硝基化合物
硝基化合物的合成与性质研究
硝基化合物的合成与性质研究硝基化合物是一类具有重要应用价值和广泛用途的化学物质。
本文将探讨硝基化合物的合成方法、性质以及其在不同领域的应用。
1. 硝基化合物的合成方法硝基化合物的合成方法有很多种，常见的有硝酸银法、硝酸铵法、硝酸油法等。
其中，硝酸银法是一种常见且重要的硝基化合物合成方法。
首先，将有机物溶解于适当的溶剂中，加入硝酸银溶液并进行搅拌。
随后，加入盐酸，反应进行后产物沉淀，通过过滤得到硝基化合物。
2. 硝基化合物的性质硝基化合物具有较高的活性和化学不稳定性。
其中，硝基基团（NO2）是一种强氧化剂，能与许多有机物发生反应。
此外，硝基化合物还具有一定的爆炸性。
由于硝基基团的富电子性和软酸性特点，硝基化合物还可作为配体参与配位化学反应。
3. 硝基化合物在药物领域的应用硝基化合物在药物合成中具有重要的应用价值。
例如，硝酸甘油（一种硝基化合物）被广泛用作心绞痛和狭心症的治疗药物。
硝酸甘油可以通过扩张血管，减轻心脏的负荷，从而缓解心绞痛的症状。
此外，硝基化合物还常用于抗菌药物和抗癌药物的合成中，发挥着重要的作用。
4. 硝基化合物在能源领域的应用硝基化合物在火箭推进剂、炸药等能源领域具有广泛的应用。
例如，硝酸甘油是一种常见的爆炸药物，常被用作炸药的主要成分之一。
硝酸甘油的高爆炸性使其在军事和民用领域都有重要的应用。
5. 硝基化合物在高分子材料领域的应用硝基化合物在高分子材料领域有着重要的应用。
例如，聚硝酸甘油是一种重要的高分子爆炸药物，广泛用于军事领域。
此外，硝基苯胺等硝基化合物还可作为染料的原料，用于合成有机颜料和染料。
总结：综上所述，硝基化合物的合成方法、性质以及其在不同领域的应用具有重要的意义。
通过合理设计合成方法和研究性质，可以扩展硝基化合物的应用领域，提高其性能和性质。
随着科学技术的不断进步，硝基化合物在药物、能源和高分子材料等领域的应用将会得到进一步的发展和拓展。
硝基化合物的定义和分类
硝基化合物的定义和分类
硝基化合物是指分子中含有硝基（-NO2）的一类化合物。
硝基化合物可以根据不同的标准进行分类。
根据硝基的数量，可以将硝基化合物分为单硝基化合物和多硝基化合物。
单硝基化合物只含有一个硝基，例如硝基甲烷（CH3NO2）；而多硝基化合物则含有两个或两个以上的硝基，例如三硝基甲苯
（C6H2CH3(NO2)3）。
根据硝基在分子中的位置，可以将硝基化合物分为脂肪族硝基化合物和芳香族硝基化合物。
脂肪族硝基化合物的硝基连接在脂肪族碳原子上，例如硝基甲烷；而芳香族硝基化合物的硝基连接在芳香环上，例如硝基苯（C6H5NO2）。
根据硝基化合物的性质和用途，还可以将其分为炸药、染料、医药等不同类型。
炸药是硝基化合物的重要应用领域，例如三硝基甲苯就是一种常见的炸药；染料中也有许多是硝基化合物，例如硝基苯就是一种重要的染料中间体；医药领域中也有一些硝基化合物被用作药物，例如硝基呋喃类抗生素。
总之，硝基化合物是一类重要的有机化合物，具有广泛的应用价值。
不同类型的硝基化合物具有不同的性质和用途，需要根据具体情况进
行分类和研究。
硝基化合物
成环和重排
O R C CH2 R' 成环 O R + C CH2 R' 重排 R R' O R C CH2R' + N N O
+ + H2C N N C R
醛和环酮以重排产物为主，普通的酮主要生成环氧化物。酮分子中 与羰基相连的两个烃基不相同时，得到两种重排产物的混合物。
O R O R C CH2 H + + H2C N N C H + N N O R C CH3
H 重排
O + CH2N2
O CH2 + N N
O + N2
O C CH2 CH2N2 CH2
O C CH2 + N N
O C
环丙酮
3. 与酰氯反应
O R
脱去氯化氢
O R O H C CH2 Cl + -H+ N N O R C CH + N N + N N
+ + H2C N N C Cl
-Cl
R
第一节 硝基化合物
硝基化合物可分为脂肪族硝基化合物和芳香族硝基化合物。 硝基化合物的结构
CH3 + N O
Sp2杂化
O
O O
C-N 147pm ， <ONO = 127
N-O
+ N
122pm
+ N O O
+ N
O O
P, π 共轭
CH3
NO2
μ= 3.5 D
硝基为强的吸电子基
厚 第十八章 止 其它含氮化合物
H2 O R'OH NH3 O O RCH2COR'
有机化学第十三章有机含氮化合物
CH3 N(C2H5)2 N,N- dimethyl-3-methyl-2-pentanaime
CH3CH2CH CHCH3
N,N-二乙基-3-甲基-2-戊胺
CF3 NH2
CF3 2,5-bis(trifluoromethyl)benzenamine
2,5-双(三氟甲基)苯胺
NH3HSO4 H2O
NHSO 3H 180℃
NH2 SO3H
NH3 SO2O
（四）胺类化合物的制备方法：
1 、氨的烷基化（卤代烷的取代，SN2 机理）
RX
NH3（过量）
R NH2 +
RX
NH4X
R
R
R NH R + R N R + R N R X
R
• 伴有多取代产物，分离可能有困难
• 仲卤代物和叔卤代物伴有消除产物
３、结构
O N O（由一个N=O和一个N→O配位键组成）
物理测试表明，两个N—O键键长相等，这说明硝基为一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
RN O
O RN
O
O RNOBiblioteka （二）硝基化合物的物理性质
脂肪族硝基化合物是无色有香味的液体。芳香 族硝基化合物多为淡黄色固体，有杏仁儿气味 并有毒。硝基化合物比重大于一，硝基越多比 重越大；不溶于水，溶于有机溶剂；分子的极 性较大，沸点较高。多硝基化合物受热时以分 解爆炸。
R NH2 +
CO2
６、Gabriel 伯胺合成法
O NH
O 邻苯二甲酰亚胺
KOH
or K2CO3
* 与强碱作用
1、胺的碱性和胺盐的生成
n-硝基化合物定义
n-硝基化合物定义什么是 n-硝基化合物？n-硝基化合物是一类含有硝基官能团 (-NO2) 的有机化合物，该官能团与环状或脂肪族碳原子相连。
硝基官能团由一个氮原子和两个氧原子组成，三者以三角平面结构排列，氮原子位于中心。
n-硝基化合物特征亲电子性：硝基官能团具有很强的亲电子性，这意味着它很容易接受电子。
吸电子性：硝基官能团从相连的碳原子中吸取电子，从而降低其电子供体能力。
共轭效应：硝基官能团可以与共轭体系共轭，从而影响分子的电子分布和化学性质。
极性：硝基官能团具有极性，氮原子具有部分负电荷，而氧原子具有部分正电荷。
n-硝基化合物的合成n-硝基化合物可以通过多种方法合成，包括：硝化：通过向芳香环或脂肪族化合物中引入硝基官能团来实现。
硝酸酯还原：通过将硝酸酯还原为硝基化合物来实现。
硝基乙烷缩合：通过将硝基乙烷与羰基化合物缩合来实现。
n-硝基化合物的应用n-硝基化合物在工业和研究中具有广泛的应用，包括：炸药制造：硝化甘油、梯恩梯和黑索金等 n-硝基化合物是强大的炸药。
染料制造：许多 n-硝基化合物用作染料的中间体。
药物：一些 n-硝基化合物具有药理活性，用于治疗各种疾病。
聚合物：n-硝基苯是聚苯乙烯和聚苯乙二烯等聚合物的单体。
化学试剂：某些 n-硝基化合物用作氧化剂或硝化剂。
n-硝基化合物的毒性n-硝基化合物对健康有害，可以引起多种不良影响，包括：致癌性：一些 n-硝基化合物被认为是人类致癌物。
生殖毒性：n-硝基化合物可能损害生殖系统，导致不育和出生缺陷。
神经毒性：某些 n-硝基化合物会影响神经系统，导致头痛、头晕和癫痫发作。
肝毒性：n-硝基化合物可能损害肝脏，导致肝炎和肝功能衰竭。
皮肤刺激：n-硝基化合物可能会刺激皮肤，引起皮疹和灼伤。
n-硝基化合物的处理由于其潜在的毒性，必须小心处理 n-硝基化合物。
以下是一些安全处理准则：佩戴个人防护装备：处理 n-硝基化合物时，应始终佩戴手套、安全眼镜和呼吸器。
【名词解释】硝基化合物
【名词解释】硝基化合物硝基化合物可看作是烃分子中的一个或多个氢原子被硝基（—NO2）取代后生成的衍生物，按羟基的不同可以分为脂肪族硝基化合物（R —NO2）和芳香族硝基化合物（Ar—NO2）。
硝基化合物有毒，其蒸气能透过皮肤被机体吸收使人中毒。
多硝基化合物有爆炸性。
硝基化合物可用作医药、染料、香料、炸药等工业的化工原料及有机合成试剂。
多硝基化合物性质不稳定，有强氧化力，可用作炸药。
例如三硝基甲苯（TNT）和苦味酸等。
液体的硝基化合物具有一定的化学稳定性，因此常被用作一些有机反应的溶剂。
结构式：R—NO2式中R为脂烃基或芳烃基，分别称为脂肪族硝基化合物或芳香族硝基化合物。
根据硝基的数目，硝基化合物可分为一元、二元和多元硝基化合物。
性质物理性质脂肪族硝基化合物为无色或略带黄色的液体，沸点较高。
芳香族硝基化合物大多为黄色是结晶固体，一硝基化合物为高沸点的液体除外。
由于硝基是很强的吸电子基，硝基化合物的偶极矩大、极性大、分子间吸引力大，其沸点比相应的卤代烃高。
[1]化学性质硝基化合物可以发生还原反应，可依次生成亚硝基化合物、N-烃基取代羟胺和胺。
在碱性溶液中N-羟基取代羟胺和芳胺能分别与亚硝基化合物缩合，生成氧化偶氮化合物和偶氮化合物，偶氮化合物又可以还原为1，2-二烃基肼。
硝基化合物用还原剂还原时可得到伯胺。
工业上采用烷烃高温硝化制取，产物为各种硝基化合物的混合物，可用作溶剂。
芳香族硝基化合物因还原剂与介质不同，还原时得不同产物，将它们继续还原时最终产物为芳香伯胺。
脂肪族硝基化合物的性质：1、a—H的酸性由于硝基是强吸电子基，脂肪族硝基化合物a—H具有一定的酸性，可溶于碱，与氢氧化钠作用生成盐。
[1]硝基化合物的酸式—硝基式之间的互变与羰基化合物的酮式—烯醇式互变异构现象相似，两者主要区别是酸式存在的时间较烯醇式要长。
[1]3、与羰基化合物的反应具有a—H的伯、仲硝基化合物在碱催化下能与某些羰基化合物发生缩合反应。
第一节 硝基化合物
一．硝基化合物的分类、命名和结构
1. 分类 2. 命名 3. 结构
二．硝基化合物的性质
1. 物理性质 2. 化学性质
脂肪族硝基化合物 芳香族硝基化合物
一、硝基化合物的分类、命名和结构
1. 分类 硝基化合物通式：R━NO2
官能团：硝基
伯 RCH2NO2
脂肪族硝基化合物 仲 R2CHNO2
OH
NO2 NaHCO3溶液
NO2
H+
NO2
130 ℃
Cl
ONa
NO2 NaHCO3溶液 100 ℃
NO2 H+
OH NO2
NO2
NO2
NO2
二、硝基化合物的性质
O2N
Cl
NO2 NaHCO3溶液 O2N 35 ℃
ONa NO2 H+
O2N
OH NO2
NO2
NO2
NO2
硝基是强吸电子基团，随着硝基数目的增加，苯环上电子云密度
按照烃基的结构
叔 R3CNO2
芳香族硝基化合物
一硝基化合物 按照官能团的数目
多硝基化合物
一、硝基化合物的分类、命名和结构
2. 命名
硝基化合物的命名和卤代烷类似，硝基只作取代基
NO2
CH3
COOH
(CH3)2CHNO2
2－硝基丙烷 2-nitropropane
NO2
间二硝基苯 m-dinitrobenzene
R2CHNO2 + HONO
NO2
R
NO
NaOH 溶液
C
溶解，得到蓝色溶液
R
NO2
R3CNO2 + HONO
第十四章第一节硝基化合物
第十四章第一节硝基化合物第十四章第一节硝基化合物一、硝基化合物的命名与结构分子中含有硝基(,NO)的化合物称为硝基化合物。
RNO或ArNO。
它的命名类似卤代烃. 222硝基乙烷对硝基甲苯2根据硝基化合物具有较高的偶极矩,键长测定两个氧原子和氮原子之间的距离相等,从价键理论观点看，氮原子的sp杂化轨道形成三个共平面的σ键，未参加杂化的一对电子的p轨道与每个氧原子的p轨道形成共轭体系，因此，硝基化合物的分子结构可以表示如下:共振结构式:氮带一个正电荷，每个氧各带?负电荷，这与硝基化合物高的偶极矩相联系。
根据R的不同，偶极矩在3.5D和4.0D之间，由于硝基化合物的偶极特征,结果比相同分子量的酮沸点高(挥发慢)。
如硝基甲烷(MW61)沸点101?,丙酮(MW58)沸点56?。
意外地，在水中溶解度低，在水中硝基甲烷的饱和溶液，以重量计少于10%，而丙酮完全溶于水。
二硝基化合物的制备1(烷烃的硝化:烷烃可与硝酸进行气相或液相硝化，生成硝基烷烃。
其中以气相硝化更具有工业生产价值.烷烃的硝化是以游离基历程进行的:烷烃的碳骼对硝化速度具有一定的影响，活性次序为:叔C-H > 仲C-H > 伯C-H 。
在高温气相硝化，产物为混合物。
2(亚硝酸盐的烃化?与卤代烃:两者的比例与卤代烃的结构有关，生成硝基烷烃比例为:伯卤代烃〉仲卤代烃〉叔卤代烃卤代烃中卤素被取代的难易是:I>Br>Cl>Fi 卤代烃与亚硝酸银的反应:ii 卤代烷与亚硝酸锂(钠、钾)反应实际上硝基化合物和亚硝酸酯两者同时生成，在DMF和 DMSO中，硝基化合物为主要产物。
所以，这个反应是制备脂肪和脂环族硝基化合物的简单有效方法。
这个反应能进行的关键是亚硝酸碱金属盐和卤代烷都有一定量溶解在溶剂中，常用溶剂为DMF、 DMSO。
? 与α-氯代羧酸:3.芳烃的硝化:三、硝基化合物的性质1.物理性质和光谱性质IR:硝基化合物 N=O 硝基( )有两个强吸收。
硝基化合物的性质和制备
硝基化合物的性质和制备一、硝基化合物的定义与结构硝基化合物是一类含有硝基（-NO2）的有机化合物。
硝基由一个氮原子和两个氧原子组成，通常显酸性。
硝基化合物中的硝基可以取代有机物分子中的氢原子或苯环上的氢原子，形成不同的硝基化合物。
二、硝基化合物的制备方法1.硝化法：这是制备硝基化合物最常见的方法。
通常将有机物与硝酸在酸性条件下反应，生成硝基化合物。
反应过程中，可以使用浓硫酸作为催化剂和脱水剂。
2.硝化反应的机理：硝化反应通常分为两步进行。
首先，硝酸在酸性条件下被还原成亚硝酸；然后，亚硝酸与有机物发生亲电取代反应，生成硝基化合物。
3.重氮化法：将有机胺与亚硝酸反应，生成重氮化合物，然后再将重氮化合物与有机物反应，制备硝基化合物。
4.氧化法：将有机胺氧化成硝基化合物。
这种方法通常用于制备芳香族硝基化合物。
三、硝基化合物的性质1.酸性：硝基化合物通常具有酸性，可以与碱反应生成盐。
2.亲电性：硝基化合物中的硝基表现出较强的亲电性，容易发生亲电取代反应。
3.氧化性：硝基化合物具有较强的氧化性，可以氧化其他物质。
4.分解性：硝基化合物在高温下容易分解，产生氮气、氧气和有机化合物。
5.生物活性：某些硝基化合物具有生物活性，如硝基苯可用于生产药物。
6.毒性：硝基化合物具有一定的毒性，对人体和环境有害。
四、硝基化合物的应用1.制药工业：硝基化合物在制药工业中具有重要作用，可作为药物合成的中间体。
2.染料工业：硝基化合物可用于制备染料，增加染料的色谱。
3.塑料工业：硝基化合物在塑料工业中用于制备特种塑料。
4.农药工业：硝基化合物可用于制备农药，提高农药的杀虫效果。
5.有机合成：硝基化合物在有机合成中广泛应用，如作为硝化剂、氧化剂等。
五、硝基化合物的安全与环保1.储存：硝基化合物应储存在阴凉、干燥、通风的地方，避免阳光直射。
2.操作：在操作硝基化合物时，应穿戴防护用品，防止皮肤和呼吸道接触。
3.废弃处理：硝基化合物的废弃物应按照危险废物处理，不能随意丢弃。
《硝基化合物的合成》课件
光线
有些硝化反应可能需 要光线的作用才能进 行，以提供能量和激 发反应。
催化剂
有时候，硝化反应需 要催化剂的存在，以 促进反应速率和提高 产率。
硝基化合物的应用
农业领域
硝基化合物在农业中被用作化学肥料，以促进 植物的生长和提高产量。
燃料领域
硝基化合物可以被用作燃料的添加剂，增加燃 烧速率和产生更高的能量。
硝化反应的条件和机理对反应的选择性和产率有着重要影响，需要仔细研究和优化。
3 硝基化合物在许多领域有着广泛的应用
硝基化合物应用广泛，不仅在农业、医药和燃料领域有应用，还在其他领域也发挥着重 要作用。
硝酸硝化是常用的硝化剂 之一，常用于硝化脂肪化 合物，如甘油三硝酸酯的 合成。
3 硝酸银
硝酸银是一种常用的有机 硝化试剂，常用于硝化烷 基化合物的合成。
硝化反应的条件
温度
硝化反应通常需要在 适当的温度下进行， 以也有一定的要求，通 常需要在适当的压力 下进行。
医药领域
硝基化合物在医药领域具有广泛应用，作为药 物和化合物的合成中间体。
炸药制造
硝基化合物是炸药的重要成分，常常被用于军 事和矿业领域的爆破工作。
结论
1 硝基化合物的合成是重要的化学反应之一
硝基化合物的合成是一个有趣且具有挑战性的化学反应，需要深入研究和探索。
2 硝化反应的条件和机理需要谨慎研究
《硝基化合物的合成》 PPT课件
一个生动且有趣的演示文稿，介绍了硝基化合物的合成过程，以及其在不同 领域的广泛应用。欢迎大家参与讨论并提出问题。
硝基化合物简介
硝基化合物的概念
硝基化合物是一类含有硝基基团的有机化合物，通常具有特殊的化学性质和应用价值。
第十二章 硝基化合物
胺类化合物的命名
C2H5 C2H5 NH2 C2H5 NH C2H5 C2H5 N C2H5
Me
N Et
乙胺
二乙胺
三乙胺
甲基乙基环丙胺
NH2 苯胺
CH3
N
H3C
CH3
NH CH3 N
NH2
N, N-二甲基 苯胺
N, 4-二甲基苯胺 氨基吡啶
NH2CH2CH2NH2 NH2CH2CH2CH2COOH
第十二章 含氮化合物
exit
第一节 硝基化合物 （Nitro Compounds）
一. 硝基化合物的分类、结构和命名
•硝基化合物可看成烃分子中的氢原子被硝基取代后的 衍生物。
(1)一硝基化合物和多硝基化合物 (2)伯、仲、叔硝基化合物（1°,2°,3°硝基化合物）
• 命名——硝基作为取代基:
对应的是几级碳
手性胺或手性季铵盐
手性中心
N N
手性中心
手性中心
R1
N
R4
R2
R3
二. 胺的物理性质 苯胺的红外光谱
•胺的核磁共振谱：
二. 胺类化合物的制备方法
1. 脂肪族伯胺的制备
氨的烷基化（卤代烷的取代，SN2 机理）
RX
+ NH3 过量
R NH2 + NH4X
副反应
RX
R
R
R NH R + R N R + R N R X
R
R
CH N C
R'
R'
R
H2 / Ni
R' CH NH
R' CH
R
Gabriel 伯胺合成法（复习）
《硝基化合物》课件
和运输
探讨硝基化合物的储存 和运输要求，以确保安 全。
3 硝基化合物的处理
和回收
讨论如何正确处理和回 收硝基化合物以减少对 环境的影响。
总结
硝基化合物的主要内容
回顾硝基化合物的核心概念和重要知识点。
硝基化合物的重要性
强调硝基化合物在科学研究和实际应用中的重要性。
硝基化合物的发展趋势
展望硝基化合物领域的未来发展趋势和前景。
探讨硝化反应发生所需的适宜条件。
硝化反应的实验方法
介绍实验室中用于合成硝基化合物的常用实验方法。
硝基化合物的性质
物理性质
探索硝基化合物的物理性质， 如熔点、沸点和溶解度等。
化学性质
介绍硝基化合物的常见化学 反应和反应特点。
硝基化合物的危害
讨论硝基化合物在人体和环 境中的危害和影响。
硝基化合物的应用
硝基化合物
欢迎来到《硝基化合物》的PPT课件！今天我们将深入探讨硝基化合物的定 义、合成、性质、应用和安全性等方面的知识。
什么是硝基化合物
• 硝基化合物的定义 • 硝基的结构和化学性质 • 硝基化合物的种类和分类
硝基化合物的合成
硝化反应的原理
详细介绍硝化反应如何实现硝基化合物的合成。
硝化反应的条件
1
医药应用
2
探索硝基化合物在医药领域的重要作
用和应用。
3
工业应用
了解硝基化合物在工业生产中的广泛 应用领域。
硝基化合物的环境影响
讨论硝基化合物对环境的影响和可持 续发展的相关措施。
硝基化合物的安全性
1 作硝基化合物所 需的安全措施。
2 硝基化合物的存储
第十三章-硝基化合物
伯硝基化合物 仲硝基化合物
叔硝基化合物
NO2
O2N
CH3
2,4－二硝基甲苯
Cl
O2N
Cl
O2N
COOH
CH3 对硝基氯苯 2－甲基－4－硝基－5－氯苯甲酸
硝基化合物的制备
脂肪烃硝化时，由于形成混合物，在合成上无制备意义。 在工业上应用较广的是芳香烃的硝化：
HNO 3－H2SO4 50℃
NO2 发烟HNO3－发烟H 2SO4 NO2
CHO
+
NH3
H2/Ni 9MPa,40-70℃
O +NH2CH3
H2/Ni P
CH2NH2 NHCH3
胺的制备
5.酰胺的还原或降级
O R C NH2
LiAlH 4 RCH 2NH2 NaOX + NaOH (X2 + NaOH) RNH 2
6.盖布瑞尔(Gabriel)反应制伯胺
C O KOH
第十三章 含氮化合物
(一)硝基化合物 (二)胺 (三)重氮和偶氮化合物 (四)腈与异腈
(一) 硝基化合物
13.1 命名与制备
硝基化合物的命名与卤代烃相似,以烃为母体,硝基看做取代基。
CH3CH2NO2 硝基乙烷
CH3CHCH3
NO2 2－硝基丙烷
CH3 CH3 C CH3
NO2 2－甲基－2－硝基丙烷
SnCl2 + HCl NO2
NH2 NH2 NO2 CHO
NH2
胺的制备
2.布赫雷尔(Bucherer)反应
OH + NH3
(NH4)2SO3 + H 2O 150℃，10MPa
NH2
3.氨的烷基化
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。
化学第十三章硝基化合物和胺
（一）胺的分类、结构和命名
1、胺的分类
1）根据所链烃基的数目，分为伯胺、仲胺、叔胺、季铵盐
NH3 氨 RNH2 1o胺 R2NH 2o胺 R3N 3o胺 R4N+X季铵盐 R4N+OH季铵碱
氨基：-NH2 ；
亚氨基：-NH-
2）根据烃基的性质分为脂肪胺、芳香胺
3）根据氨基的数目分为一元胺、二元胺…….多元胺。
3-甲基-2-(N-甲氨基)戊烷
O
NH H2N
O COC2H5
CH3CCH2CCH3
4-亚氨基-2-戊酮
对氨基苯甲酸乙酯
[季铵化合物] 将负离子和取代基的名称放在“铵”字前:
[(CH3)2CH]4N+I碘化四异丙铵
[(CH3)3NC2H5]+OH氢氧化三甲乙铵
3、 胺的结构
sp3 N H3C
112.9 H
OCH3 NO2
CH3 NO2
NO2
TNT
葵麝香
酮麝香
（一）硝基化物的结构和命名
1 硝基化物的结构
电子衍射实验证明：硝基具有对称结构，两N-O键相 同，均为0.121nm。 R-N
+
O O
R-N
+
O-
O
R-N -
+
O
O
2 硝基化物的命名
以烃作为母体，硝基为取代基。 CH3CHCH2CHCH3 NO2 CH3
PKb 3.38
碱性强度顺序为：脂肪 > 氨 > 芳香胺
碱性强度顺序（在水溶液中）： 二甲胺 > 甲胺 > 三甲胺 > NH3 > 芳胺
这是电子效应、溶剂化作用、以及空间效应的综合结果。 单纯的电子效应作用的碱性是：
硝基化合物的结构和命名.
R N
二、硝基化合物的分类和命名： 1. 分类
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
一硝基化合物 按硝基数目 多硝基化合物，如： O2N
C H3 NO2 NO2
(Trinitrotaluene)
二、硝基化合物的分类和命名： （一）分类
CH3 CH NO2 2－硝基丙烷 CH3
Cl3CNO2 硝基三氯甲烷
间硝基甲Hale Waihona Puke 3－硝基甲苯NO2 硝基苯
CH3
NO2
谢
制作人：
谢
刘德秀
1° 硝基化合物，如： 1-硝基丁烷 按硝基所连碳原子类型 2° 硝基化合物，如： 2-硝基丁烷 3° 硝基化合物，如： 2-甲基-2-硝基丙烷
CH3
CH3CH2CH2CH2NO2
CH3CHCH2CH3 NO2
CH3CCH3 NO2
二、硝基化合物的分类和命名： （二）命名
硝基化合物的命名与卤代烃相似，是以烃为母体，将 硝基作为取代基来命名。
R
N
=
O 或 R O
N
+
=
O O
（-NO2是由一个N=O和一个N→O配位键组成）
电子衍射法测得： 硝基中两个氮氧键的键长是完全相同的。
一、硝基化合物的结构： 杂化轨道理论： 1. 氮原子为 sp2杂化 2. 3个σ键: 2个N-O ,1个N-C 3. N上未杂化的p轨道上的一对电子，与2个氧原 子的另一轨道形成具有4个离域电子的共轭体系 结论： 由于形成了p-π共轭体系，氮氧键的键长出 现了平均化，2个氮氧键是等同的。
药用基础化学/ 含氮的有机化合物
硝基化合物和胺
硝基对酚、芳酸的酸性的影响
四、硝基化合物的制备
*
由烃类直接硝化
芳烃硝化
脂肪烃硝化
01
02
03
04
2、结构
*
有机胺分子的结构与无机氨相似，N原子以不等性sp3方式进行杂化，孤电子对占据一个sp3杂化轨道，胺分子呈三角锥型。 当N原子上所连烃基各不相同时，可出现光活性的对映体，但两者的转换能量较低(21kJ·mol-1)，因此，不能分离。
*
硝酸具有氧化性，为防止苯胺被氧化为对苯醌，通常用酰化反应或成盐反应来保护氨基。 C. 磺化反应
6．氧化反应
*
苯胺在强氧化剂，如漂白粉、酸性重铬酸钾、酸性高锰酸钾等氧化下，颜色逐步加深，最后生成苯胺黑，可用于鉴别苯胺。
芳香胺易被氧化，得到不同的产物。
季铵盐和季铵碱
季铵碱受热发生E1单分子反应，优先生成取代少的烯烃。
3、命名
*
A. 普通命名法：适用于简单胺。胺为母体，所含烃基的名称和数目写在前面。
B. 系统命名法：氨基作为取代基，烃为母体。
二、胺的物理性质
*
⒈ 沸点：比相应的醇、酸低，并伯胺 〉仲胺 〉叔胺
甲胺（31）
乙烷（30）
甲醇（32）
沸点（℃）
-7
-88
64
⒊ 气味：有氨的刺激性气味及腥臭味。
这是因为具有α-H的硝基化合物存在互变异构的结果：
硝基甲烷、硝基乙烷、硝基丙烷的pKa值分别为：10.2、8.5、7.8。
2.α-H的缩合反应
*
由于脂肪族带有-H的硝基化合物具有酸性，因此，可作为亲核试剂与羰基化合物发生亲核加成反应。与羟醛缩合、Claisen缩合反应类似。
(二)、还原反应
第十五章-硝基化合物
脂肪族仲胺的制备（一些方法与伯胺的制备类似）
伯胺的烷基化（卤代烷的取代）
R' NH2 R X 碱 R NH R' + HX (碱吸收)
醛酮的还原胺化（亚胺的还原）
R C R' O NH2 R" H
+
R C R' N R"
H2 / Ni
R CH R' NH R"
N-取代酰胺的还原
O R C NHR' (2) H2O (1) LiAlH4 RCH2NHR'
（3）第二步：L带着一对电子离去，完成反应
（4）整个反应中，加成是决速步骤
（5）NO2处于L间位时，失去活化作用，则L 不易被取代
（6）NO2若与苯环不能有效地共轭（空阻）， 则NO2失去活化作用。
胺类(Amine)的类型、结构
R"
类型
R
NH2
R
NH R'
R
N
R'
伯胺 （一级胺）
R3 R1 N R2 R4 X
NH2
CHO
CHO
中性介质中还原，可停留在N-羟基苯胺阶段
NO2
Zn, NH4Cl H2O，60℃
NHOH
钠或铵的硫化物、硫氢化物或多硫化物，如硫 化钠、硫化铵、硫氢化钠、硫氢化铵等，以及氯化 亚锡和盐酸，在适当的条件下，可以选择性的将多 硝基化合物中的一个硝基还原成氨基。
NO2 NaHS NO2 CH3OH，
N H
N H
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
硝基化合物的名词解释
硝基化合物的名词解释
硝基化合物是一类重要的有机物质，由硝酸和其它含有氮、氧、氢元素的有机物组成，广泛存在于海洋环境中。
硝基化合物可分为公共污染物和有毒有害物质。
其中，公共污染物指在我们日常生活中比较常见的硝基化合物，主要由硝酸盐和亚胺类化合物组成，常见的示例有尿素、苯并硝基苯、亚硝胺类和硝酸盐等。
这些化合物的污染可来源于汽车、放射性污染物、农药以及工业排放，并能够通过平流层发散、蒸发和降落到河流、湖泊或者大气和陆地表层中，使自然环境处在污染之中。
另外，还有一些有毒有害的硝基化合物，主要是来自工业制造过程中所产生的废渣，如重金属离子、氰胺、及其他挥发性挥发性有害物质，可通过各种工业排放源、表面排放源、冲洗污水到河流及湖泊中，破坏自然环境，还可以污染水果蔬菜及其他经常食用的食物。
硝基化合物及其所带来的污染无疑是孩子们普遍应该认识的关键词汇，因此，我们的学前教育应当重视相关知识的传播。
首先，应该加强家长和孩子们对硝基化合物的认识，让他们更加深入地了解硝基化合物对自然环境带来的破坏。
其次，在学前教育中培养孩子们环境友好的消费习惯，避免勉强消费以及拒绝食用可能污染的食物，以保护环境的健康。
此外，可以提供一些围绕硝基化合物的活动，例如以卡通金鱼一样的方法讲解污染的源头和传播，通过游戏让孩子们更加深入的理解硝基化合物的污染防控。
硝基化合物是我们现实世界中重要的有机物质，但是它们也会给我们的生存空间带来不稳定因素。
因此我们在学前教育过程中要给孩子们介绍更多有关硝基化合物的知识，提高他们的环境责任感，从而为未来的可持续发展做出更大的贡献。
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生物与化学工程系
有机化学
第十四章 含氮有机化合物
复杂的胺则以烃为母体，氨基作为取代基来命名。例如：
季铵盐或季铵碱可以看作铵的衍生物来命名。例如：
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有机化学
第十四章 含氮有机化合物
三、胺的结构 氨基是胺类化合物的官能团，氨基中的氮原子为不等 性sp3杂化，其中一个杂化轨道上有一对未共用电子对，其 余三个杂化轨道上各有一个电子。这样，氮原子可以和其 它三个原子分别形成三个σ键，胺分子的构型是三角锥形， 与氨的构型相似。
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第十四章 含氮有机化合物
二、芳香族硝基化合物的制法 1.物理性质 低级的硝基甲烷是无色液体，有较大的偶极矩，因此， 硝基是一个强的吸电子取代基， 但硝基甲烷却有较高的沸点。 低级硝基烷微溶于水，能溶解油脂、纤维素酯和许多合 成树脂。 芳香族的一硝基化合物是无色或淡黄色的液体或固体。 多硝基化合物则为黄色固体，通常具有爆炸性，可作炸药， 例如2，4，6-三硝基甲苯（TNT）。有的多硝基化合物具有 香味，如，二甲苯麝香、酮麝香等可作香料。 硝基化合物的相对密度都大于1。硝基化合物均为有毒， 皮肤接触或吸入蒸汽能和血液中的血红素作用引起中毒。
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第十四章 含氮有机化合物 常见的硝基化合物的物理常数
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第十四章 含氮有机化合物
2.化学性质 （1）α-氢原子的酸性 硝基是吸引电子的取代基，导致其α-位上的氢有明显 的酸性。所以，不溶与水的这类硝基化合物可与强碱氢氧 化钠反应生成钠盐而溶于氢氧化钠水溶液。
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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：
这表明在硝基中，N原子于O原子之间 一个是双键，另一个是配价键。
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第十四章 含氮有机化合物
硝基甲烷分子的键长、键角为：
两个N-O键的键长相等，说明它们没有区别，因此，硝 基的结构应用共振式表示：
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第十四章 含氮有机化合物
常 见 胺 的 物 理 常 数
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有机化学 二、波谱性质 1.红外光谱
第十四章 含氮有机化合物
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钠盐酸化后，重新生成硝基化合物。
不含α-氢原子的硝基化合物，如硝基苯没有这个性质。
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第十四章 含氮有机化合物
（2）还原反应 硝基化合物还原的最终产物是相应的胺。脂肪族硝基 化合物的还原反应比较简单，本节主要讨论芳香族硝基化 合物的还原反应。 催化加氢 在催化剂的作用下，硝基苯可液化或气相加氢，生成 苯胺。
生物与化学工程系Biblioteka 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-。
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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：
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。
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第十四章 含氮有机化合物 （c）金属加碱性介质
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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。
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有机化学 胺的制法
第十四章 含氮有机化合物
一、氨或胺的烃基化
1.氨与卤代烃的反应 氨是亲核试剂，可以同卤代烃起反应生成伯胺的盐：
生成的伯胺盐迅速与氨发生质子转移而释出伯胺：
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第十四章 含氮有机化合物
伯胺继续烃化，生成仲胺的盐、叔胺的盐和季铵盐， 反应结束后加碱，得到的是各种胺的混合物，在一般情况 下很难使反应停留在某一特定阶段。用过量的氨或伯胺作 原料可以使主要产物为伯胺或仲胺，但产物仍为混合物， 分离提纯有一定的困难。例如：
了解硝基化合物的主要性质； 掌握胺的分类、结构及其性质； 在掌握重氮化，偶合等重要反应的基础上，熟悉它们在 有机合成上的重要应用； 掌握季铵盐在相转移催化反应中的应用，以及季铵碱受 热反应的规律； 了解腈、异氰酸酯。 在含氮化合物的学习中，特别要注意含氮官能团的特 征及其变化，因为氮原子在化合物中的价态是有变化的。 这是含氧化合物所没有的现象。
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第十四章 含氮有机化合物
3.2，4，6-三硝基苯酚 2，4，6-三硝基苯酚又名苦味酸，是黄色针状或炔状 晶体，熔点121.8℃，有毒，味极苦。能溶于热水、乙醇、 苯及乙醚，难溶于冷水，水溶液呈酸性。 苦味酸用于制造硫化染料和炸药，也是检验生物碱 的重要试剂。由于它的酸性很强，会腐蚀弹壳，且生成 的铁盐对震动和摩擦特别敏感，作炸药使用很不安全， 现在弹药中趋于完全不用。
有机化学 教学指导 硝基化合物
第十四章 含氮有机化合物 表面活性剂 离子交换树脂和离子交换膜 芳香族重氮和偶氮化合物 腈 异氰酸酯 三聚氰胺 三聚氰氯
胺的分类、命名法和结构 胺的制法
胺的物理性质和波谱性质
胺的化学性质
重要的胺
季胺盐和季胺碱
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有机化学 教学目的：
第十四章 含氮有机化合物
第十四章 含氮有机化合物
在亚硫酸胺或亚硫酸氢胺的催化下，氨与萘酚反应生成 相应的萘胺。
上述反应是可逆的，在酸性条件下，萘胺也能转变成相 应的萘酚。
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第十四章 含氮有机化合物
二、由还原反应制胺 1.硝基化合物的还原—制备芳胺的常用方法。 2.醛和酮的还原氨化 醛和酮与氨反应生成亚胺，亚胺经催化加氢后转变为 伯胺： 上述反应包括胺 化和还原两种过程， 因此称为还原胺化。 生成的伯胺还可以与 反应物醛、酮起加成 反应，从而产生仲胺。 氨的用量多，有利于 伯胺的生成。
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二、胺的命名法 构造简单的胺一般用衍生命名法命名，此时把氨看 作母体，烃基看作取代基。命名时省去“基”字。
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芳香胺的命名，一般把芳香胺定为母体，其它烃基 为取代基。命名时应标出烃基的位臵，接在氮上的烃基 用“N-某基” 来表示。例如：
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第十四章 含氮有机化合物 有机化学 （a）金属加酸性介质：
在上述的催化加氢和酸性介质中用金属还原的条件下， 奋力不出中间产物亚硝基苯和N-羟基苯胺，因为它们比硝 基苯更易还原，所以只能得到还原的最终产物苯胺。
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（b）金属加水、醇等中性介质：
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第十四章 含氮有机化合物 有机化学 胺的分类、命名法和结构 一、胺的分类 氨分子中的一个或几个氢原子被烃基取代物称为胺。 胺分子中一个、两个或三个氢原子被烃基取代生成的化合 物分别称为伯胺、仲胺和叔胺。也分别被称为一级胺、二 级胺和三级胺。
注意！ 此处的伯、仲、叔胺的含义和以前的醇、卤代烃等的伯、 仲、叔含义不同。它是由氨中所取代的氢原子的个数决定的， 而不是由氨基（—NH2）所连接的碳原子的类型决定的，与 氨基所连碳原子是伯、仲还是叔无关。
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第十四章 含氮有机化合物
教学重点和难点： 胺的化学性，重氮化反应及其应用
胺的酰基化反应
重氮化反应，及在合成中的应用
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分子内含氮元素的有机化合物称为有机氮化合物，种 类很多，本章主要讨论硝基化合物、胺、腈、重氮盐。 硝基化合物 烃分子中的氢原子被硝基（—NO2）取代的化合物成 为硝基化合物。硝基化合物命名时，以烃为母体，硝基为 取代基。如：CH3NO2（硝基甲烷）、CH3CH2CH2NO2 （硝基丙烷）以及下面的硝基苯等。
此为工业上制备本胺的方法。
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催化加氢是在中性条件下进行的，因此对于带有在 酸性或碱性条件下水解的基团的化合物可采用此法还原。
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第十四章 含氮有机化合物
金属与给质子剂作还原剂 硝基化合物在强酸存在下，用铁、锡等金属还原， 产物为伯胺，金属的作用是提供电子。根据对芳香族 硝基化合物的电子顺磁共振谱，芳香族硝基化合物的 还原可经过如下反应途径：
联苯胺曾经是染料工业的重要原料。但联苯胺是一种 强致癌物，长期接触可引起膀胱癌，发病潜伏期长达 15~20年，现已停用。 常用的还原法还有氢化铝锂还原、硫化物还原等。
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第十四章 含氮有机化合物
(3)苯环上的取代反应 硝基是间位定位基。由于硝基的强拉电子诱导效应和 共轭效应，是苯环上的电子云密度大大下降，亲电子取代比 苯困难，以至于不能与较弱的亲电试剂发生反应。 （4）硝基对苯环上的其它基团的影响 硝基与苯环相连，使处于它邻、对位的环碳原子的电子 云密度大大降低，以至于这些环碳原子有可能接受亲核试剂 的进攻，而发生苯环上的亲核取代反应。
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3.腈和酰胺的还原 腈还原生成伯胺，是制备伯胺的一个方法。腈可用 催化氢化或化学还原的方法还原为伯胺。例如：
除上述制备胺的方法外，还有盖布瑞尔合成和霍夫 曼降解反应等方法。