含氮有机化合物nitrog

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1、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）.硝基苯β-硝基萘例如:伯胺（primaryamines）：R-NH2,氨基仲胺（secondaryamines）：R2-NH,亚氨基叔胺（tertiaryamines）：R3-N,次氨基季铵（quaternaryamines）：R4-N根据与氮原子直接相连的烃基数

2、目分类：2.命名硝基化合物时以烃为母体,硝基作为取代基,例如:2,2-二甲基-4-硝基戊烷2-硝基-4-氯苯酸2,4,6-三硝基苯酚(苦味酸)二硝酸乙二酯2.芳烃的硝化。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）酸性硝基为强吸电子基，能活泼α-H，所以有α-H的硝基化合物能产生假酸式-酸式互变异构，从而具有一定的酸性。二、硝基化合物的制备1.卤代烃与亚硝酸盐反应。三、硝基化合物的性质1、物理性质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

3、系统中（Fe、Zn、Sn和盐酸）或催化氢化为胺。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。（3）与羰基化合物缩合有α-H的硝基化合物在碱性条件下能与某些羰基化合物起缩合反应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。（4）与亚硝酸的反应3．芳香族硝基化合物的化学性质硝基同苯环相连后，对苯环呈现出强的吸电子诱导效应和吸电子共轭效应，使苯环上的电子云密度大为降低，亲电取代反应变得困难，但硝基可使邻位基团的反应活性（亲核取代）增加。（1）还原反应硝基苯在酸性条件下用Zn或Fe为还原剂还原，其最终产物是伯胺。若选用

4、适当的还原剂，可使硝基苯还原成各种不同的中间还原产物，这些中间产物又在一定的条件下互相转化。（2）硝基对苯环上其它基团的影响2°使酚的酸性增强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。1°使卤苯易水解、氨解、烷基化第二节胺简单胺的命名是在烃基名称后加胺字，称为某胺。复杂结构的胺是将氨基和烷基作为取代基来命名。季铵盐或季铵碱的命名是将其看作铵的衍生物来命名。一、胺的分类和命名1．分类2．命名故N原子上连有四个不同基团的化合物存在着对映体，可以分离出左旋体和右旋体。二、胺的结构胺分子中，N原子是以不等性

5、sp3杂化成键的，其构型成棱锥形。3、水溶性：低级的伯、仲、叔胺都有较好的水溶性。因为它们都能与水形成氢键。随着分子量的增加，其水溶性迅速减小。四、胺的化学性质三、物理性质1、状态：低级脂肪胺，如甲胺、二甲胺和三甲胺等，在常温下是气体，丙胺以上是液体，十二胺以上为固体。芳香胺是无色高沸点的液体或低熔点的固体，并有毒性。2、沸点：同分异构体的伯、仲、叔胺，其沸点依次降低。这是因伯、仲胺分子之间可形成氢键，叔胺则不能。例如丙胺、甲乙胺和三甲胺的沸点分别为48.7℃、36.5℃和2.5℃。胺的碱性较弱，其盐与氢氧化钠溶液作用时，释放出游离胺。1．碱性胺和氨相似，具有碱性，能与大

6、多数酸作用成盐。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。胺的碱性强弱，可用Kb或pKb表示：碱性：脂肪胺>氨>芳香胺pKb<4.704.75>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胺与磺酰化试剂反应生成磺酰胺的反应叫做磺酰化反应。酰氯、酸酐是常用的酰化试剂，叔胺没有N-离子，不能发生酰化。2．酰基化反应和磺酰化反应酰胺是具有一定熔点的固体，在强酸或强碱的水溶液中加热易水解生成酰胺。因此，此反应在有机合成上常用来保护氨基

7、。（先把芳胺酰化，把氨基保护起来，再进行其他反应，然后使酰胺水解再变为胺）（1）酰基化反应伯胺、仲胺易与酰氯或酸酐等酰基化剂作用生成酰胺。（2）磺酰化反应（兴斯堡——Hinsberg反应）兴斯堡反应可用于鉴别、分离纯化伯、仲、叔胺。常用的磺酰化试剂是苯磺酰氯和对甲基苯磺酰氯5．与亚硝酸反应亚硝酸（HNO2）不稳定，反应时由亚硝酸钠与盐酸或硫酸作用而得。生成的碳正离子可以发生各种不同的反应生成烯烃、醇和卤代烃。所以，伯胺与亚硝酸的反应在有机合成上用途不大。仲胺与HNO2反应，生成黄色油状或固体的N-亚硝基化合物。因而，胺与亚硝酸