有机化学 14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
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。
有机化学第十四章含氮化合物
Z=O R XC RO
A、由于酰胺一般为晶体，且有固 定熔点，因此通过测定熔点可以推 测原来的胺，即用于伯胺、仲胺的 鉴别。
注意：
B、由于酰胺在强碱、强酸中易水解，且不易氧化，因此在有机合成中，往往 把芳胺酰化变成酰胺，保护氨基NH2，例如：
例如：由苯胺合成邻硝基苯胺(练习)
COX +
NH2 NHCH3
130
OH NO2
Cl NO2
NO2 NO2 Cl NO2
NO2
NaHCO3/H2O
100
NaHCO3
35
OH NO2
NO2
OH
NO2
NO2
NO2
Cl NO2
Cl
问题：下列化合物中那一个氯原子易发生亲核取代反应？
硝基使卤苯易水解、氨解、烷基化
OH
OH
1
NO2 pKBa、使9酚.8或9羧酸酸性增 7.15
物理测试表明，两个N-O键键长相等， 这说明硝基为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 二、硝基化合物O 的化学性质
R实N 验结果证明：（1）硝基有对R 称 N 结构；O
O
1.两个N-O键相 等 （0.121nm）；
2.N原子SP2杂化， N原子的P轨道 与两个O原子 的P轨道侧面平 行重叠形成三 中心四电子的 大П键 。
其缩合过程是：硝基烷在碱的作用下脱去α- H形成碳负离子， 碳负离子再与羰基化合物发生缩合反应。
与HNO2反应-----鉴别伯、仲、叔N硝O基H化合物
NaOH
RCH2NO2
RC
(硝肟酸）
NO2
红色
R2CHNO2 HNO2
RCH2NO2 +HONO
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。
曾昭琼《有机化学》(第4版)课后习题(含氮有机化合物)【圣才出品】
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6．完成下列反应： （1）
N H （2）
(1)CH3I(过 量 ）
CH3
?
加热
（ 1） CH3I ?
?
(2)Ag2O,H2O
（ 2）Ag2O,H2O
（ 3） 加 热
CH3
CH3
Fe+HCl
(CH3CO)2O ?
（2） （3）
12．从甲苯或苯开始合成下列化合物： （1）间氨基苯乙酮 （2）邻硝基苯胺 （3）间硝基苯甲酸 （4）间溴甲苯
H2N （
COOCH2CH2NEt 2 ）；
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NO2
（4）由简单的开链化合物合成
CH3
答：（1）
（2） 2HBr H2O2
HOH
（3）
Br 2 Na CN
Br
C OH O
C OH
CN Na
CN C2H5OH
COOH
（2）氯苯可以直接硝化生成 2,4-二硝基氯苯，但 2,4-二硝基氯苯因两个硝基的吸电 子作用，使其很易水解，生成 2,4-二硝基苯酚，所以得不到 2,4-二硝基氯苯的产物。
9．请判断下述霍夫曼重排反应能否实现，为什么？
答：不能实现，霍夫曼重排反应只能发生在氮原子上无取代的酰胺。
10．从指定原料合成： （1）从环戊酮和 HCN 制备环己酮； （2）从 1,3-丁二烯合成尼龙-66 的两个单体——己二酸和己二胺； （3）由乙醇、甲苯及其他无机试剂合成普鲁卡因
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CH3 N
CH2CH2COOEt
有机化学课件(李景宁主编)第14章-含氮有机化合物
硝基化合物的命名： 以烃为母体，硝基 作取代基
CH3
CH3CH2NO2
CH3 CH CH3
CH3 C NO2
硝基乙烷 nitroethane （1°，伯）
NO 2
2 –硝基丙烷
2-nitropropane （2 °，仲 ）
CH3 2 –甲基-2-硝基丙烷 2-methyl-2-nitroprppane
Compounds CH3NO2
MW.
61
b.p.(℃)
101
CH3COCH3 CH3CH2CH2OH
58
60
56.5
97.2
芳香族硝基化合物：无色或淡黄色高沸点液体或固体； 有苦杏仁
味。不溶于水，溶于有机溶剂。
多硝基化合物：是黄色晶体，多硝基化合物通常具有爆炸性，
可用作炸药。叔丁基苯的某些多硝基化合物具有类似天然麝香的 气味，可用作香料
O R CH N
Na
O
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。
O C H3NO 2 + 3 H C H HO
C H2O H
OH
卤原子邻对位有吸电子基团时，如硝基，对苯环的亲核取代
反应有活化作用：
Cl
OH
Na2CO3 H+
130o
NO2 Cl
NO2 OH
NO2 Na2CO3 H+
100 o
reflux NO2
Cl
NO2
NO2 OH
第十四章 有机含氮化合物
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(第五版)下册课后答案 李景宁
第十二章羧酸(P32-33) 1.命名下列化合物或写出结构式:(1) 3-甲基丁酸 (2) 3-对氯苯基丁酸(3) 间苯二甲酸 (4) 9，12-十八碳二烯酸(5) 4-甲基己酸CH3CH2CH(CH3)CH2CH2COOH(6) 2-羟基丁二酸HOOCCH(OH)CH2COOH(7) 2-氯-4-甲基苯甲酸(8) 3,3,5-三甲基辛酸2.试以反应式表示乙酸与下列试剂的反应3.区别下列各组化合物:4.指出下列反应的主要产物:（第四版保留）(1)C6H5CH2Cl 干醚MgC6H5CH2MgCl(1) CO2(2) H2OC6H5CH2COOH SOCl2C6H5CH2COCl 4.完成下列转变：5、怎样由丁酸制备下列化合物？6、解:7、指出下列反应中的酸和碱。
按lewis酸碱理论：凡可接受电子对的分子、离子或基团称为酸，凡可给予电子对的分子、离子或基团成为碱。
8.（1）按酸性降低的次序排列下列化合物:①酸性: 水>乙炔>氨;②酸性: 乙酸>环戊二烯>乙醇>乙炔（2）按碱性降低的次序排列下列离子:>>①碱性:CH3HC C CH3O②碱性:(CH3)3CO>(CH3)2CHO>CH3O9. 解：化合物A有一个不饱和度，而其氧化产物B含有两个不饱和度。
产物DC5H10有一个不饱和度。
从题意可知：D的结构式可能为环戊烷；C的结构为环戊酮；B的结构为己二酸；A的结构式为环己醇。
10．解：（1）由题意：该烃氧化成酸后，碳原子数不变，故为环烯烃，通式为CnH2n-2。
（2）该烃有旋光性，氧化后成二元酸，所以分子量=66*2=132。
故二元酸为CH3CH(CH2COOH)COOH11.由题意：m/e=179，所以马尿酸的分子量为179，它易水解得化合物D和E，D 的IR谱图：3200-2300cm-1为羟基中O-H键的伸缩振动。
1680为共扼羧酸的＞C=O的伸缩振动；1600-1500cm-1是由二聚体的O-H键的面内弯曲振动和C-O 键的伸缩振动之间偶合产生的两个吸收带；750cm -1和700cm-1是一取代苯的C-H 键的面外弯曲振动。
有机化学课件(李景宁主编)第14章_含氮有机化合物习题
浓 NaOH CHO + CHO + CH 3 KMnO 4 KOH N K COOH COOH N COOH COOH KMnO 4 N O CH 2OH 稀 OH
－
+ O COOH
CH 3COCH 3
O
CH=CH COCH 3
碳水化合物
一、三个单糖和过量苯肼作用后，得到同样晶形的脎，其中一个
CHO
3、化合物A（C8H17N）其NMR中无双峰，A与2molCH3I反应后再与 湿的Ag2O作用，并加热生成B（C10H21N），再重复以上反应则生成 三甲胺及1，4—辛二烯和1，5—辛二烯，给出A、B 的结构并写出有 关反应方程式。
4、化合物A（C6H13O2N）有旋光性，A与HNO2作用放出N2，与 NaHCO3作用放出CO2，A与HNO2的水溶液作用生成B（C6H12O3）， B仍有旋光性，B与浓H2SO4作用于脱水生成C（C6H10O2），C能使 KMnO4溶液褪色，与酸性KMnO4作用并加热则生成草酸和2—甲基丙 酸，写出A、B各对映异构体的Fisher投影式，并用R/S命名法命名， 写出C的结构式。
A 伯胺
B 仲胺
C 叔胺
D 都可以
）
7、下列化合物能溶于稀盐酸的是（ A 苯胺 B 苯酚 C 苯甲酸
D 乙酰苯胺
8、下列化合物碱性最强的是（ ） A CH 3COO-+NH4 C CH3CONH2 A 5％盐酸水溶液 B CH3(CH2)3NH2 D H2NCH2COOH ） D银氨溶液 B 苯磺酰氯和NaOH C 乙酸酐
9、能区分苯胺和N－甲基苯胺的是（
10、反应C6H5NH2 + H2SO4(1mol) A
SO3H NH2
含氮有机化合物和杂环汇总
CH3NHCH2CH3 甲乙胺 （仲胺） 甲基-乙基-环丙基 H 3C N CH2CH3 胺（叔胺）
6
NHCH 3
N-甲基苯胺
邻-甲基苯胺 N-甲基-N-乙基 苯胺
7
NH 2 CH3
N CH3 CH2CH3
CH2NH 2
+ NH 3 Cl
苯甲胺（苄胺） 氯化苯铵 溴化四甲铵
-
(CH3)4N Br
31
第二节 重氮化合物 和偶氮化合物
重氮化合物 R-N=N（Ar）
偶氮化合物
R-N=N-R’ （Ar）
32
重氮化合物的化学性质 1.重氮基取代反应（放氮反应）
33
OH
+
N2
H
+
3 PO 2+ H 2O
O H2
/ △
N2
N2
N) 2 C ( u 2 C N KC
+
Cu
2X 2
+H
X
CN N2
X
+
27
(3) 叔胺和亚硝酸反应
N(CH3)2
N(CH3)2
+ HNO2
N O
28
鉴别：
伯胺 脂 肪 族 仲胺
HNO2
N2 黄色油 状物
叔胺
溶解
29
五.与医学有关的胺类
苯胺
NH 2 + 3Br2(水）
Br Br NH 2 Br + HBr
白
30
ห้องสมุดไป่ตู้
拓展
“新洁尔灭”
溴化二甲基十二烷基苄基铵，又称苯扎溴 铵（C6H5CH2N+(CH3)2C12H25Br-），商品名为 “新洁尔灭”。它为季铵盐型阳离子表面活性 广谱杀菌剂，杀菌力和去垢效力强，对皮肤和 组织无刺激性，对金属、橡胶制品无腐蚀作用， 不污染衣服，性质稳定，易于保存，属消毒防 腐类药物。1:1000～2000的新洁尔灭溶液广泛 用于手、皮肤、粘膜、器械等的消毒。
含有氮元素的有机化合物就称为含氮有机化合物如我们学
§14· 1 硝基化合物
一、硝基化合物的命名和结构
1、
分类：
1>、据分子中–NO2的数目：分为一元和多元硝基 化合物。 2>、据与– NO2直接相连的碳原子的种类：伯、仲、 叔硝基化合物。
3>、据与– NO2相连的烃基的种类：脂肪族硝基化 合物和芳香族硝基化合物。
2、 命名：
硝基化合物的通式为R – NO2。命名与卤 代烃相似； – NO2只作取代基。如： 硝基甲烷、2 –硝基丙烷、4 –硝基甲苯、 硝基苯 3、 结构： N为SP2杂化， – NO2为共扼体系，与亚硝 酸酯R – ONO互为同分异构体。
1、 物理性质：沸点比相应的卤代烃高，有 毒，蒸汽可渗透皮肤；芳香族硝基化合物中， 除一元硝基化合物是高沸点的液体外，一般 为无色或黄色结晶体；多硝基化合物有爆炸 性。 2、 脂肪族硝基化合物的化学性质： 1>、还原：可催化加氢，也可用Fe/HCl等还 原。
如： RNO2+3H2
RNH2+H2O
2>、酸性：硝基化合物的a-H具有酸性，
—CH2N(CH3)2
H2O2
160℃
=CH2 —CH2N（CH3）2 O– 7、芳胺的特性：-NH2是第一类基，使苯环活 化。 1>、氧化：苯胺被二氧化锰氧化就成对苯醌； 苯胺也容易被空气中的氧所氧化。
2>、卤代：
NH2 Br NH2 Br
+3 Br2
Br NHCOCH3 + 3Br2 (白 ￬ )
LiAlH4
RCH2NH2 RNH2 CHNH2
H2
NaOBr
3、 还原氨化：
C
O
+NH3
–H2O
C
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
14含N化合物
硝基化合物
二、性质
（三）芳香族硝基化合物的化学性质
2.硝基对苯环上其它基团的影响
(2) 对酚酸性的影响
OH － OH － －NO2 OH － － NO2 7.15 OH － －NO2 － NO2 4.0 OH － O2N－ －NO2
－ NO2
0.38
PKa
9.89
8.40
胺
一、胺的分类和命名
分类：胺可以被看作为是NH3的烃基衍生物。 氨中的H被一个、二个或三个烃基取代则分别生成伯、仲、 叔胺（或称第一、二、三胺）。 NH3 RNH2 R2NH R3 氨 伯胺 仲胺 叔胺 一级胺 二级胺 三级胺
[RN+H3] [OH-] [RNH2]
Kb =
pKb = - LgKb
NH3 pKb 4.75 所以有：
烷基胺 芳胺 3~5 9~10 烷基胺 > 氨 > 芳胺
胺
1.碱性
四、胺的化学性质
由于烷基是+I的基团，理论上烷基胺的碱性次序应为：
(CH3)3N
(CH3)2NH
>>
(CH3)2NH
>
CH3NH2
二、性质
（二）脂肪族硝基化合物的化学性质
R CH NO2 NO 硝肟酸蓝色结晶
溶于NaOH 呈红色溶液
R2 CH NO2 + HONO
R2 C NO2 NO 假硝醇蓝色结晶
不溶于 NaOH 蓝色不变
第三硝基烷与亚硝酸不起反应。 此性质可用于区别三类硝基化合物。
硝基化合物
1.还原
二、性质
（三）芳香族硝基化合物的化学性质
和
NHOH －
所以它们不能分离出来
硝基化合物
第十四章 含氮有机化合物
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。
有机化学第十四章含氮芳香化合物
H3C
N2 X
H3C
NH2
H3C
NO2
H3C
或
格氏试剂法
H3C
COOH
H3C
MgX +
CO2
•合成路线(重氮盐法)
HNO3 H2SO4 Fe HCl
H3C
H3C
NO2
H3C
NH2
除去邻位产物
NaNO2,HCl 0-5 C
o
H3C
N2Cl
CuCN
H3C
CN
H2O / H+
H3C
COOH
Br
例 3：
芳环 • 氨基的活化亲电 取代反应易进行 • 使苯环易被氧化
R
一．重氮盐(Diazonium salts)及其反应
重氮盐的制备
NaNO2 / HCl Ar NH2 0 5 C
o
Ar
N2 Cl
重氮盐
现制现用 • 温度升高易水解成酚 • 干燥时易爆炸
重氮盐的反应类型
• 取代（主要反应）
1. 重氮盐的取代反应
第十四章
含氮芳香化合物（1）
主要内容：
芳香族硝基化合物及其性质
三类含氮芳香族化合物
Ar N2 X
重氮盐
Diazonium salts
Ar NO2
芳香族硝 基化合物 Aryl nitro compoumds
Ar NH2
芳香胺 Arylamines
一. 芳香族硝基化合物
重要的化工原料
Ar
Br Br
间三溴苯
•直接溴代，得不到目标产物
Br2 Fe Br Br2 Fe Br Br Br + Br
有机化学课件第十四章
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
李景宁《有机化学》(第5版)(上册)配套题库[章节题库](含氮有机化合物)
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第14章含氮有机化合物一、选择题1．下列胺中，碱性最大的是（）？【答案】（b）2．下列化合物在水中溶解度最小的是（）。
A．甲胺B．二甲胺C．三甲胺【答案】C3．邻甲氧基氯苯在NaNH2作用下生成（）。
【答案】D4．不能与发生偶联反应的是（）。
A．苯B．苯酚C．间苯二酚D．N，N-二甲基苯胺【答案】A5．下列化合物中碱性最弱的是（）。
A．甲胺B．胺C．吡啶D．苯胺【答案】D6．下列化合物在水溶液中碱性最强的是（）。
【答案】A7．相同分子量的正丙胺和三甲胺的沸点相差近46℃，前者比后者沸点高的主要原因是（）。
A．正丙胺存在分子间氢键B．正丙胺的极性大C．三甲胺的结构接近球形D．正丙胺是直链化合物【答案】A8．下列化合物中碱性最强的是（）。
【答案】A9．对于下列化合物碱性最强的是（），最弱的是（）。
A．对氨基苯乙酮B．DMF C．吡啶D．苯胺E．三甲胺【答案】E；B二、填空题1．按碱性由强到弱的顺序排列下列化合物：。
①苯胺②乙胺③二乙胺④二苯胺【答案】③＞②＞①＞④【解析】脂肪族胺的碱性大于芳香族胺。
2．下列化合物碱性由大到小的顺序是。
A．二甲苯胺B．苯胺C．对甲苯D．对溴苯胺【答案】C＞B＞A＞D3．。
【答案】【解析】胺类化合物与羰基化合物的反应，分子内发生两次。
三、简答题1．A．邻甲苯胺B．N-甲苯胺C．苯甲酸D．邻羟基苯甲酸答：方法一：方法二：2．。
答：顺-4-甲基环己胺。
3．某化合物A，分子式为，其谱没有双重峰，它与反应，然后与湿的氧化银作用，接着加热生成中间体B，其分子式为，B进一步甲基化后与湿的氧化银作用，转变成氢氧化物，加热生成三甲胺、1，5－辛二烯和1，4－辛二烯混合物。
写出化合物A和B的结构。
答：A；B。
4．硝基是一个拉电子基团，还是推电子基团？它在硝基乙烷和硝基苯两个化合物中的电子效应是否相同？说出它们的异同点并解释原因。
答：硝基是拉电子基团，它在硝基乙烷和硝基苯两个化合物中的电子效应不完全相同。
硝基化合物.
中性介质时，可还原成N-羟基苯胺，也可还原成 苯胺。如要制备亚硝基苯，可由N-羟基苯胺氧化而得。
生物与化学工程系
有机化学
第十四章 含氮有机化合物 （c）金属加碱性介质
生物与化学工程系
有机化学
第十四章 含氮有机化合物
在碱性介质条件下还原时，中间产物亚硝基苯和N羟基苯胺会互相作用而生成双分子缩合产物。其中氢化 偶氮苯在强酸性介质中可发生分子重排生成联苯胺—联 苯胺重排。
胺的物理性质和波谱性质 一、物理性质 常温下，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。 由于胺是极性化合物，除叔胺外，其它胺分子间可通过氢键 缔合，因此胺的熔点和沸点比分子量相近的非极性化合物高。但 由于氮的电负性比氧小，所以胺形成的氢键弱于醇或羧酸形成的 氢键，因而胺的熔点和沸点比分子量相近的醇和羧酸低。 伯、仲、叔胺都能与水形成氢键，所以低级脂肪胺可溶于水。 随着烃基在分子中的比例增大，溶解度迅速下降，所以中级胺、 高级胺及芳香胺微溶或难溶于水。胺大都可溶于有机溶剂。
生物与化学工程系
有机化学
第十四章 含氮有机化合物
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-。
生物与化学工程系
有机化学
第十四章 含氮有机化合物
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：
生物与化学工程系
有机化学
第十四章 含氮有机化合物
一、硝基的结构 按照价键理论，硝基（—NO2）的结构通常表示为：
李景宁主编第五版有机化学11-14章复习资料
十一、醛酮影响亲核加成反应速率的因素常见的吸电子基团的吸电子能力：—NO 2 > —COR > —SO 2R > —COOR > —CN > —C 6H 5 > —CH ＝CH 2 1、羰基碳原子连有基团的体积↑，空间位阻↑，不利于 亲核试剂进攻，反应就越慢。
2、当羰基连有吸电子基时，使羰基碳上的正电性增加，有利于亲核加成的进行，吸电子基越多，反应就越快。
3、羰基上连有与其形成共轭体系的基团时，由于共轭作用可使羰基稳定化，因而亲核加成速度减慢。
4、试剂的亲核性愈强，反应愈快5、亲核试剂的体积对加成的影响LiAlH 4体积小—OH 在e 键稳定，LiBH(sec-Bu)3体积大，—OH 只能在a 键亲核加成反应一、与氢氰酸的加成反应：生成羟基氰1° 反应范围：醛、脂肪族甲基酮。
ArCOR 和ArCOAr 难反应。
2°反应的应用：α-羟基腈是很有用的中间体，它可转变为多种化合物，也是增长碳链的一种方法。
与HCN 加成的难易 电子效应 HCHO 〉RCHO 〉酮空间效应 HCHO 〉RCHO ； RCHO 〉R 2C=O ； 环内酮 〉同碳的烷酮。
二、与饱和亚硫酸氢钠的加成反应：生成羟基磺酸盐COH+ HCN羟基睛αCH 2=C-CN CH 3(CH 3)2CCN OH(CH 3)2CCOOH (CH 3)2CCH 2NH 2OHCH 2=C-COOCH 3CH3COH SO 3NaCSO 醇钠强酸强酸盐 （）(CH 3)3C HOH (CH 3)3C (CH 3)3C OH +LiAlH 490%10%LiBH(S Bu)312%88%主要决定于椅式构象中e 键的稳定.产要是进攻试剂体积庞大反式进攻有利反应的应用 a 鉴别化合物b 分离和提纯醛、酮c 用于制备羟基腈，是避免使用挥发性的剧毒物HCN 而合成羟基腈的好方法。
—SO 3Na 被—CN 取代三、与格式试剂的加成反应：生成各级醇四、与醇的加成反应：生成缩醛或酮 反应的应用： 有机合成中用来保护羰基，在加热条件下用稀酸水解:H +/H 2O 便可还原为原来的醛或酮五、与氨及其衍生物的加成反应六、与磷叶立德的加成反应：生成烯烃R C H ( R' )RC OH H SO 3( R' )O 3RCHO + Na 2SO 3 + CO 2 + H 2O RCHO + NaCl + SO 2 + H 2O 杂质不反应，分离去掉PhCHO 3H 2O PhCHSO 3Na PhCHCN HCl 67%回流OHOH OH C O δδδδC OMgX R 2R C OH +HOMgX无水乙醚R C O +ROH H R C OHHOR半缩醛+R C OR OR 缩醛R C RO +HO CH 2CH 2HO HR CRO O CH 2CH 2+H 2O2B CNOH H BNBNH 2B C N B NH 2OH （羟氨）NH 2NH 2（肼）NH 2NHC 6H 5（苯肼）NH 2NHCONH2（氨基脲）CN OH（肟）C N NH 2（腙）C N NHC 6H 5（苯腙）CNNHCONH 2（缩氨 脲）RR ′-Ph 3P C R R +CO -Ph 3PCR R CO Ph 3P O +CC R′′七、与西佛试剂（品红醛试剂）的反应：区别醛酮常用的方法还原反应一、催化氢化 ：还原为醇所有不饱和键均被还原，若要保留羰基，条件为：H 2，5%Pd/C二、金属氢化物为还原剂还原：还原为醇（1）LiAlH4还原①选择性差，是强还原剂，除不还原C=C 、C ≡C 外，其它不饱和键都可被其原； ②不稳定，遇水剧烈反应，通常只能在无水醚或THF 中使用（2）NaBH 4还原 NaBH 4还原的特点：①选择性强（只还原醛、酮、酰卤中的羰基，不还原其它基团。
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NHCCH3 + CH3COOH
总目录
②兴斯堡（Hinsberg O）反应
1° RNH2 + C6H5SO2Cl
NaOH
C6H5SO2NHR
固体
[ C6 H5SO2 NR ] Na+
可溶于碱液
-
H
+
RNH2
2° R2NH + C6H5SO2Cl
NaOH （ —）
C6H5SO2NR
固体
H
+
R2 NH
+
+ NaX + 2 H2O
芳香族重氮盐
H 2° N
NO
+ HNO2
N
黄色固体
+
H 2O
H N CH3 + HNO2 N N O CH3
棕色油状
总目录
N(CH3)2 3° N(CH3)2
+ HNO2
NO
对亚硝基胺 （绿色叶片状）
用途： ①重氮盐用于有机合成； ②亚硝酸反应区别1°胺、2 °胺、3 °胺
总目录
2. 结构
偶极矩高 2个N—O键长均等 ① N：sp2杂化，其孤对 电子所在的p轨道与O的p 轨道形成共轭体系。
② 电负性: O＞N
仍用右式表示：
O N O
总目录
• 共振式表示硝基结构：
R N
+
O O
R N
+
O O
• 硝基化合物与亚硝酸酯互为异构体：
硝基化合物
亚硝酸酯
总目录
二、性质
NH2 (CH3CO)2O NHCOCH3 Br2
NHCOCH3 NHCOCH3 Br
+
Br
总目录
③ 溶剂不同，产物不同
NHCOCH3 Br 2 NHCOCH3 CH 3COOH
(CH 3CO)2O H+ O 3
NH2
Br Br 2
(CH 3CO)2O
Br NH2 Br
NH2
NHCOCH3 + H 3O Br
＞ (CH3)3N ＞ NH3
3°
Kb ×105
59.5
42.5
6.73
1.8
（原因见下页）
总目录
水溶液相不同的原因：
H O H O H H
a.主要因素：溶剂化效应，水合铵离子的稳定性
(CH3)2 N
+
H H
＞
(CH3)3 N
+
H
O
H H
b.次要因素：空间效应 因此，胺的碱性强弱由电子效应、溶剂化效 应和空间效应所决定。
+
1°胺
OH
CH3NHR + RBr
-
胺 2°
CH3NHR + H2O
2°胺 CH3NHR2 + Br 3°胺 OH CH3NR2 + H2O
CH3 NR3 OH
+
CH3 NR2
+ RBr
+
+ Br -
3°胺 季 铵 盐 + 铵 碱 CH3 NR3 OH 季
NH3或RNH2的烷基化产物为混合物。
总目录
+
H2SO4
NH3HSO4Br 2
NH3 HSO4
NH2 NaOH Br
Br
总目录
（3）磺化
NH2
+ + H2SO4
NH3 HSO4
脱水
NH2
+
NH3
内盐，熔点高
SO3 H
SO3-
总目录
（4）硝化
NH2
(CH 3CO)2O
溶剂不同，结果不同 保护与否，结果不同
NHCOCH3 H+ O 3 NO2
+
+ R + X + N2
H
2° R2 NH + HNO2
+
R2NH
精制2°胺
定量
R2 N N O + H 2O
黄色油状或固体，N-亚硝基化合物
3° 不反 应
用途：
①鉴别1°胺、2 °胺、3 °胺； ③定量测定1°胺。 ②精制2 °胺；
总目录
（2）芳香胺
1° NH2
+ NaNO2+ HX
0-5℃
NX N
总目录
2.芳香族硝基化合物的化学性质
⑴ 还原：产物与介质酸碱性有关
Fe/HCl NH2 NHOH
苯胺 苯胲 氢化偶氮苯
NO2
Zn/NH4Cl
Zn/NaOH
NHNH
Fe/NaOH
N N
偶氮苯
总目录
⑵芳环上的亲核取代反应
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。
易在空气中氧化：
NH2
MnO2 H2SO4 10℃
O
O
当苯环上有吸电子基，如—X，—NO2，—CN 等时，氨基被氧化为硝基：
X NH2 X CF3COOOH CH2Cl2 X NO2 X
总目录
（2）卤代
① 活性大，难停留在一元取代阶段：
NH2 H2O Br NH2 Br
+ 3 Br 2
Br
②芳胺乙酰化，降低活性，可一元取代：
NHCOCH3 NO2 H+O 3
NH2
HNO3
NHCOCH3 CH3COOH
NO2
NH2
HNO3 (CH3CO)2O
NO2
NH2 H2SO4
+
NH3 HSO4 HNO3
NH3 HSO4
NaOH
NH2 NO2
NO2
总目录
8. 季铵盐和季铵碱
（1）季铵盐和相转移催化
R3 N + RX
C12 H25 N(CH3)3Cl
· ·
N CH3
H5C2 H N
CH3
· ·
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。
总目录
当氮连接四个不同基团时，两对映体不能转 换：
CH3 C 6 H5CH2 CH2=CHCH2 N CH3
+
C 6 H5 C 6 H5
+N
CH2C 6 H5 CH2CH=CH2
总目录
四、胺的化学性质
· ·
H3C 108° H C 3 N CH3
总目录
1.氮的杂化态
· · · ·
· · ·
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。
总目录
2. 手性氮
当氮上连接三个不同基团时，为手性氮：
· ·
H3C N H C2H5 C2H5 H
1.碱性和成盐
H
· · RNH +
2
HCl
R
N H Cl
+
-
H 强酸弱碱盐
RNH3Cl
+
-
+ NaOH
RNH2 + NaCl
+ H2O
用途：提纯胺
含杂质的胺溶于干燥的Et2O中，通过干燥的HCl， 生成胺的盐酸盐沉淀，分离后用碱将其析出。
总目录
胺的水溶液呈碱性：
+ + NH4
-
NH3 + H2O
OH
总目录
2. 胺的命名
简单胺： 某（基）胺
NH2
环己胺 cyclohexylamine 三甲胺 trimethylamine
己二胺 hexanediamine N,N-二甲基苯胺 N,N-dimethylaniline
(CH3)3 N
H2N(CH2)6NH2
N(CH3)2
总目录
2. 胺的命名
复杂胺：
OMe d
碱性 ：d＞a ＞c ＞b
总目录
2. 酸性
酸性较弱，但在强碱作用下可成盐：
CH3 NH2 + Na
(C2H5)2NH + C6H5Li
Fe
Na NHCH3 +
Et2O
+ -
H2
Li N(C2 H5)2 + C6H6
+ -
-
NHR、 NR2是强碱试剂。
-
总目录
3. 烃基化
CH3NH2 + RBr CH3NH2R + Br
总目录
第一节 硝基化合物
烃分子中的氢原子被硝基取代的化合物。 自然界存在量少，主要为人工合成。
多硝基化合物的性质：爆炸性，强烈的香味
总目录
一、命名和结构
1.命名
原则与卤代烃相似，—NO2作取代基
CH3CHCH3 NO2
2-硝基丙烷 2-nitropropane
NO2 NO2
1,3-二硝基苯（或：间二硝基苯） 1,3-dinitrobenzene
总目录
（2）1H NMR 胺 α-H δ2.2 ～ 2.8 N—Hδ0.6 ～ 5 醇 α-H δ≈4 O—Hδ1 ～ 5.5
总目录
三、胺的立体化学
1.氮的杂化态
N：1s2，2s22p3 脂肪胺：4个sp3杂化轨道、一对孤对电子，具 有亲核性和碱性
· ·
H 107.3° H N H
· ·