第十二章 含氮化合物
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 硝酸 硝酸酯 硝基化合物 硝酸 硝酸酯 硝基化合物 亚硝酸 亚硝酸酯 亚硝基化合物
1 硝酸酯和亚硝酸酯的命名与有机酸酯的命名相同,如 一 命名 1 硝酸酯和亚硝酸酯的命名与有机酸酯的命名相同,如 硝酸甲酯 亚硝酸乙酯 2 硝基和亚硝基化合物中将硝基和亚硝基看作为取代基 硝基甲烷 邻硝基甲苯 对亚硝基甲苯
硝酸酯和芳香多硝基化合物都有爆炸性,常被用做炸药,如 三硝基甘油酯 2,4,6-三硝基甲苯 (TNT)
二 物理性质 颜色 多为淡黄色 沸点 比相应的卤代烃高, 常温下为高沸点的液体或结晶固体 溶解性 不溶于水,易溶于有机溶剂,液体的硝基化合物是有机化合物的良好的溶剂 但是因为硝基化合物有毒性,可透过皮肤被机体吸收,生产上很少采用它,例如硝基苯有剧毒;多硝基化合物有爆炸性, 如 2,4,6-三硝基甲苯(TNT)为烈性炸 。
硝基为吸电子基团,脂肪族硝基化合物中的-氢原子很活泼,显弱酸性,可与碱作用生成盐从而溶于碱中 三 化学性质 1 还原 2 脂肪族硝基化合物的酸性 硝基为吸电子基团,脂肪族硝基化合物中的-氢原子很活泼,显弱酸性,可与碱作用生成盐从而溶于碱中
3 硝基对芳环上邻、对位基团的影响 (1)对邻、对位上卤原子的影响 高温高压 催化剂
(2) 对酚的酸性的影响(比较下列化合物的酸性)
胺 一 分类 根据胺中烃基数目分为伯胺、仲胺和叔胺,及季铵碱和季铵盐 伯胺(一级胺) 仲胺(二级胺) 叔胺(三级胺) 季铵碱 季铵盐
有 机 化 学 Organic Chemistry 氮原子与脂肪烃基相连的是脂肪胺(R-NH2),与芳香环直接相连的为芳香胺(Ar-NH2) 有 机 化 学 Organic Chemistry 氮原子与脂肪烃基相连的是脂肪胺(R-NH2),与芳香环直接相连的为芳香胺(Ar-NH2) 按照分子中所含氨基的数目,有一元、二元或多元胺 注意 “氨”、“胺”、“铵”字的用法,在表示基时,如氨基、亚氨基,用“氨”;表示NH3的烃基衍生物时,用“胺”;而季铵类化合物则用“铵”。 -NH2(氨基)、-NH-(亚氨基)
课堂练习:指明下列化合物属于哪类胺(按烃基数目分)
有 机 化 学 Organic Chemistry 二 结构 有 机 化 学 Organic Chemistry 二 结构 最外层电子sp3杂化,一对未共用电子对占据一个杂化轨道,三个未成对的电子各占据一个杂化轨道。
三 命名 1 简单胺的命名 由烃基来命名,多烃基时简单的写在前,相同烃基表示出其数目
2 芳香仲胺与叔胺在基团前加“N”字 N-甲基苯胺 N-甲基-N-乙基苯胺 N,N-二甲基苯胺 3 系统命名将氨基作为取代基,季铵类化合物命名与铵盐相似
课堂练习: 命名下列化合物 环已胺 叔丁胺 1,4-丁二胺 4,4-二甲基环已胺 4-二乙基胺-2-甲基戊烷
伯胺和仲胺与分子量相近的醇沸点相近,叔胺和分子量相近的烷烃相近。易溶于水,有不愉快气味甚至是臭味,芳香胺极毒 四 物理性质 伯胺和仲胺与分子量相近的醇沸点相近,叔胺和分子量相近的烷烃相近。易溶于水,有不愉快气味甚至是臭味,芳香胺极毒 1,4-丁二胺(腐胺) 1,5-戊二胺(腐胺) 联苯胺
五 化学性质 1 碱性 胺上未共用电子对能接受质子,显示碱性
碱性强弱比较 伯胺 仲胺 叔胺 氨 酰胺 结论 仲胺>叔胺>伯胺>氨水>芳香胺>酰胺 伯胺 仲胺 叔胺 氨 苯胺 酰胺 结论 仲胺>叔胺>伯胺>氨水>芳香胺>酰胺 叔胺例外,体积效应和电子效应。
a>e>c>b>d 课堂作业 比较下列化合物的碱性 a 环己胺 b 苯胺 c 对甲苯胺 d 对硝基苯胺 e 苄胺 a>e>c>b>d
胺盐、铵盐的形成与及强碱季铵碱的性质 胺盐 季铵碱 季铵盐 季铵碱
2烷基化 胺和卤代烃反应,脱掉一分子卤化氢 伯胺 仲胺 仲胺 叔胺 叔胺 季铵盐
3 氧化 胺比较容易氧化,用过氧化氢即可使脂肪伯胺及仲胺氧化,分别得到肟或羟胺。叔胺氧化得氧化胺。芳胺更易被氧化,产物复杂 3 氧化 胺比较容易氧化,用过氧化氢即可使脂肪伯胺及仲胺氧化,分别得到肟或羟胺。叔胺氧化得氧化胺。芳胺更易被氧化,产物复杂 肟 羟胺 氧化三甲胺
4酰基化 伯胺和仲胺分子中氮上的氢可以被酰基取代 4酰基化 伯胺和仲胺分子中氮上的氢可以被酰基取代 氨解 伯胺 仲胺
酰胺在酸或碱的催化下,又可水解为原来的胺,用于保护氨基 例 由苯胺合成对硝基苯胺
5 磺酰化 伯胺和仲胺氮原子上的氢可以被磺酰基取代 5 磺酰化 伯胺和仲胺氮原子上的氢可以被磺酰基取代 苯磺酰氯 苯磺酰胺 对甲苯磺酰氯 对甲苯磺酰胺
苯磺酰胺钠盐酸化后,又可水解为原来胺--欣斯堡(Hinsberg反应) 利用此反应可用来分离和鉴别伯、仲、叔胺
课堂练习:N-甲基苯胺中混有少量苯胺和N,N-二甲苯胺,怎样将N-甲基苯胺提纯 6与亚硝酸的作用 (1)伯胺 与脂肪伯胺反应产物为醇和烯烃混合物,芳香伯胺产物为重氮盐 + 重氮盐
芳香重氮盐很活泼
偶联反应 5-甲基-2-羟基偶氮苯
有 机 化 学 (2) 仲胺 生成N-亚硝基胺,致癌物质,罐头腌肉NaNO2作防腐剂 (3) 叔胺 脂肪叔胺生成盐,芳香叔胺苯环上亚硝化 有 机 化 学 (2) 仲胺 生成N-亚硝基胺,致癌物质,罐头腌肉NaNO2作防腐剂 N-亚硝基胺 (3) 叔胺 脂肪叔胺生成盐,芳香叔胺苯环上亚硝化
有 机 化 学 Organic Chemistry 7 芳香胺的取代 氨基是强致活基团 课堂练习 制备一溴代苯胺
有 机 化 学 Organic Chemistry P