含氮含磷有機化合物

11.1硝基化合物11.1.1硝基化合物的分類、結構和命名1、分類

脂肪族硝基化合物、芳香族硝基化合物；單硝基化合物、多硝基化合物；伯、仲、叔硝基化合物。NO2O2N烴分子中氫原子被硝基取代后所形成的化合物稱為硝基化合物。第2頁,共54頁，2024年2月25日，星期天2、硝基化合物的結構OR—NON1s22s22p3sp2雜化軌道2s2p2p雜化π43體系第3頁,共54頁，2024年2月25日，星期天3、硝基化合物的命名硝基苯COOH對硝基苯甲酸NO2O2N1,3,5-三硝基苯與鹵代烴相似第4頁,共54頁，2024年2月25日，星期天11.1.2硝基化合物的性質物理性質：沸點較高，多為油狀液體或淡黃色固體，密度比水大，難溶于水，有毒。多硝基化合物具香味且有爆炸性?；瘜W性質：1、還原反應第5頁,共54頁，2024年2月25日，星期天第6頁,共54頁，2024年2月25日，星期天2、脂肪族硝基化合物的酸性類似酮-烯醇互變類似醇醛縮合反應。第7頁,共54頁，2024年2月25日，星期天3、硝基對苯環(huán)上其他取代基的影響1）苯環(huán)上的親電取代反應2）苯環(huán)上的親核取代反應3）苯環(huán)上酚羥基、羧基的酸性第8頁,共54頁，2024年2月25日，星期天簡單手性胺易發(fā)生對映體的互相轉變。11.2胺11.2.1胺的結構孤電子對使胺具有親核性、堿性。第9頁,共54頁，2024年2月25日，星期天11.2.2胺的分類氨基：-NH2

；亞氨基：-NH-一元胺二元胺三元胺多元胺季銨化合物：氮原子上連有四個烴基的衍生物。第10頁,共54頁，2024年2月25日，星期天11.2.3胺的命名簡單胺的命名是在烴基名稱后加胺字，稱為某胺。復雜結構的胺是將氨基和烷基作為取代基來命名。季銨鹽或季銨堿的命名是將其看作銨的衍生物來命名。N-苯基苯甲胺第11頁,共54頁，2024年2月25日，星期天[較復雜胺]烴或其它官能團為母體，氨基作取代基。3-(N-乙氨基)庚烷3-甲基-2-(N-甲氨基)戊烷4-亞氨基-2-戊酮對氨基苯甲酸乙酯第12頁,共54頁，2024年2月25日，星期天[季銨化合物]將負離子和取代基的名稱放在“銨”字前

氫氧化(2-羥乙基)三甲銨(俗名膽堿)

碘化四異丙銨第13頁,共54頁，2024年2月25日，星期天11.2.4胺的性質10胺、20胺能形成分子間氫鍵。故沸點比分子量相近的烷烴高，但比相應的醇低。(N-H···N)弱于(O-H···O)。物理性質第14頁,共54頁，2024年2月25日，星期天胺的化學性質1、堿性及成鹽反應胺和氨相似，具有堿性，能與大多數(shù)酸作用成鹽。胺的堿性較弱，其鹽與氫氧化鈉溶液作用時，釋放出游離胺。第15頁,共54頁，2024年2月25日，星期天堿性大?。褐景?gt;氨>芳香胺

pKb<4.704.75>8.40脂肪胺在水溶液中堿性為：

(CH3)2NH>CH3NH2>(CH3)3N>NH3原因：烷基越多，供電子效應越大，(CH3)3N由于空間效應的影響，阻礙了與質子結合的能力，故堿性次序如上。第16頁,共54頁，2024年2月25日，星期天

pKb=8.0

pKb=14.3第17頁,共54頁，2024年2月25日，星期天2、胺的烷基化反應

胺作為親核試劑與鹵代烴發(fā)生取代反應，生成仲胺、叔胺和季銨鹽，此反應可用于工業(yè)上生產胺類，但往往得到的是混合物。3、胺的酰基化反應?；〈返由蠚涞姆磻；┑?8頁,共54頁，2024年2月25日，星期天苯磺酰氯可以區(qū)別伯胺、仲胺和叔胺：該反應稱為Hinsberg反應，利用這一反應可以鑒別或分離伯、仲、叔胺。第19頁,共54頁，2024年2月25日，星期天4、與亞硝酸反應----用于氨基的定量測定OH+N2+H2O〉5℃（1）伯胺（2）仲胺---產物為黃色油狀液體或固體，與稀酸共熱得到原來的胺。致癌劑第20頁,共54頁，2024年2月25日，星期天（3）叔胺---形成不穩(wěn)定的鹽，多有顏色。對亞硝基-N,N-二甲基苯胺(CH3CH2)3N+HNO2(CH3CH2)3NH+NO2-三乙胺亞硝酸鹽伯、仲、叔胺與亞硝酸反應的現(xiàn)象與產物各不相同，所以用來鑒別三種胺。第21頁,共54頁，2024年2月25日，星期天5、胺的氧化反應胺容易氧化，用不同的氧化劑可以得到不同的氧化產物。6、苯環(huán)上的取代反應1）鹵代反應苯胺很容易發(fā)生鹵代反應，但難控制在一元階段。第22頁,共54頁，2024年2月25日，星期天2）硝化芳伯胺直接硝化易被硝酸氧化，必須先把氨基保護起來（乙?；虺甥}），然后再進行硝化第23頁,共54頁，2024年2月25日，星期天3）磺化反應對氨基苯磺酸形成內鹽第24頁,共54頁，2024年2月25日，星期天7、季銨鹽和季銨堿的生成叔胺和鹵代烷作用可以生成季銨鹽：R3N+RX[R4N]+X-季銨鹽的醇溶液和氧化銀作用可以生成季銨堿，具有強堿性。[R4N]+X-+Ag2O[R4N]+OH-+AgX季銨鹽和季銨堿對熱不穩(wěn)定，受熱易分解生成叔胺。第25頁,共54頁，2024年2月25日，星期天11.2.5重要的胺1、乙二胺（H2N—CH2—CH2—NH2）最簡單的脂肪族二胺，與氯乙酸反應生成乙二胺四乙酸（EDTA）HOOCCH2CH2COOHN—CH2—CH2—NHOOCCH2CH2COOH第26頁,共54頁，2024年2月25日，星期天2、苯胺苯胺商品名阿尼林油，無色油狀液體，有毒。難溶于水，久置空氣中易氧化變色。是合成藥物、染料等的中間體或原料。如農業(yè)除草劑苯胺靈（IPC）和氯苯胺靈（ClPC）就是由苯胺及其衍生物合成的。3、膽胺、膽堿和乙酰膽堿膽胺是一種羥基堿（H2N—CH2—CH2—OH），化學名為乙醇胺或氨基乙醇，為腦磷脂的組成成分。第27頁,共54頁，2024年2月25日，星期天膽堿是一種羥基胺的季銨鹽[HOCH2CH2N+（CH3）3]OH-，是卵磷脂的組成成分。膽堿能調節(jié)肝中的脂肪代謝，有防治脂肪肝的作用。

氫氧化(2-羥乙基)三甲銨(俗名膽堿)第28頁,共54頁，2024年2月25日，星期天膽堿的鹽酸鹽（氯化膽堿）一種治療脂肪肝和肝硬化的藥物。膽堿在生物體內的乙酰酶的作用下發(fā)生酯化反應生成乙酰膽堿

是生物體內傳導神經沖動的重要物質。O—C—CH3]OH第29頁,共54頁，2024年2月25日，星期天4、對氨基水楊酸5、麻黃素在臨床上主治支氣管哮喘及鼻粘膜腫脹等。其有效成分是左旋麻黃素。第30頁,共54頁，2024年2月25日，星期天11.2.6重氮化合物和偶氮化合物1、重氮化合物和偶氮化合物的結構重氮化合物是指重氮基（-N=N-或N≡N-）一端與芳香烴基連接、另一端與其它非碳原子或原子團連接的化合物。1）重氮化合物第31頁,共54頁，2024年2月25日，星期天重氮鹽具有鹽的典型性質，絕大多數(shù)重氮鹽易溶于水而不溶于有機溶劑。芳香族重氮鹽所以穩(wěn)定，是因為其重氮鹽正離子中的C－N－N鍵呈線型結構，π軌道與芳環(huán)的π軌道構成共軛體系的結果。當苯環(huán)上連有強吸電子時，重氮正離子的穩(wěn)定性將↑。第32頁,共54頁，2024年2月25日，星期天

當－N=N－原子團只有一個氮原子與烴基直接相連，這類化合物稱為重氮化合物，其中重氮鹽尤為重要。如：硫酸重氮苯第33頁,共54頁，2024年2月25日，星期天偶氮化合物是指重氮基的兩端直接與兩個烴基相連的化合物。2）偶氮化合物第34頁,共54頁，2024年2月25日，星期天2、重氮鹽的性質及應用重氮鹽是一類非?；顫姷幕衔?，可發(fā)生多種反應，生成多種化合物，在有機合成上非常有用，歸納起來，主要反應為兩類：第35頁,共54頁，2024年2月25日，星期天（1）放出氮的反應——重氮基被取代的反應A.被氫原子取代例如：的合成第36頁,共54頁，2024年2月25日，星期天第37頁,共54頁，2024年2月25日，星期天

B.被羥基取代（水解反應）當重氮鹽和酸液共熱時發(fā)生水解生成酚并放出氮氣。重氮鹽水解成酚時只能用硫酸鹽，不用鹽酸鹽，因鹽酸鹽水解易發(fā)生副反應。第38頁,共54頁，2024年2月25日，星期天例如：的合成靶分子（目標產物）第39頁,共54頁，2024年2月25日，星期天C.被鹵原子取代第40頁,共54頁，2024年2月25日，星期天D.被氰基取代第41頁,共54頁，2024年2月25日，星期天（2）保留氮的反應——還原反應和偶聯(lián)反應

A.還原反應（重氮基被還原成肼）苯肼第42頁,共54頁，2024年2月25日，星期天B.偶聯(lián)反應（重氮鹽與酚或芳香胺的反應）1）與酚的偶聯(lián)（pH=8-10）2）與芳胺偶聯(lián)（pH=5-7）偶氮化合物，多有顏色，可作指示劑或染料。第43頁,共54頁，2024年2月25日，星期天磷原子的成鍵特征1、由于價電子層構型類似，所以磷原子可以形成與氮相類似的共價鍵化合物。2、由于3P軌道比2P軌道比較擴散，它與碳原子的2P軌道的相互重疊不如2P軌道之間那樣有效，所以磷原子難以和碳原子形成穩(wěn)定的P—π鍵。11.3有機含磷化合物3、磷原子常取sp3雜化態(tài)，與胺類似具有四面體構型。第44頁,共54頁，2024年2月25日，星期天叔胺叔膦季銨鹽季鏻鹽第45頁,共54頁，2024年2月25日，星期天1、分類三價磷化合物：

伯膦仲膦叔膦亞磷酸烴基亞膦酸二烴基次亞膦酸11.3.1有機含磷化合物的分類和名稱注意磷、膦、鏻的含義和區(qū)別！第46頁,共54頁，2024年2月25日，星期天五價磷化合物：磷酸膦酸次膦酸磷酸酯膦酸酯次膦酸酯RR第47頁,共54頁，2024年2月25日，星期天2、命名1）膦、亞膦酸和膦酸的命名，在其相應的類名前加上烴基的名稱。2）凡屬含氧的酯基，都用前綴O—烴基表示。3）含P—X或P—N鍵的化合物可看作含氧酸的-OH基被-X、-NH2取代后所形成的酰鹵或酰胺。如：O,O-二乙基苯膦酸酯

苯基亞膦酰氯苯膦酰胺

第48頁,共54頁，2024年2月25日，星期天11.3.2有機含磷化合物的結構和性質1、結構2、性質1）氧化反應2）親核取代反應第49頁,共54頁，2024年2月25日，星期天1、磷酸和磷酸類化合物2）樂果OCH3O—P—O—CH=CCl2CH3OO，O-二甲基-O-（2，2-二氯乙烯基）磷酸酯SOCH3O—P—S—CH2—C—NHCH3CH3OO，O-二甲基-S-（N-甲基氨甲酰甲基）二硫代磷酸酯11.3.3有機磷化農藥1）敵敵畏第50頁,共54頁，2024年2月25