 NO 2 pKa 9.89 7.15 NO 2 4.09 O2N NO 2 0.38 OH NO 2

R NH3Cl + NaOH
RNH2 + Cl + H2O
胺的碱性强弱，可用Kb或pKb表示：
R NH 2 + H2O Kb = R NH 3 RNH2 Kb OH R NH 3 + OH pKb = logKb
碱性：脂肪胺 > 氨 > 芳香胺 pKb < 4.70 4.75 >8.40
脂肪胺在气态时碱性为： (CH3)3N > (CH3)2NH > CH3NH2 > NH3 在水溶液中碱性为： (CH3)2NH > CH3NH2 > (CH3)3N > NH3 原因：气态时，仅有烷基的供电子效应，烷基越多，供电子效应越大，故碱性次序如上。
第十章
含氮有机化合物 (Nitrogen)
第一节硝基化合物
一、分类、命名、结构
1. 硝基（NO2-）取代烃分子中的氢原子所成的化合物称为硝基化合物。硝基是它的官能团。按烃基的不同，硝基化合物可分为：脂肪族硝基化合物（RNO2），例如：CH3NO2 硝基甲烷、CH3CH2NO2 硝基乙烷。芳香族硝基化合物（Ar-NO2）. 例如:
1、物理性质脂肪族硝基化合物多数是油状液体，芳香族硝基化合物除了硝基苯是高沸点液体外，其余多是淡黄色固体，有苦仁气味，味苦。不溶于水，溶于有机溶剂和浓硫酸（形成盐）。 2．脂肪族硝基化合物的化学性质（1）还原硝基化合物可在酸性还原系统中（Fe、Zn、Sn和盐酸）或催化氢化为胺。

有机含氮化合物

CH3 N H C2H5 N CH3 H
N C2H5 H
CH3
C2H5
但手性的季铵盐却可被拆分：
CH3 N C2H5
+
CH3 N C6H5 CH2=CHCH2
+
C6H5 CH2CH=CH2
C2H5
三、胺的化学性质
6、芳环上的亲电取代 1、碱性和成盐 (1) 卤化 2、烃基化 (2) 硝化 3、酰基化 (3) 磺化 4、磺酰化 5、与亚硝酸的反应
H R2N
+
H
H O H H O H
¼¼¼¼¼¼ ó ¼¼¼¼ ¨ ó R2NH¼¼¼ ¼ ó
R3N+-H
H O H
¼¼¼¼¼¼ ¼¼¼¼ ¨ R3N¼¼ ¼
∴ 胺在水中的碱性是由电子效应、溶剂化效应、空间效应共同决定的，其结果是：2° ＞1°＞3°胺！在非极性或弱极性介质（如CHCl3）中，确有碱性Me3N＞Me2NH＞MeNH2
(ArNH2)
O RNH2 + CH3-C-X
(R')
O (Ar) CH3-C-NHR -OH O (Ar) CH3-C-NR2
LiAlH4
CH3-CH2-NHR
X= -Cl
(Ar2NH) (R')
O -OC-R'
O R2NH + CH3-C-X O R3N + CH3-C-X
LiAlH4
CH3-CH2-NR2
(1) NaOH ,H2O (2) H2O ,H+ (CH3CO)2O
HO
NO2
H2 ,Ni
HO
NH2
HO
对氨基乙酰苯胺扑热息痛(paracetamol)

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。

13 有机含氮化合物

(H3C)2N
NaNO2/HCl
R3NHX-
+
(H3C)2N
ON
NO 绿色结晶
(H3C)2N
CH3
NaNO2 /HCl
(H3C)2N
CH3
应用：芳香叔胺的鉴别
5、芳环上的取代反应氨基与羟基一样，对芳环上的亲电取代反应具有较强的致活作用，芳胺的芳环上很易发生亲电取代反应。（1）卤代反应
NH2
-H2O
NR"R"' R
R'
CH
R'
R' R CH NHR"
R C NR"
[H]
4、 Hofmann降解
5 、 Gabriel合成法（制备纯净伯胺）
O NH O
N aOH H2O KOH CH3CH2OH
O NK O
ONa ONa + RNH2
- +
O
RX DMF
N R O
O
O
N R O
O
NH2NH2 回流
2 、烃基化（多烃基化）
N上的未共用电子对可作为亲核试剂，发生亲核取代反应。
3、酰化（单酰基化）和磺酰化（单磺酰基化）
常用的碱：氢氧化钠、三乙胺和吡啶 ---缚酸剂 R1COCl R3N or (R CO) O 不反应 1 2 运用：(1)药物合成；（2）保护氨基
NH2
+
CH3
SO2Cl
CH3
N
10 7 °
H
CH3
N H
11 3° 1 0 6°
H
CH3
N CH3
10 8 °
CH3
（三）胺的化学性质

含氮有机物

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：取代而成的化合物，其通式为R-NO2（1）硝基化合物：烃分子中的氢原子被-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：RNH2R1R2NH R1R2R3N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-X，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+≡NX-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。

第12章有机含氮化合物总结

第12章有机含氮化合物总结有机含氮化合物是一类含有碳氮键的有机化合物，其中氮原子在分子中承担了不同的化学性质和功能。

它们广泛存在于自然界和人工合成中，并具有重要的生物学活性和工业应用价值。

有机含氮化合物可以根据分子中氮原子的氧化态和官能团的类型来分类。

常见的有机含氮化合物包括胺、腈、亚胺、醇胺和卤代氨基化合物等。

胺是一类含有一个或多个氮原子的化合物，它们是有机合成和药物化学领域中重要的中间体。

胺可以通过直接还原亚硝胺、氨基化合物的C-N键或通过氨基化合物的烷化来合成。

胺的活性取决于氮原子上的非共价电子对数目和取代基的影响。

胺可以作为碱反应，与酸形成盐，也可以作为亲电试剂进行亲核取代反应。

腈是具有三键结构的有机化合物，可以通过β-消除反应、氨脱水反应或芳香化合物的杂环化等方式制备。

腈是重要的有机合成中间体，可以进一步合成酰胺、胺类及其他有机化合物。

此外，腈还具有草甘膦等农药和合成纤维中的应用。

亚胺是一类碳-氮双键具有一个取代基的有机化合物。

亚胺可以通过间硫酮上的亲电取代反应合成，也可以通过羰基化合物上的还原反应制备。

亚胺具有活性，可以进一步发生亲核反应，生成酮、胺、酯等化合物。

醇胺是同时含有羟基和氨基的有机化合物，通常用于药物合成和生物学研究中。

它们可以通过氢化酮、酮合成或氨基化等方法制备。

醇胺具有亲核取代和缩合反应的特性，可以发生肽键形成反应。

卤代氨基化合物是一类含有卤素和氨基取代基的有机化合物。

它们可以通过卤代烷基上的亲电取代反应合成，也可以通过氨甲酸酯和卤代烷基化合物的反应制备。

卤代氨基化合物具有活性，可以作为亲电试剂进行亲核取代反应。

有机含氮化合物具有多样的化学性质和应用价值。

它们可以作为药物、农药、染料和高分子材料等的重要原料。

此外，有机含氮化合物还广泛应用于有机太阳能电池、液晶显示器和催化剂等领域。

总之，有机含氮化合物在化学和应用领域具有重要的地位。

了解其结构和性质对于合成和应用具有指导意义。

有机含氮化合物

（三）化学反应
1、芳核上的亲核取代反应(SN2Ar)
硝基是强吸电子基，当其与苯环直接相连时，不仅使芳环上的亲电取代反应活性下降，而且通过吸电子效应，对其邻、对位的取代基产生显著的影响。
（1）增强卤素的活泼性
Cl
卤
烃
10%NaOH H+
反
360℃，P
应活
Cl
性增
NaOH,H2O H+
强
135 ℃
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–
90%
烯胺
仲胺：多采用环状胺共振式：
（四）制备
1、氨或胺的烃基化
CH3CHCOOH + NH3 Br
1mol
70mol
CH3CHCOO-NH4+ NH2
65~70%
Cl
NO2
EtOH
+ CH3NH2 160℃
NHCH3 NO2
2、硝基化合物的还原
O2N
H2/Ni
COOH
3atm
H2N
NO2
NH3+Cl-
NHCOCH3
HNO3 H2SO4
NHCOCH3 NO2
SO3H
OHH2O
NH2
SO3H

有机化学~10含氮化合物

溶剂化程度与稳定性：
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

含氮有机化合物解析

有机化学第十章含氮化合物

10-含氮有机化合物解析

含氮化合物的结构和性质

《有机化学》第十二章有机含氮化合物

有机含氮化合物

有机含氮化合物

有机含氮化合物

有机化学第十二章含氮化合物

含氮有机化合物

第十二章 含氮有机化合物

含氮化合物

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张文勤有机化学第十三章含氮有机化合物

13 有机含氮化合物

含氮有机物

第12章有机含氮化合物总结

有机含氮化合物

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第十二章含氮有机化合物