《含氮化合物》PPT课件
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第十七部分有机含氮化合物教学课件
NN HH
氢化偶氮苯
在化工生产中,常用 Cu 、Ni或Pt 等催化剂,
采用催化加氢的方法,还原硝基化合物。实验室
中也可采用类似的方法。
NO2
NH2
H2,Cu ,约 300 ℃
约95%
NHCOCH 3 NO 2
H 2,Pt 醇
NHCOCH 3 NH 2
2.芳环上的亲电取代反应
Br 2 Fe,140 ℃
NO2
NO 2
2.芳香族硝基化合物的物理性质
O2N
CH3 NO 2
OCH 3 C(CH 3)3
葵子麝香
O2N
CH 3 COCH 3 O2N
CH3 NO 2
(CH 3)3C
CH3 NO 2
酮麝香
(CH 3)3C
CH 3
NO 2
二甲苯麝香
3.芳香族硝基化合物的化学性质
(1). 还原 NO2
NO
NHOH
基来命名。
NH2
CH3
CH2CH2CHCH3 CH3NHCH(CH 2)4CH3
1-苯基-3-氨基丁烷 2-甲氨基丁烷 CH3CH2CH2CHNCHC3CH2H35 2-甲乙氨基戊烷
3. 当氮原子同时连有芳基和脂肪基时,命名时必 须在芳胺 名称前面加字母“ N”。
CH3 N C2H5
N-甲基-N乙基苯胺
ON
N(CH3)2
对亚硝基 -N,N二甲苯胺
NH
Hale Waihona Puke NHN,N' -二苯基 对苯二胺
O2N
NH
NO2
4,4' -二硝基二苯胺
4. 四个相同或不同的烃基与氮原子相连的化合物称 为季胺 化合物,其中 R4N+X-称为季胺盐 , R4N+OH-称为 季胺碱 。 命名胺与酸生成的盐或季胺类化合物时,用“铵” 代替“胺”,并在前面加负离子的名称。
《有机含氮化合物》课件
将硝基化合物或腈类化合物还原为 胺类。
重氮化反应
通过重氮盐与氢、醇、酚等反应, 生成相应的胺类化合物。
04
硝基化合物的合成
硝酸盐的还原
将硝酸盐通过加氢还原或电解 还原等方法得到硝基化合物。
重氮化反应
通过重氮盐与酸反应,生成相 应的硝基化合物。
氧化偶联
利用氧化剂将芳香烃或烯烃氧 化偶联成硝基化合物。
有机含氮化合物中的硝基 化合物可用作燃料添加剂 ,提高燃料的燃烧效率。
塑料和橡胶添加剂
一些有机含氮化合物可用 作塑料和橡胶的添加剂, 改善其性能。
表面活性剂
有机含氮化合物中的季铵 盐类化合物可用作表面活 性剂,如十二烷基三甲基 氯化铵等。
05
有机含氮化合物的前景 展望
新合成方法的研究
总结词
新合成方法的研究将为有机含氮化合物的制备提供更多可能性,有助于发现更高效、环保的合成路径 。
硝化反应
在浓硫酸和硝酸的混合酸中, 将有机物进行硝化反应得到硝
基化合物。
腈类化合物的合成
醛或酮的氰化
在酸性条件下,醛或酮与氰化钠或氰化钾反 应生成腈类化合物。
烯烃的氢甲酰化
在催化剂存在下,烯烃与氢氰酸反应生成相 应的腈类化合物。
重氮化反应
通过重氮盐与氰化钠或氰化钾反应,生成相 应的腈类化合物。
酯的氰解
03
颜色
有机含氮化合物的颜色多样,取决于其特定的结构。例如,含有共轭双
键的化合物可能呈现黄色或棕色,而含有苯环的化合物则可能呈现不同
的颜色。
化学性质
酸碱性
稳定性
有机含氮化合物可以表现出酸性和碱 性性质。例如,胺类化合物是碱性的 ,而许多硝基化合物和腈则是酸性的 。
重氮化反应
通过重氮盐与氢、醇、酚等反应, 生成相应的胺类化合物。
04
硝基化合物的合成
硝酸盐的还原
将硝酸盐通过加氢还原或电解 还原等方法得到硝基化合物。
重氮化反应
通过重氮盐与酸反应,生成相 应的硝基化合物。
氧化偶联
利用氧化剂将芳香烃或烯烃氧 化偶联成硝基化合物。
有机含氮化合物中的硝基 化合物可用作燃料添加剂 ,提高燃料的燃烧效率。
塑料和橡胶添加剂
一些有机含氮化合物可用 作塑料和橡胶的添加剂, 改善其性能。
表面活性剂
有机含氮化合物中的季铵 盐类化合物可用作表面活 性剂,如十二烷基三甲基 氯化铵等。
05
有机含氮化合物的前景 展望
新合成方法的研究
总结词
新合成方法的研究将为有机含氮化合物的制备提供更多可能性,有助于发现更高效、环保的合成路径 。
硝化反应
在浓硫酸和硝酸的混合酸中, 将有机物进行硝化反应得到硝
基化合物。
腈类化合物的合成
醛或酮的氰化
在酸性条件下,醛或酮与氰化钠或氰化钾反 应生成腈类化合物。
烯烃的氢甲酰化
在催化剂存在下,烯烃与氢氰酸反应生成相 应的腈类化合物。
重氮化反应
通过重氮盐与氰化钠或氰化钾反应,生成相 应的腈类化合物。
酯的氰解
03
颜色
有机含氮化合物的颜色多样,取决于其特定的结构。例如,含有共轭双
键的化合物可能呈现黄色或棕色,而含有苯环的化合物则可能呈现不同
的颜色。
化学性质
酸碱性
稳定性
有机含氮化合物可以表现出酸性和碱 性性质。例如,胺类化合物是碱性的 ,而许多硝基化合物和腈则是酸性的 。
第十二章含氮化合物ppt课件
N H
CH 3
+
HNO2
CH 3
叔胺
N CH 3
+
HNO2
NO
N
CH
3
N-亚硝基甲苯胺 (棕色油状)
NMe 2
对亚硝基-N,N-二甲基苯胺 (绿色叶片状)
NO
小结: ① ② ③ ④ ⑤
0℃时,有N2↑为脂肪伯胺。 有黄色油状物或固体,则为脂肪和芳香仲胺。 无可见的反应现象为脂肪叔胺。 0℃时无N2↑,而室温有N2↑,则为芳香伯胺。 有绿色叶片状固体为芳香叔胺。 #
NH 2
Br2 Br Br + HBr
Br 白色↓
Br
Br
HNO3 Fe+HCl
H2SO4△
Br2 NaNO2H2SO4
0~5℃
H3PO2+H2O
TM
17
偶氮化合物中都含有—N=N—官能团。 偶氮化合物通式:R—N=N—R 、
Ar—N=N—R 或 Ar—N=N—
一A、r 芳香族重N盐的制备
NH2 + NaNO2+ 2HCl 0~5℃
NO 2
2-硝基丙烷
NO 2
NO 2
间二硝基苯
H3C
NO 2
对硝基甲苯
2
二、 性质
⒈ 物性
⑴ 硝基是一个强极性基,硝基化合物的偶极矩较大。 ⑵ 沸点比相应的卤代烃高。 ⑶ 多硝基化合物具有爆炸性。 ⑷ 液体硝基化合物是良好的有机溶剂。 ⑸ 有毒。 ⑹ 比重大于1。
⒉化性
⑴ 脂肪族硝基化合物
a. 互变异构和酸性
RC≡N(腈)、
RCONH2(酰胺)
C6H5NHNH2(苯肼)、NH2NH2(肼)…… #
含氮化合物ppt课件
NHCH3 CH3 CH CH3 CH CH2 CH CH3
2-甲基-4-氨基戊烷
18
也可将胺作为母体,用阿拉伯数标明氨基的位次。
CH3 CH CH CH2CH3 CH3 NH2
2-甲基-3-戊胺
CH3 CH CH2CH2CH3 NHCH3
N-甲基-2-戊胺
CH3(CH2)3OH CH3(CH2)3NH2 CH3(CH2)3CH3
分子量
74
73
72
沸点(oC)
117.7
77.8
36.1
25
1o 、2o、 3o 胺,由于H的数目不同,分子间形成氢 键能力不同,b.p.随之改变。叔胺中N原子上无活泼氢, 不能形成分子间氢键,所以其沸点最低。
CH3CH2CH2NH2 CH3CH2NHCH3 (CH3)3N
2. 据取代的烃基类型的不同,可分为:
脂肪胺
芳香胺
RCH2NH2 ArNH2
3. 根据氨基的数目还可分为:一元胺、二元胺、多元胺
14
注意:伯、仲、叔胺是按NH3中H被取代的数目来分类。而 伯、仲、叔醇以及不同级数的卤代烷是按与-OH或X
相连的碳的级数来分类的。
CH3 H3C C NH2
CH3
叔丁基胺:1o 胺
(CH3)3N+Cl- + NaOH
(CH3)3N + NaOH + NaCl
NH3+HSO4- + 2NaOH
NH2 + Na2SO4 + 2H2O
利用此性质,可从混合物中分离出并提纯胺。 也可用于胺的定性鉴别。
29
CH2NH2
OH
HCl
CH3 CH2OH
含氮化合物ppt课件
多巴胺是一种用来帮助细胞传送脉冲的化学物质,为神经递质的一种。这种递质主要负责大脑的情欲, 感觉,将兴奋及开心的信息传递,也与上瘾有关。爱情的感觉其实就是脑里产生大量多巴胺作用的结 果。所以,吸烟和吸毒都可以增加多巴胺的分泌,使上瘾者感到开心及兴奋。根据研究所得,多巴胺 能够治疗抑郁症;而多巴胺不足或失调则会令人失去控制肌肉的能力、或是导致注意力无法集中;前 者在严重时会导致手脚不自主地颤动、乃至罹患帕金森病,后者严重时会导致注意力不足过动症。 最近,有科学家研究出多巴胺可以有助进一步医治上述两种病症,主要治疗方法在于恢复脑内多巴胺 的水平。
O
H3C N O
H2C N O
O H2C N
O
生成的碳负离子可与羰基化物缩合。
CO H
CH3NO2 NaOH
CC HH
NO2
3 硝基对芳环的邻对位基团的影响
(1) 对邻对位卤素的影响
Cl
OH
O2N
NO2
Na2CO3 O2N
NO2
NO2 (2)对酚的酸性的影响
H2O
O2N
OH
NO2
OH
NO2
NO2
CH3
NH2 Br
CH3
磺化
NH2
H2SO4
硝化
NH3HSO4
H2O 180~1900C
NH2
重排
NH3
SO3H
SO3
(内盐)
N(CH3)2
HNO3 H2SO4
NH(CH3)2 NO2
NH(CH3)2
N(CH3)2
NaOH
NO2
NO2
(主产物)
N(CH3)2 NO2
多巴胺(Dopamine)
O
H3C N O
H2C N O
O H2C N
O
生成的碳负离子可与羰基化物缩合。
CO H
CH3NO2 NaOH
CC HH
NO2
3 硝基对芳环的邻对位基团的影响
(1) 对邻对位卤素的影响
Cl
OH
O2N
NO2
Na2CO3 O2N
NO2
NO2 (2)对酚的酸性的影响
H2O
O2N
OH
NO2
OH
NO2
NO2
CH3
NH2 Br
CH3
磺化
NH2
H2SO4
硝化
NH3HSO4
H2O 180~1900C
NH2
重排
NH3
SO3H
SO3
(内盐)
N(CH3)2
HNO3 H2SO4
NH(CH3)2 NO2
NH(CH3)2
N(CH3)2
NaOH
NO2
NO2
(主产物)
N(CH3)2 NO2
多巴胺(Dopamine)
有机化学17有机含氮化合物课件
NO2
Cl NO2 + CH3ONa
OCH3 NO2 88%
❖ 苯环亲核取代反应的离去基团并不仅限于卤原子。
OPh NO2 + PhNH2 180oC
NHPh NO2 80%
NO2
NO2
11
❖ 3、对酸碱性的影响:
❖ 当硝基的邻、对位有-OH、-COOH等存在时,由于吸电子诱 导(-I)和吸电子共轭(-C)效应的影响,将使酚、芳酸的 酸性增强。如:硝基取代的酚pKa
NH2 NO2
-0.26
❖ 胺类化合物的碱性强弱次序一般为:
❖ 脂肪族仲胺 > 脂肪族伯胺 > 脂肪族叔胺 > 氨 > 芳香族伯胺 > 芳香族仲胺 > 芳香族叔胺
19
❖ 17.2.3.2 烃基化
❖ 卤代烃可以与氨作用生成伯胺,伯胺作为亲核试剂又可以继 续与卤代烃发生亲核取代反应,结果得到仲胺、叔胺,直至 生成季铵盐。
NH2 + CH3COCl
NHOCCH3 HNO3
NHOCCH3 H2O OH-
NO2
NH2 NO2
22
❖ 17.2.3.4 磺酰化反应
❖ 在氢氧化钠存在下,伯胺和仲胺还可以和苯磺酰氯发生磺酰 化反应,生成磺酰胺类化合物,但叔胺不发生此反应。磺酰 化反应又称兴斯堡(Hinsberg)反应:
RNH2 + ArSO2Cl
ArSO2NHR
[ ArSO2N- R ]Na+ (水溶性盐)
R2NH + ArSO2Cl
ArSO2NR2 (不溶于强碱)
R3N + Ar-SO2Cl
不反应
❖ 利用兴斯堡反应可以鉴别或分离伯、仲、叔胺。
《含氮、磷硫化合物》课件
03
影响因素
温度、压力、催化剂等对含氮化 合物的合成与反应机理有重要影
响。
02
反应机理
含氮化合物的合成涉及复杂的化 学反应机理,如亲核取代和亲电
加成。
04
应用前景
随着科技的发展,含氮化合物的 合成与反应机理在化工、制药等
领域的应用前景广阔。
PART 03
含磷化合物
磷的氧化物
磷的氧化物概述
介绍磷的氧化物的性质、分类和制备方法。
。硫是一种非金属元素,其化学性质不活泼,但在加热条件下可以与氧
反应生成二氧化硫。
氮、磷、硫元素在自然界中的存在形式
氮
在自然界中,氮主要以氮气的形 式存在,占大气组成的约78%。 此外,氮还存在于多种含氮化合 物中,如蛋白质、氨基酸、核酸
等。
磷
磷在地壳中的丰度较低,主要以 磷酸盐的形式存在,如磷酸钙、 磷酸钠等。此外,磷还存在于生 物体内,是构成生物体的必需元
含硫有机化合物
含硫有机化合物的概述
含硫有机化合物是指含有碳和硫两种元素的有机化合物,如磺酸 、硫醇等。
磺酸的物理和化学性质
磺酸是一类具有通式R-SO3H的有机化合物,具有强酸性,是工业 上广泛应用的重要化工原料。
硫醇的物理和化学性质
硫醇是一类具有通式R-SH的有机化合物,具有特殊的气味和毒性 ,是工业上制取各种含硫化合物的重要原料。
硫的氢化物
硫氢化物的概述
01
硫的氢化物是一类含硫和氢元素的化合物,如氢硫酸(H2S)
和硫化氢(H2S)。
氢硫酸的物理和化学性质
02
氢硫酸是一种无色、有刺激性气味的气体,有毒,易溶于水,
是工业上制取硫化物的重要原料。
含氮有机化合物ppt课件
CH3CH2CH2NH2 CH 3CH 2NHCH 2CH 3 CH3CH2-N-CH 2CH2CH3 CH 3
丙胺
二乙胺
甲乙丙胺
2.对于氮原子上连接有脂肪烃基的芳香仲胺和叔胺,常 在脂肪烃基之前冠以“N-”或“N,N-”字:
NH CH3
CH 3 N CH3
N-甲基苯胺
N,N-二甲基苯胺
3.对于比较复杂的胺,常以烃为母体,把氨基作为取代 基来命名。例如:
O
O
N+OH-
OCH3
OCH3
学 习 结 束 !
(一)尿素
尿素简称脲,白色结晶,熔点为133℃,易溶于水和乙醇。
O H2N C NH2
1.弱碱性
尿素分子中含有两个氨基,呈弱碱性,可与强酸生成盐。
硝酸脲
2.水解反应
脲在酸或碱的催化下,加热时发生水解;在脲酶作用下, 水解反应在常温下就能进行。
CO(NH2)2 + H2O 脲酶 CO2 + 2NH3
O
CH3
H3C C O CH2 CH2 N+ CH3 OH-
CH3
(四) 肾上腺素和去甲肾上腺素
肾上腺素和去甲肾上腺素是肾上腺髓质分泌的激素。人工 合成的肾上腺素为白色结晶性粉末,无臭,味苦,极微溶于 水。肾上腺素分子中有酚羟基和甲氨基,具酸碱两性;具有 邻苯二酚结构,遇光和空气易氧化变质。
HO HO
CO(NH2)2 + 2NaOH Na2CO3 + 2NH3
CO(NH2)2 + H2O + 2HCl CO2 + 2NH4Cl
3.与亚硝酸反应
脲能与亚硝酸反应,生成氮气、二氧化碳和水
CO(NH2)2 + 2HNO2
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▪ 重点学习芳香族硝基化合物。
h
3
▪ 1.还原
▪ 硝基化合物被还原的最终产物是胺 。 还原 剂 、 介质不同时 , 还原产物不同。
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4
▪ 2. 芳环上的亲电取代反应 ▪ -基N苯O不2是能第发二生类F-定C反位应基!,同使理苯,环所钝有化间!位所定以位,基硝
都有如此性质 ▪ 特点: ① 反应温度均高于苯;② 新引入基团上
硝基的间位。
h
5
▪ 3.芳环上的亲核取代反应
h
6
胺类化合物的分类
▪ 氨分子中 1 个、2 个或3 个H原子被烃基 取代,分别生成 伯胺(一级胺 ,1°) 、仲胺 (二级胺 , 2 °) 和 叔胺(三级胺 , 3°) 。
h
7
h
8
▪ 对应于氢氧化铵和铵盐的四烃基取代物 , 分别称为 季铵碱 和 季铵盐 。
盐反应 ▪ 与氨相似, 胺分子中氮原子上的孤对电子能接受
质子, 呈碱性 ▪ 胺的碱性强弱与氮上电子云密度有关。氮上电子
云密度越大,接受质子的能力越强,碱性就越强。 ▪ 整体呈现如下顺序: 季铵碱>脂肪胺>氨>芳香胺 脂肪仲胺>脂肪伯胺/仲胺>芳香伯胺>芳香仲胺
>芳香叔胺
h
21
h
22
h
10
▪ 伯胺和仲胺可与 苯磺酰氯或对甲苯磺酰氯 反应 , 生成相应的磺酰胺。
▪ 叔胺不被磺酰化。
▪ 常利用此反应鉴别三类胺, 称为Hinsberg ( 兴斯堡) 试验法
h
11
▪ 酰化反应
▪ 伯胺和仲胺仍象氨一样能与酰卤、酸酐作 用生成酰胺。
h
12
与亚硝酸的反应
▪ 胺与亚硝酸作用 ,伯仲叔胺各不同 , 脂胺 芳胺有差异。可用于鉴别。
▪ 留氮反应(偶联反应) : 产物分子中仍然保 留2个N
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18
放氮反应( 取代 )
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19
偶联反应
▪ 重氮盐与酚或芳胺等化合物反应,由偶氮 基-N=N-将两个芳环连接起来,生成偶 氮化合物的反应称为偶联反应
h
20
▪ 偶联反应通常发生在羟基或氨基的对位 , 当对位被其它取代基占据时,则发生在邻 位。
▪ 脂肪叔胺与HNO2作用生成不稳定易水解 的盐,若以强碱处理,则重新游离析出叔胺
h
15
▪ 芳环上的亲电取代反应
▪ 氨基的供电子共轭效应使苯环上的电子云 密度升高,所以芳胺易进行芳环上的亲电 取代反应。
▪ 利用此性质可鉴别和定量分析苯胺。
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16
▪ 氯磺化反应
h
17
芳香重氮盐的性质
▪ 放氮反应( 取代 ): 重氮基被其它基取代并 放出N2
▪ 亚硝酸不稳定,只能在反应过程中由亚硝 酸盐与盐酸或硫酸作用产生。
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13
▪ 脂肪伯胺与HNO2反应生成极不稳定的脂 肪重氮盐。
▪ 芳香伯胺与HNO2在低温(一般<5 ℃) 及过 量强酸水溶液中反应生成 芳香重氮盐 , 这个反应称为重氮化反应 。
h
14
▪ 脂肪仲胺和芳香仲胺与亚硝酸反应,都是 在氮上进行亚硝化,生成N亚硝基化合物 。
有机化学辅导
含氮化合物
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1
学习要求
1. 掌握硝基化合物的分类和性质; 2. 掌握胺的分类和命名; 3. 掌握胺的结构和性质; 4. 掌握重氮化合物的性质;
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2
硝基化合物
▪ 烃分子中的氢原子被硝基取代后的衍生物 叫做硝基化合物。
▪ 根据烃基的不同:
▪ 脂肪族硝基化合物 RNO2 ▪ 芳香族硝基化合物 ArNO2