含氮有机化合物教学

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1、第十四章含氮有机化合物★本章将要讨论的是氮与碳相连形成的某些有机化合物，正像将醇、酚、醚看作是水的衍生物一样，许多含氮的有机物也可看作是某些无机氮化合物的衍生物。第一节硝基化合物由硝酸和亚硝酸可以导出四类含氮的有机物，即硝酸酯、亚硝酸酯、硝基化合物和亚硝基化合物：应该注意的是，酯的分子中，与碳原子相连的是氧原子，而在硝基化合物或亚硝基化舍物中，与碳原子相连的是氮原子。也就是酯是酸中的氢被烃基取代的衍生物，而硝基化合物与亚硝基化合物则是酸中的HO一被烃基取代的衍生物。硝基化合物与相应的亚硝酸酯是同分异构体。一、命名1、硝酸酯或亚硝酸酯的命名：硝

2、酸酯或亚硝酸酯的命名与有机酸酯的命名相同，如：2、硝基化合物和亚硝基化合物的命名：硝基化合物和亚硝基化合物则将硝基和亚硝基看作取代基，如：硝酸酯和芳香多硝基化合物都有爆炸性。常被用做炸药，如三硝酸甘油酯和TNT等。二、物理性质芳香硝基化合物中除某些一硝基化合物为高沸点液体外，多硝基化合物多为黄色结晶，不溶于水，易溶于有机溶剂，相对密度大于1，一般多带有黄色。芳香多硝基化合物都有极强的爆炸性。叔丁基苯的某些多硝基化合物有类似天然麝香的气味，可用做化妆品的定香剂。芳香硝基化合物有一定的毒性，它们能使血红蛋白变性而引起中毒，较多地吸入它们的蒸气或粉

3、尘，或者长期与皮肤接触都能引起中毒。人造香料三、化学性质1、还原硝基可以被还原，特别是芳香硝基化合物的还原有很大的实用意义。芳香硝基化合物在不同介质中使用不同还原剂可以得到一系列不同的还原产物。用强还原剂还原的最终产物是伯胺，例如，在酸性介质中以铁粉还原硝基苯则生成苯胺，这是工业上制备苯胺的方法。2、脂肪族硝基化合物的酸性由于硝基的吸电子诱导效应，脂肪硝基化合物中的α-氢原子很活泼，因此α-碳原子上有氢原子的硝基化合物如RCH2NO2，R2CHNO2等显弱酸性，可与碱作用生成盐从而溶于碱中。3、与羰基化合物的反应硝基化合物的α-H具有酸性，

4、遇碱生成亲核性强的碳负离子，能发生类似羟醛缩合反应——Henry反应。4、硝基对芳环上邻、对位基团的影响(1)对于邻、对位上卤原子的影响氯苯中的氯原子是不活泼的，它不容易被水解为羟基，由氯苯制取苯酚时，需要高温高压的条件，还需催化剂；但2，4-二硝基氯苯则很容易水解，只要与碳酸钠水溶液煮沸即可水解为2，4-二硝基苯酚。这是由于硝基的极强的吸电子作用，使苯环上电子密度降低，这样与氯相连的碳便易于受亲核试剂OH的进攻而发生取代反应。(2)对酚的酸性的影响硝基处于酚羟基的邻或对位时，能使酚的酸性增强。如苯酚的pKa为9.89；而邻硝基酚与对硝基酚的

5、pKa分别为7.17及7.16；2，4-二硝基酚的pKa则为3.96。硝基对间位取代基也有一定程度的影响，但影响较弱，如间硝基酚的pKa为8.28。第二节胺一切生物体中，都含有许多含氮的有机化合物，这些物质对于生命是十分重要的，其中—类是含有氨基的有机化合物。生物体在生长过程中所需要的含氮有机物，归根结底是由大气中的氮合成的。一、结构与命名1、结构：胺可以看作是氨的烃基衍生物，氨中的氢被一个、两个或三个烃基取代，则分别生成伯胺、仲胺或叔胺。-NH2叫做氨基，-NH-叫亚氨基。相应于氢氧化铵和氯化铵的四烃基衍生物叫做季铵类化合物，分别称为季铵

6、碱和季铵盐。应该注意“氨”、“胺”及“铵”字的用法，在表示基时，如氨基、亚氨基，则用“氨”字；表示NH3的烃基衍生物时，用“胺”；而季铵类化台物则用“铵”。氮原子与脂肪烃基相连的是脂肪胺，与芳香环直接相连的叫芳香胺。按照分子中所含氨基的数目，有一元胺、二元胺或多元胺。胺与氨的结构相似，分子也呈角锥形，如果四个烃基不同时，存在旋光异构体。2、命名：⑴简单的胺习惯按它所含的烃基命名，例如：⑵氮原子上连有两个或三个相同的烃基时，需表示出烃基的数目；如果所连烃基不同，则把简单的写在前面：⑶对于芳香仲胺或叔胺，则在基前冠以“N”字，以表示这个基团是连在

7、氮上，而不是连在芳香环上。⑷对于结构比较复杂的胺，按系统命名法，则将氨基当作取代基，以烃或其它官能团为母体，取代基按次序规则排列，将较优基团后列出，如：⑸季铵类化合物的命名则与氢氧化铵或铵盐的命名相似。二、物理性质胺分子中氮原子上的未共用电子对能与水形成氢键，所以低级脂肪胺在水中溶解度都很大。伯胺或仲胺分子间可以通过氢键缔合，但由于氮的电负性不如氧强，所以伯胺或仲胺分子间的氢键不如醇分子间的氢键强，从而伯胺或仲胺的沸点比相对分子质量相近的醇低：叔胺由于氮原子上没有氢而没有缔合作用，它们的沸点与相对分子质量相近的烷烃相近。如相对分子质量为59的

8、正丙胺、甲乙胺及三甲胺的沸点分别为49℃，35℃，及3℃，而相对分子质量为60的正丙醇的沸点为97.4℃，丁烷(相对分子质量58)的沸点为—0.5℃。气味往往也是鉴