有機(jī)第9章(湖南大學(xué))

硝基化合物123胺(重點)重氮化合物(重點)含氮有機(jī)化合物的制備45雜環(huán)化合物1現(xiàn)在是1頁\一共有82頁\編輯于星期六分類和命名123硝基結(jié)構(gòu)硝基化合物化學(xué)性質(zhì)(重點)2現(xiàn)在是2頁\一共有82頁\編輯于星期六一、分類和命名類型所含烴基實例命名脂肪族硝基化合物伯硝基化合物1o烴基CH3CH2NO2硝基乙烷仲硝基化合物2o烴基(CH3)2CHNO22-硝基丙烷叔硝基化合物3o烴基(CH3)3CNO22-甲基-2-硝基丙烷芳香族硝基化合物芳基Ph-NO2硝基苯3現(xiàn)在是3頁\一共有82頁\編輯于星期六二、硝基結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)特點氮原子電負(fù)性(3.0)大于碳原子(2.5),硝基的吸電子誘導(dǎo)效應(yīng)大于羰基硝基存在N=O雙鍵硝基強(qiáng)吸電子的-I和-C降低芳環(huán)電子云密度反應(yīng)特性α-H反應(yīng)還原反應(yīng)芳環(huán)親核取代反應(yīng)4現(xiàn)在是4頁\一共有82頁\編輯于星期六三、硝基化合物化學(xué)性質(zhì)1.α-H的酸性具有α-H的硝基化合物有較強(qiáng)的酸性：CH3NO2(pKa=10.2)，CH3CH2NO2(pKa=8.5)，CH3CH2CH2NO2(pKa=7.8)應(yīng)用：鑒定含有α-H的伯、仲硝基化合物和叔硝基化合物硝基烷烴能跟NaOH作用生成鹽：5現(xiàn)在是5頁\一共有82頁\編輯于星期六2.還原反應(yīng)(重點)——制備苯胺方法之一（38萬噸/2004）6現(xiàn)在是6頁\一共有82頁\編輯于星期六【注意】1)酸性條件下，硝基苯單分子還原成苯胺

2)堿性條件下，硝基苯雙分子還原成偶氮苯及其衍生物

3)多硝基化合物選擇性還原為一個硝基為氨基，可采用

NH4HS、(NH4)2S或多硫化銨等7現(xiàn)在是7頁\一共有82頁\編輯于星期六5)硝基化合物還可采用催化加氫還原4)當(dāng)苯環(huán)上有醛基等易被還原的基團(tuán)時，應(yīng)選擇較溫和的條件將硝基還原為氨基8現(xiàn)在是8頁\一共有82頁\編輯于星期六3.硝基對苯環(huán)上鄰對位鹵素的影響——親核取代鄰對位硝基越多，氯原子活潑性越強(qiáng)，越容易發(fā)生親核取代9現(xiàn)在是9頁\一共有82頁\編輯于星期六分類和命名123胺的結(jié)構(gòu)胺的化學(xué)性質(zhì)(重點)10現(xiàn)在是10頁\一共有82頁\編輯于星期六一、分類和命名類型所含氫數(shù)目實例命名脂肪族胺伯胺2CH3CH2NH2乙胺仲胺1C2H5NHC2H5二乙胺叔胺0C3H7CN(CH3)2N,N’-二甲基丙胺芳香族胺Ph-NH2苯胺11現(xiàn)在是11頁\一共有82頁\編輯于星期六二、胺的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)特點氮原子上孤對電子胺中氮原子的氧化數(shù)低胺基強(qiáng)給電子的+C增加芳環(huán)電子云密度反應(yīng)特性堿性和親核取代反應(yīng)氧化反應(yīng)芳環(huán)親電取代反應(yīng)12現(xiàn)在是12頁\一共有82頁\編輯于星期六三、胺的化學(xué)性質(zhì)1.堿性胺具有孤電子對,使OH-濃度增加,有較強(qiáng)的酸性：1)反應(yīng)2)堿性強(qiáng)弱比較水溶液中，胺的堿性強(qiáng)弱次序為：

脂肪胺（2°>1°>3°）>氨>芳香胺【注意】氮原子上孤對電子電子云密度越大，堿性越強(qiáng)13現(xiàn)在是13頁\一共有82頁\編輯于星期六一級銨正離子二級銨正離子三級銨正離子銨正離子溶劑化：脂肪胺（1°>2°>3°）14現(xiàn)在是14頁\一共有82頁\編輯于星期六芳胺的堿性芳胺堿性：1°>2°>3°給電子的芳胺有利于增進(jìn)堿性15現(xiàn)在是15頁\一共有82頁\編輯于星期六雜環(huán)胺的堿性16現(xiàn)在是16頁\一共有82頁\編輯于星期六3)應(yīng)用——分離提純胺類化合物普魯卡因(麻醉藥/不溶于水)普魯卡因鹽酸鹽(溶于水)17現(xiàn)在是17頁\一共有82頁\編輯于星期六2.親核取代反應(yīng)1)烷基化反應(yīng)——季銨化合物18現(xiàn)在是18頁\一共有82頁\編輯于星期六相轉(zhuǎn)移催化劑19現(xiàn)在是19頁\一共有82頁\編輯于星期六20現(xiàn)在是20頁\一共有82頁\編輯于星期六季銨堿——Hofmann消除反應(yīng)(重點)①

季銨堿的制備AugustWilhelmvonHofmann(1818–1892)德國化學(xué)家徹底甲基化21現(xiàn)在是21頁\一共有82頁\編輯于星期六②

Hofmann消除反應(yīng)Hofmann規(guī)則：具有幾種β-H季銨堿的熱分解產(chǎn)物主要消除含氫較多的β-H合成端基烯烴！22現(xiàn)在是22頁\一共有82頁\編輯于星期六Hofmann消除反應(yīng)機(jī)理——E2A.W.Hofmann,JustusLiebigsAnn.Chem.1851,78,253.C.Cope,E.R.Trumbull,Org.React.1960,11,317.B.M.Novak,et.al.,J.Am.Chem.Soc.,2001,123,11083.Hofmann消除反應(yīng)的實質(zhì)是空間位阻問題！23現(xiàn)在是23頁\一共有82頁\編輯于星期六②β碳原子上是芳基時，

Hofmann規(guī)則不適用！【注意】①

當(dāng)季銨堿的N原子上連有兩個以上可變?yōu)橄N的基團(tuán)時，主要生成分子量較小的烯烴。主要產(chǎn)物24現(xiàn)在是24頁\一共有82頁\編輯于星期六③

Hofmann消除反應(yīng)的立體化學(xué)——反式消除④Hofmann消除反應(yīng)可測定胺基結(jié)構(gòu)25現(xiàn)在是25頁\一共有82頁\編輯于星期六26現(xiàn)在是26頁\一共有82頁\編輯于星期六2)酰基化反應(yīng)(重點)第一、

第二胺能象氨一樣，作為親核試劑跟酰氯、酸酐、酯作用生產(chǎn)酰胺第三胺氮原子上沒有氫原子，所以不能生產(chǎn)酰胺27現(xiàn)在是27頁\一共有82頁\編輯于星期六

應(yīng)用：氨基的保護(hù)(小結(jié))

藥物合成28現(xiàn)在是28頁\一共有82頁\編輯于星期六

胺的鑒定和區(qū)別——興斯堡(Hinsberg)反應(yīng)

(鑒別伯、仲、叔胺)【注意】該鑒定方法只對六碳以下的胺適用O.Hinsberg,Ber.Dtsch.Chem.Ges.,1890,23,2962.R.S.Schreiber,et.al.,J.Am.Chem.Soc.,1934,56,114.W.Seamen,et.al.,J.Am.Chem.Soc.,1945,67,1571.磺?；磻?yīng)29現(xiàn)在是29頁\一共有82頁\編輯于星期六3.親電取代反應(yīng)1）鹵代反應(yīng)——定性及定量分析單鹵代物制取——氨基轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴０被?0現(xiàn)在是30頁\一共有82頁\編輯于星期六2）磺化反應(yīng)3）硝化反應(yīng)——需將氨基保護(hù)！31現(xiàn)在是31頁\一共有82頁\編輯于星期六【注意】第三胺可直接硝化：32現(xiàn)在是32頁\一共有82頁\編輯于星期六4）付-克反應(yīng)

一級芳胺、二級芳胺由于N上有氫，直接?；瘯r，芳核和N上都會發(fā)生?；?。所以，必須將NH2保護(hù)?！咀⒁狻咳壏及返蠜]有H，可直接進(jìn)行傅氏?；磻?yīng)33現(xiàn)在是33頁\一共有82頁\編輯于星期六4.氧化反應(yīng)紫色應(yīng)用：檢驗苯胺1)強(qiáng)氧化劑34現(xiàn)在是34頁\一共有82頁\編輯于星期六2)過氧化物氧化——叔胺Cope消除反應(yīng)ArthurC.Cope(1909–1966)美國化學(xué)家A.C.Cope,et.al.,J.Am.Chem.Soc.1949,71,3929.A.C.Cope,E.R.Trumbull,Org.React.1960,11,317.R.D.Bach;M.L.Braden,J.Org.Chem.,1991,56,7194.N.J.Cooper;D.W.Knight,Tetrahedron,2004,60,243.35現(xiàn)在是35頁\一共有82頁\編輯于星期六Cope消除反應(yīng)機(jī)理36現(xiàn)在是36頁\一共有82頁\編輯于星期六【注意】當(dāng)氧化胺的一個烴基上有兩種β-H時產(chǎn)物以

霍夫曼產(chǎn)物為主應(yīng)用：叔胺的氧化和Cope消除反應(yīng)結(jié)合起來，可用于叔胺制備端鏈烯烴(小結(jié))37現(xiàn)在是37頁\一共有82頁\編輯于星期六3)與亞硝酸的反應(yīng)——鑒別1°、2°、3°脂肪胺重氮化反應(yīng)（致癌）38現(xiàn)在是38頁\一共有82頁\編輯于星期六鑒別芳香族1o、2o、3o胺39現(xiàn)在是39頁\一共有82頁\編輯于星期六重氮化反應(yīng)40現(xiàn)在是40頁\一共有82頁\編輯于星期六一、結(jié)構(gòu)化學(xué)性質(zhì)：1.放出氮的取代反應(yīng)

2.

保留氮的偶聯(lián)反應(yīng)41現(xiàn)在是41頁\一共有82頁\編輯于星期六二、取代反應(yīng)——放出N2反應(yīng)(重點)芳香重氮鹽可被－OH、－X、－CN、－H和－NO2取代生成相應(yīng)的酚、芳基鹵、芳腈、芳烴和硝基芳烴。應(yīng)用：通過重氮鹽取代反應(yīng)，在芳環(huán)上引入多種官能團(tuán)42現(xiàn)在是42頁\一共有82頁\編輯于星期六1.被鹵素和氰基取代——Sandmeyer反應(yīng)43現(xiàn)在是43頁\一共有82頁\編輯于星期六T.Sandmeyer,Ber.Dtsch.Chem.Ges.1884,17,1633–1635.H.H.Hodgson,Chem.Rev.1947,40,251–277.P.J.Harrington,et.al.,J.Org.Chem.,1984,49,2657.44現(xiàn)在是44頁\一共有82頁\編輯于星期六2.被氫取代——脫氨基反應(yīng)應(yīng)用：利用氨基定位例如：合成間溴甲苯45現(xiàn)在是45頁\一共有82頁\編輯于星期六3.被羥基取代——水解反應(yīng)例：間硝基苯酚的合成46現(xiàn)在是46頁\一共有82頁\編輯于星期六三、偶合反應(yīng)——保留N2反應(yīng)G＝OH，NR2，NHR，NH2，ArN2＋1.重氮鹽的偶合反應(yīng)47現(xiàn)在是47頁\一共有82頁\編輯于星期六【注意】1)偶合發(fā)生的位置：一般對位，若對位被占，進(jìn)入鄰位2)介質(zhì)影響：弱酸或中性條件有利于芳胺的偶合，堿性條件有利于苯酚的偶合3)聯(lián)苯胺重排48現(xiàn)在是48頁\一共有82頁\編輯于星期六49現(xiàn)在是49頁\一共有82頁\編輯于星期六2.重氮鹽的還原反應(yīng)還原成肼用的還原劑：

HCl+SnCl2、硫代硫酸鈉、亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、連二亞硫酸鈉（保險粉）50現(xiàn)在是50頁\一共有82頁\編輯于星期六重氮化反應(yīng)小結(jié)51現(xiàn)在是51頁\一共有82頁\編輯于星期六三、重氮甲烷——甲基化試劑52現(xiàn)在是52頁\一共有82頁\編輯于星期六1.甲基化試劑【注意】酸、酚、烯醇都適宜2.與酰鹵作用——Arndt-Eistert反應(yīng)53現(xiàn)在是53頁\一共有82頁\編輯于星期六Wolff重排3.與醛酮反應(yīng)——合成多一個碳原子的醛酮54現(xiàn)在是54頁\一共有82頁\編輯于星期六普通酮主要生成環(huán)氧化合物，醛與環(huán)酮以重排產(chǎn)物為主，重排時，基團(tuán)的遷移能力是：

H>CH3>RCH2>R2CH>R3C55現(xiàn)在是55頁\一共有82頁\編輯于星期六4.卡賓生成——環(huán)丙烷衍生物制備56現(xiàn)在是56頁\一共有82頁\編輯于星期六一、硝基化合物1.烷烴的硝化2.芳香烴的硝化產(chǎn)物為混合物，合成意義不大！應(yīng)用：可以進(jìn)一步合成其它芳香化合物57現(xiàn)在是57頁\一共有82頁\編輯于星期六二、胺1.硝基化合物還原2.醛酮還原胺化58現(xiàn)在是58頁\一共有82頁\編輯于星期六3.腈和酰胺的還原4.Hofmmann降解——少一個碳原子的胺59現(xiàn)在是59頁\一共有82頁\編輯于星期六5.Curtius重排和Schmidt反應(yīng)——羧酸衍生物制備少一個碳原子的胺異氰酸酯酰疊氮化合物Schmidt反應(yīng)K.F.Schmidt,Angew.Chem.1923,36,511.H.Wolff,Org.React.1946,3,307–336.D.E.Applequist,et.al.,Chem.Rev.,1954,54,1065.D.J.Gorin,et.al.,J.Am.Chem.Soc.,2005,127,11260.60現(xiàn)在是60頁\一共有82頁\編輯于星期六Curtius重排T.Curtius,Ber.Dtsch.Chem.Ges.1890,23,3023.P.A.S.Smith,Org.React.1946,3,337.A.Kakehi,et.al.,J.Org.Chem.,1997,62,7888.C.Bolm,et.al.,Tetrahedron:Asymmetry,2003,14,3455.61現(xiàn)在是61頁\一共有82頁\編輯于星期六6.蓋布瑞爾(Gabriel)合成法——鹵代烴制取純1°胺的方法S.Gabriel,Ber.Dtsch.Chem.Ges.1887,20,2224.M.S.Gibson,et.al.,Angew.Chem.Int.Ed.Engl.1968,7,919.U.Ragnarsson,et.al.,Acc.Chem.Res.,1991,24,285.M.Lácová,et.al.,Tetrahedron,1996,52,14995.62現(xiàn)在是62頁\一共有82頁\編輯于星期六NH3THForDMFKOHC2H5OHC2H5OHH+orOH-H2OorROHNH2-NH2+RNH2+RNH2反應(yīng)機(jī)理SN2反應(yīng)【注意】空阻大的RX不能發(fā)生此反應(yīng)63現(xiàn)在是63頁\一共有82頁\編輯于星期六一、雜環(huán)化合物的分類和命名雜環(huán)化合物:由碳原子和至少一個其它原子，如O，S，N等組成的環(huán)狀化合物

1.分類64現(xiàn)在是64頁\一共有82頁\編輯于星期六2.命名——音譯法【注意】1.

編號從雜原子開始，并使其它雜原子位號盡可能小

2.雜原子不同時，遵循O>S>NH>N的優(yōu)先順序65現(xiàn)在是65頁\一共有82頁\編輯于星期六1.五元雜環(huán)化合物結(jié)構(gòu)二、五元雜環(huán)化合物結(jié)構(gòu)特點碳原子sp2雜化，大鍵反應(yīng)特性芳香性——芳環(huán)親電取代反應(yīng)66現(xiàn)在是66頁\一共有82頁\編輯于星期六2.物理性質(zhì)呋喃遇鹽酸浸濕的松木片，呈綠色，叫松木片反應(yīng)。吡咯遇鹽酸浸濕的松木片，呈紅色，叫松木片反應(yīng)。噻吩和靛紅在濃硫酸作用下，發(fā)生藍(lán)色反應(yīng)。67現(xiàn)在是67頁\一共有82頁\編輯于星期六3.化學(xué)性質(zhì)1）親電取代反應(yīng)(a)親電試劑E+優(yōu)先進(jìn)攻雜環(huán)化合物的α-位，當(dāng)α-

位已有取代基時，親電試劑進(jìn)攻β-位。68現(xiàn)在是68頁\一共有82頁\編輯于星期六(b)

反應(yīng)活性大小次序為：吡咯>呋喃>噻吩>苯容納正電荷的能力N>O>S>C69現(xiàn)在是69頁\一共有82頁\編輯于星期六(3)70現(xiàn)在是70頁\一共有82頁\編輯于星期六(4)71現(xiàn)在是71頁\一共有82頁\編輯于星期六(5)72現(xiàn)在是72頁\一共有82頁\編輯于星期六2.