有機(jī)化學(xué)第十二章含氮化合物ppt課件

1、 第十二章第十二章 含氮化合物含氮化合物 (Compounds contain nitrogen)(Compounds contain nitrogen)本章學(xué)習(xí)要求本章學(xué)習(xí)要求: :1. 掌握胺的命名方法、分子構(gòu)造及化學(xué)性質(zhì)；掌握胺的命名方法、分子構(gòu)造及化學(xué)性質(zhì)；2. 了解脂肪胺、芳香胺、氨的堿性強(qiáng)弱次序了解脂肪胺、芳香胺、氨的堿性強(qiáng)弱次序與分子構(gòu)造的關(guān)系；與分子構(gòu)造的關(guān)系； 3. 掌握重氮鹽的反響和偶聯(lián)反響和硝基化合掌握重氮鹽的反響和偶聯(lián)反響和硝基化合物的性質(zhì)。物的性質(zhì)。 硝基化合物硝基化合物 化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì) 1復(fù)原復(fù)原 NO2Fe, HClNH23硝基對(duì)芳環(huán)上鄰、對(duì)位基團(tuán)的影響硝基對(duì)芳

2、環(huán)上鄰、對(duì)位基團(tuán)的影響 1對(duì)于鄰、對(duì)位上鹵原子的影響對(duì)于鄰、對(duì)位上鹵原子的影響 ClOH10% NaOH400 32MPaClNO2NO2NaCO3OHNO2NO2HCl+2對(duì)酚的酸性的影響對(duì)酚的酸性的影響 OHOHOHNO2NO2NO2OHNO2NO2O2NpKa9.897.150.384.09OH8.28NO2 胺胺 (amine) (amine)構(gòu)造與命名構(gòu)造與命名 nomenclature and nomenclature and structure structure NH3R NH2R2NHR3NR4NXR4NOHArNR2ArNH2Ar2NHArNHR芳胺伯胺（ 胺）仲胺叔胺12

3、3（ 胺）（ 胺）脂肪胺季銨鹽季銨堿 氨基氨基-NH2-NH2，亞氨基，亞氨基 -NH- -NH- 和次氨基和次氨基 是胺的官能團(tuán)是胺的官能團(tuán) N季銨化合物：氮原子上連有四個(gè)烴基的衍生物季銨化合物：氮原子上連有四個(gè)烴基的衍生物 叔醇叔醇 伯胺伯胺 留意：留意：“氨、氨、“胺、胺、“銨三個(gè)字不能混用，銨三個(gè)字不能混用，“氨是指氨分子或氨基，氨是指氨分子或氨基，“胺是指胺類(lèi)化合物，而胺是指胺類(lèi)化合物，而“銨是指含銨離子的化合物或季銨類(lèi)化合物。銨是指含銨離子的化合物或季銨類(lèi)化合物。 在胺分子在胺分子中，氮原子以中，氮原子以不等性不等性SP3雜化雜化軌道成軌道成 鍵，因鍵，因此分子呈三角此分子呈三角錐

4、形構(gòu)造。錐形構(gòu)造。NHH3CHsp3112.9o105.9oNR1R3R2NR1R3R2H3CCCH3OHH3CCCH3CH3CH3NH2 簡(jiǎn)單胺的命名是在烴基稱(chēng)號(hào)后加胺字，稱(chēng)為某胺。如烴簡(jiǎn)單胺的命名是在烴基稱(chēng)號(hào)后加胺字，稱(chēng)為某胺。如烴基一樣要合并并標(biāo)出烴基的數(shù)目。氮原子上連有不同烴基時(shí)，基一樣要合并并標(biāo)出烴基的數(shù)目。氮原子上連有不同烴基時(shí)，較簡(jiǎn)單的烴基寫(xiě)在前面。較簡(jiǎn)單的烴基寫(xiě)在前面。CH3CH2NH2 H2NCH2CH2NH2 CH3CH22NH 乙胺乙胺 乙二胺乙二胺 二乙胺二乙胺 CH2CH2NH2CH2CH2NH2CH2CH2NH2CH2CH2CH2NH21,4-丁二胺丁二胺(腐肉胺腐

5、肉胺) 1,5-戊二胺戊二胺(尸胺尸胺) CH3NH2CH3NHC2H5對(duì)甲苯胺對(duì)甲苯胺 甲乙胺 當(dāng)?shù)由贤瑫r(shí)連有芳烴基時(shí)，常以芳胺為母體，當(dāng)?shù)由贤瑫r(shí)連有芳烴基時(shí)，常以芳胺為母體，并在脂烴基前面冠以并在脂烴基前面冠以“N N字。字。N-甲基苯胺甲基苯胺 N,N-二甲基苯胺二甲基苯胺 N-甲基甲基-N-乙基苯胺乙基苯胺 構(gòu)造較為復(fù)雜的胺是把氨基看作取代基來(lái)命名。構(gòu)造較為復(fù)雜的胺是把氨基看作取代基來(lái)命名。 CH3CH CH2CH3CHNH2CH3CH3CH CH2CH3CHCH3NHCH32-甲基甲基-4-氨基戊烷氨基戊烷 2-甲基甲基-4-甲氨基戊烷甲氨基戊烷 銨離子中的一個(gè)或幾個(gè)氫原子代

6、以烴基，稱(chēng)為某銨離子。銨離子中的一個(gè)或幾個(gè)氫原子代以烴基，稱(chēng)為某銨離子。 NH4CH3CH2NH3(CH3)4N銨離子銨離子 乙銨離子乙銨離子 四甲銨離子四甲銨離子( (季銨離子季銨離子) ) NHCH3N(CH3)2NCH3CH2CH3 假設(shè)四個(gè)氫原子都代以烴基，那么屬于季銨離子，季假設(shè)四個(gè)氫原子都代以烴基，那么屬于季銨離子，季銨離子與酸根組成的鹽叫做季銨鹽。與氫氧根組成的化合銨離子與酸根組成的鹽叫做季銨鹽。與氫氧根組成的化合物叫季銨堿。物叫季銨堿。 (CH3)4NCl -R4NCl -季銨鹽季銨鹽 氯化四甲銨氯化四甲銨 (CH3CH2)4NOH -R4NOH - 季銨堿季銨堿 氫氧化四乙銨

7、氫氧化四乙銨 CH2NHN-苯基苯甲胺苯基苯甲胺CH3CCH2CCH3ONH H2NCOC2H5O4-亞氨基亞氨基-2-戊酮戊酮對(duì)氨基苯甲酸乙酯對(duì)氨基苯甲酸乙酯物理性質(zhì)物理性質(zhì) physical physical property property 化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì) chemical property chemical property 1. 1. 堿性堿性 NH3+H+NH4+NH2+H+RNH3RR NH2+ H2OR NH3 + OH胺的氮原子胺的氮原子上有孤對(duì)電上有孤對(duì)電子，能結(jié)合子，能結(jié)合水中的質(zhì)子水中的質(zhì)子脂肪胺、氨、脂肪胺、氨、 芳香胺堿性討論芳香胺堿性討論NH3CH3-NH2C

8、H3-NHCH3CH3-NCH3CH3pKb 4.763.274.223.35 試從銨正離子的穩(wěn)定性及胺接受質(zhì)子的才干方面進(jìn)展分析。試從銨正離子的穩(wěn)定性及胺接受質(zhì)子的才干方面進(jìn)展分析。堿性強(qiáng)度：堿性強(qiáng)度： 二甲胺二甲胺 甲胺甲胺 三甲胺在水溶液中三甲胺在水溶液中CH3N+HHHOH2OH2OH2CH3N+CH3HHOH2OH2CH3N+CH3CH3HOH2 溶劑化溶劑化效應(yīng)及效應(yīng)及空間效空間效應(yīng)導(dǎo)致應(yīng)導(dǎo)致脂叔胺脂叔胺堿性比堿性比仲胺弱仲胺弱NH3NH2NHNpKb 4.76 9.28 13.2 近中性近中性胺在水溶液中的堿性：胺在水溶液中的堿性：脂環(huán)仲胺脂肪仲胺脂肪伯胺、叔胺氨芳香伯胺脂環(huán)仲胺

9、脂肪仲胺脂肪伯胺、叔胺氨芳香伯胺芳香仲胺芳香叔胺芳香仲胺芳香叔胺 季銨堿是離子化合物，在水溶液中全部電離，是季銨堿是離子化合物，在水溶液中全部電離，是一種與氫氧化鈉相當(dāng)?shù)膹?qiáng)堿。一種與氫氧化鈉相當(dāng)?shù)膹?qiáng)堿。 R4NCl+ HClR4NH2 O+ H2O季銨鹽與無(wú)機(jī)銨鹽類(lèi)似，是離子化合物，能溶于水。季銨鹽與無(wú)機(jī)銨鹽類(lèi)似，是離子化合物，能溶于水。 C12H25N+(CH3)3Cl-外表活性劑外表活性劑: :親油基親油基( (烴基烴基) )和親水基和親水基( (正離子部分正離子部分) )鹽酸克倫特羅是一種 腎上腺素奮劑，主要用于防治人、畜支氣管哮喘、痙攣，治療劑量較底。在飼料中添加鹽酸克倫特羅具有營(yíng)養(yǎng)再

10、分配 作用，可提高飼料報(bào)酬，添加瘦肉率。鹽酸克倫特羅在肌肉特別在內(nèi)臟中有高濃度 的殘留，對(duì)人和動(dòng)物的肝、腎及家庭運(yùn)營(yíng)神 經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生危害。歐盟最早公布法規(guī)制止其作為飼料添加劑使 用，我國(guó)農(nóng)業(yè)部亦有一樣規(guī)定NHCCH3CH3CH3NH2ClClCHCH2OH HCl 鹽酸克倫特羅鹽酸克倫特羅ClenbuterolClenbuterol瘦肉精瘦肉精季銨鹽用季銨鹽用AgOHAgOH處置，可生成季銨堿，并沉淀出鹵化銀。處置，可生成季銨堿，并沉淀出鹵化銀。 (CH3CH2)4NBr -(CH3CH2)4NOH -+ AgOH+AgBr2氧化氧化MnO2H2SO4,10OONH2O苯胺黑3 3烴基化烴基化a

11、lkylationalkylation在氨基氮上引進(jìn)烴基，稱(chēng)為胺的烴基化反響。在氨基氮上引進(jìn)烴基，稱(chēng)為胺的烴基化反響。 RNH2+RXR2NH+ HXR2NH+RXR3N+ HXR3N+RXR4NX -4?；；痑cylation 酰基取代胺氮原子上氫的反響。酰化?；〈返由蠚涞姆错?。酰化RNH2RCOCl(RCO)2ORNHCOR(Ar)orR2NHRCOClR2NCORNHCH3CH3COClNCOCH3CH3R3NRCOCl(RCO)2O(Ar)3NorHONH2(CH3CO)2OHONHCOCH3乙酰對(duì)羥基苯胺乙酰對(duì)羥基苯胺 撲熱息痛撲熱息痛可用以維護(hù)氨基可用以維護(hù)氨基NH2

12、NH-CO-CH3HNO3NH-CO-CH3NO2NH2O2NCH3COClH2SO4H3O+5 5磺?；酋；痵ulfonylationsulfonylation欣斯堡欣斯堡HinsbergHinsberg反響反響 胺與磺?；噭┓错懮苫酋０返姆错懡凶龌酋；错?。胺與磺?；噭┓错懮苫酋０返姆错懡凶龌酋；错?。 SO2ClSO2ClCH3苯磺酰氯對(duì)甲基苯磺酰氯( TsCl )RNH2R2NHR3NSO2ClSO2NHRSO2NR2白色固體無(wú)反應(yīng)不溶于堿，仍為固體溶于堿白色固體NaOHNaOHSO2N-RNa欣斯堡反響可用于鑒別、分別純化伯、仲、叔胺。欣斯堡反響可用于鑒別、分別純化伯、仲、

13、叔胺。 6與亞硝酸作用與亞硝酸作用 1伯胺伯胺 CH3CH2CH2CH2NH2NaNO2 + HClCH3CH2CH2CH2-N+N +N2CH3CH2CH2CH2+放氮放氮CH3CH2CH2CH2OHCH2=CHCH2CH3 + CH3CHCH2CH3OH+26%13%25% 用于氨基的定量測(cè)定用于氨基的定量測(cè)定重氮鹽重氮鹽 NH2+HNO2 (NaNO2 + HCl)H+05N2+Cl -NH2+HNO2-OH+N2+H2O2 2仲胺仲胺 +RRNHNaNO2 + HClRRN-N=ON-亞硝基胺（黃色油狀物）H2ONHCH3+HNO2NNOCH3+H2ON-N-亞硝亞硝基胺是基胺是致癌物

14、致癌物質(zhì)質(zhì) 3 3叔胺叔胺 R3N+HNO2R3N+HNO2-溶于水溶于水NH(CH3)2+HNO2(H3C)2NNO綠色固體綠色固體 7芳香胺的取代反響芳香胺的取代反響NH2+ Br2(H2O)NH2BrBrBr+ 3HBr三溴苯胺（白 ）,2,4,6-可用于鑒別苯胺NH2NHCOCH3Br (CH3CO)2NHCOCH3CH3COOHH2OOHHNH2Br或干 Br2方法一：方法一： 方法二：方法二： NH2NH3HSO4NH3HSO4NH2H2SO42NaOHBrBr Br2H2ONH2NHCOCH3NHCOCH3NO2NO2NH2CH3C-ClOH+H2SO4HNO3NH2NHSO3H

15、NH3HSO4NH2H2SO4H2O180SO3H 重氮鹽和偶氮化合物重氮鹽和偶氮化合物 diazonium salt and azo-diazonium salt and azo-compoundcompound 重氮鹽在弱酸性、中性或弱堿性溶液中與芳胺或重氮鹽在弱酸性、中性或弱堿性溶液中與芳胺或酚類(lèi)作用，生成含有偶氮基酚類(lèi)作用，生成含有偶氮基-N=N-N=N-的化合物即偶氮的化合物即偶氮化合物，這種反響稱(chēng)為偶聯(lián)反響或巧合反響?；衔?，這種反響稱(chēng)為偶聯(lián)反響或巧合反響。 1.1.重氮鹽重氮鹽 NH2 O5oCN2+Cl-+ NaCl + H2ONaNO2 + HCl1被鹵素或氰基取代被鹵素或氰

16、基取代桑德邁耳桑德邁耳Sandmeyer反響反響N+NX-CuXHClX + N2（X=Cl 、Br）N+NX-CuCNKCNCN + N2芳香伯胺與亞硝酸在低溫下緩慢反響，生成重氮鹽。芳香伯胺與亞硝酸在低溫下緩慢反響，生成重氮鹽。CuCNKCNNH2CH3NaNO2，HClN+NCl-CH3CuCl, HClClCH3CNCH3H3O+COOHCH3BrClNO2HNO3H2SO4FeCl3HClNO2ClCl2FeNH2ClN2+Br-ClNaNO2HBrCuBrHBrClBr2 2被氫原子取代被氫原子取代 次磷酸水溶液或乙醇次磷酸水溶液或乙醇N2+Cl-H3PO2H2O+ N2N2+HSO4-CH3CH2OH+ N2 討論討論 BrBrBrNO2HNO3H2SO4HClFeNH2Br2H2OBrBrBrNH2BrBrBrNaNO2 HCl05oCBrBrBrN2+Cl-H3PO2H2O 思索題思索題 如何實(shí)現(xiàn)以下轉(zhuǎn)如何實(shí)現(xiàn)以下轉(zhuǎn)變？變？CH3CH3BrCH3HNO3/H2SO4CH3NO2Fe/HClCH3NH2Br2/FeCH3NH2BrNaNO2/HCl05CH3N2+Cl-BrH3PO2/H2OCH3Br3被羥基取代重氮鹽的水解被羥基取代重氮鹽的水