有机含氮化合物教学

《有机含氮化合物教学》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第十七章有机含氮化合物第一节硝基化合物第二节胺第三节重氮与偶氮化合物第一节硝基化合物定义:脂肪烃或芳烃分子中一个或多个氢原子被硝基取代的化合物，称为硝基化合物。可分为：芳香族硝基化合物和脂肪族硝基化合物。脂肪族:芳香族:1、硝基烷的命名硝基甲烷2-硝基丙烷1,5-二硝基戊烷硝基环戊烷一、脂肪族硝基化合物2.硝基烷的制法在实验室中可以用取代反应来制备一些硝基烷。2.硝基烷的性质a.硝基烷是无色的高沸点液体，常用作溶剂。b.硝基烷具有明显的酸性。c.含α-H的硝基烷易与碱作用成盐。二、芳香族硝基化合物对硝基氯苯2,4,6-三硝基甲苯(TNT)2-硝基萘1.芳香族硝基

2、化合物的制法2.芳香族硝基化合物的物理性质3.芳香族硝基化合物的化学性质(1).还原在酸性介质中用金属还原硝基化合物，直接生成相应的胺当芳环上还连有可被还原的羰基时，用氯化亚锡和盐酸仅还原硝基成为氨基。有中性介质中还原时，反应可停留在N-羟基苯胺阶段。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。在碱性介质中还原时，则硝基苯被还原成两分子缩合的产物。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

3、的方法。2.芳环上的亲电取代反应第二节胺基础知识一、胺的分类和命名二、胺的结构三、胺的制法五、胺的化学性质七、二元胺四、胺的物理性质六、季铵盐和季铵碱氮分子中的氢原子部分或全部被烃基取代后的化合物，统称为胺。许多源于植物的碱性含氮化合物(又称生物碱)具有很强的生理活性，常被用作药物。l-麻黄碱(1R,2S)阿托品(一)胺的分类和命名按照氮原子连接的烃基数目不同，可把胺分为伯(1º)、仲(2º)、叔(3º)胺。按分子中氨基的数目，胺分为一元胺、二元胺和三元胺。NH3RNH3氨伯胺(1º胺)仲胺(2º胺)叔胺(3º胺)当R、R’和R’’都是脂肪族烃基时，为脂肪胺。当

4、其中一个是芳基时，为芳香族胺。例如：(CH3)3N叔丁基胺(伯胺)六氢吡啶(仲胺)哌啶脂肪胺：三甲胺(叔胺)α-萘胺(伯胺)二苯胺(仲胺)N,N-二甲苯胺(叔胺)芳胺:1.简单的脂肪胺是用烃基名称后面加上“胺”来命名。命名：H2N(CH2)6NH2环己胺二甲(基)仲丁(基)胺1,6-己二胺苄胺2.比较复杂的脂肪族胺是以烃作母体，氨基作为取代基来命名。1-苯基-3-氨基丁烷2-甲氨基丁烷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”。N-甲基-N-乙基苯胺对亚硝基-N,N-二甲苯胺N,N’-二苯基对苯二胺4,4’-二硝基二

5、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。C6H5N+H3Cl-氯化苯胺(C2H5N+H3)2SO42-硫酸二乙胺(CH3)3N+CH2C6H5Br-溴化三甲苄胺(CH3)3N+CH2CH3OH-氢氧化三甲乙胺(二)胺的结构氨、甲胺和三甲胺的结构如下图：由于胺是棱锥形结构，当氮原子上有三个不同的基时，它是手性分子。简单的手性胺很容易发生对映体的相互转变，不易分离得到其中的某个对映体。手性季正离子，可以被拆开成

6、对映体。(三)胺的制法1.氨或胺的烷基化2.腈或酰胺的还原工业上常采用高级脂肪酸经腈催化加氢的方法高级脂肪伯胺。3.醛和酮的还原氨化醛或酮亚胺胺还原氨化是制备R2CHNH2或R2CHNHR’类胺的好方法。例如：在氨与醛、酮的还原氨化过程中，已生成的伯胺会进一步与醛(酮)反应，生成仲胺，反应时，需要增加氨的用量。4.从酰胺的降解制备(Hofmann降解反应)5.Gabriel合成法6.硝基化合物的还原四胺的物理性质胺与醇相似，也是极性化合物。除叔胺外，伯胺和仲胺均易生成分子间的氢键。伯、仲和叔胺都能与水分子通过氢键发生缔合，因此低级胺易溶于水。胺的特征红外吸收主要

7、是：N-H:3500~3270,1650~1580和910~650cm-1；C-N:伸缩运动脂肪族在1100cm-1附近，芳香族在1350~1250cm-1附近。胺的质子核磁共振谱与醇和醚相似，氮原子较大的电负性所造成的去屏敝作用，使α位碳原子上的质子化学位移移向低场。异丁胺的红外光谱N-H伸缩N-H弯曲N-H摇摆C-N伸缩N-甲基苯胺的红外光谱N-H伸缩N-H弯曲N-H摇摆C-N伸缩(五)胺的化学性质1.碱性和成盐氨基与苯环π共轭利用共振论对芳胺的弱碱性的解释2.烃基化胺的氮原子上具有未共用电子对，易发生亲核取代反应，例如：某些情况下，醇或酚也可作为烃基化试剂

8、：3.酰基化脂肪族或芳香