有机含氮化合物2

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1、广东工业大学轻工化工学院应用化学系邓旭忠编辑有机化学有机化学教材:付建龙李红主编化学工业出版社14.1硝基化合物(不是重点!)14.2胺(àn)14.3重氮和偶氮化合物第14章有机含氮化合物14.1.1硝基化合物的结构14.1.2硝基化合物的制法14.1.3硝基化合物的物理性质14.1.4硝基化合物的化学性质14.1硝基化合物组成有机化合物常见的元素除碳、氢、氧外，氮是第四种常见的元素，分子中含有氮原子的有机化合物称为有机含氮化合物，含氮化合物的种类繁多，一些常见的含氮化合物见表14-1所示。表14-1一些常见的含氮化合物(见下一页)含氮化合物种类分子中的官能团化合物

2、实例胺季铵盐季铵碱重氮化合物偶氮化合物硝基化合物腈异腈硝酸酯亚硝酸酯亚硝基化合物酰胺肼肟异氰酸酯—NH2氨基R4N+铵离子R4N+铵离子－N２－重氮基—N=N—重氮基—NO2硝基—C≡N氰基—N≡C异氰基—ONO2硝酸根—ONO亚硝酸根—NO亚硝基—CONH2酰胺基—NHNH2肼基=N—OH肟基—N=C=O异氰酸基CH3CH2NH2乙胺(CH3)4Ｎ+Cl-四甲基氯化铵(CH3)4Ｎ+OH-四甲基氢氧化铵C6H5N+≡NCl-氯化重氮苯C6H5-N=N-C6H5偶氮苯CH3NO2硝基甲烷CH3C≡N乙腈CH3N≡C异氰基甲烷CH3ONO2硝酸甲酯C4H9ONO亚硝酸丁

3、酯C6H5NO亚硝基苯HCONH2甲酰胺CH3NHNH2甲基肼(CH3)2C=N-OH丙酮肟CH3-N=C=O异氰酸甲酯14.1硝基化合物14.1.1硝基化合物的结构烃分子中的氢被硝基取代的化合物叫硝基化合物，硝基化合物分成两大类：一类是硝基直接与脂肪族碳原子相连的化合物，称为脂肪族硝基化合物，另一类是硝基直接连在芳环上的化合物，称为芳香族硝基化合物。硝基化合物的结构可用下图表示如下：硝基化合物的结构硝基(-NO2)是硝基化合物的官能团。硝基的构造:√说明两个氮氧键相等，负电荷平均分布在两个氧原子上。现代仪器分析证明硝基化合物中硝基的两个氮氧键的键长完全相等，都是0.

4、122nm。这充分说明硝基形成了一个三中心四电子的共轭体系。以下是一些典型的硝基化合物：脂肪族硝基化合物：硝基甲烷硝基乙烷芳香族硝基化合物2,4-二硝基氟苯硝基叔丁烷2,4,6-三硝基甲苯（TNT）2,4,6-三硝基苯酚（苦味酸）苦味酸苦味酸，即2,4,6-三硝基苯酚，有机化合物，黄色针状引或块结晶，无臭，味极苦，不易吸湿。难溶于冷水。易溶于热水。极易溶于沸水。溶于乙醇、乙醚、苯和氯仿。用于炸药、火柴、染料、制药和皮革等工业。苦味酸能够溶解塑料，并使其水解。是环保工业用来溶解白色垃圾的良好溶剂。14.1.2硝基化合物的制法脂肪族硝基化合物在工业上的应用较少。芳香族硝基

5、化合物是重要的工业原料，其制备方法一般采用直接硝化法。14.1.3硝基化合物的物理性质硝基化合物不溶于水，溶于醇、醚等一般有机溶剂。硝基化合物的密度大于1。芳香族一硝基化合物是无色或淡黄色的高沸点液体或固体，极性大，沸点高，有苦杏仁味。硝基化合物尤其是芳香族硝基化合物都有毒性，既可以通过呼吸道也可通过皮肤被人体吸收。芳香族硝基化合物特别是多硝基苯类化合物具有爆炸性，因此使用和贮存硝基化合物时，不仅要注意其毒性，还要注意其爆炸性，要严格遵守操作规程，防止事故发生。硝基化合物中，以芳香族硝基化合物在有机合成上的应用较多，芳香族硝基化合物是合成芳胺、酚等许多芳香化合物的中间

6、体。14.1.4硝基化合物的化学性质硝基是一个强吸电子基团，脂肪族硝基化合物的α-H具有一定酸性，芳香族硝基化合物由于硝基的钝化作用，芳环上的亲电取代反应活性大大降低。14.1.4.1硝基化合物α-H的活性（1）与强碱的反应与硝基直接相连的碳原子上的氢具有一定的酸性。（2-硝基丙烷）它们可以与强碱反应生成盐：硝基化合物存在如下硝基式和假酸式的互变异构现象：硝基化合物与强碱的反应是通过假酸式进行的。硝基化合物的假酸式中有烯醇式的结构特征，能与FeCl3发生显色反应。一般情况下硝基化合物中的这种烯醇式假酸式结构较少。（2）α-H的缩合反应硝基化合物中的α-活泼H能与羰基化

7、合物和酯等发生缩合反应。例如：亲核加成-消除反应亲核取代反应14.1.4.2硝基的还原反应（以芳香硝基为例）（1）在酸性介质中还原硝基在酸性介质中还原成胺，催化加氢也还原成胺。[H]=Zn+HCl,Fe+HCl,Sn+HCl,H2/Pt等例如：硝基苯亚硝基苯N-羟基苯胺苯胺SnCl2+HCl：特别适用于还原苯环上带有羰基的化合物。由于在酸性介质中，亚硝基苯和N-羟基苯胺比硝基苯更容易还原，所以最终只能生成苯胺。（2）在中性介质中还原在中性介质中硝基苯被还原成N-羟基苯胺。例如：由于在中性介质中，亚硝基苯比硝基苯更容易还原，所以不能直接由硝基苯还原来制