含氮有机化合物--有机化合物基础课件

第十章含氮有机化合物 学习目标认识胺 酰胺的结构 分类及其命名 理解胺 酰胺的性质和用途 知道重氮 偶氮化合物及重氮化 偶合反应 识别季铵盐及季铵碱 知道重要胺类化合物的结构特点及在药学中的作用 染料 氨基酸 TNT炸药 氮 这主要是染料给生活增添的色彩呢 那么当今五光十色的染料是由什么制成的呢 让我好好想想 联想质疑 霍夫曼和珀金制染料 19世纪40年代 非洲曾流行疟疾 奎宁是治疗疟疾的特效药 但是天然的奎宁产量少 满足不了需要 经过几年努力 霍夫曼和其他化学家 合成了多种美丽的染料 而且这些染料都是以苯胺为基础合成的 那么 什么是苯胺呢 它属于哪一类化合物 这一类化合物具有怎样的结构性质和用途呢 霍夫曼就用从煤焦油中提取奎宁的办法来人工合成奎宁 可是奎宁没有制成 却制出了一种染料 这种美丽的紫色染料 叫做苯胺紫 知识链接 第一节胺 一 胺的结构胺可以看作是氨分子中的氢原子被氨基取代后所得到的化合物 这正如醇 醚可以看做是水的烃基衍生物一样 观察氨气 甲胺 三甲胺的球棍结构 氨气结构图甲胺的结构图三甲胺的结构图 胺的官能团是氨基 NH2 亚氨基 NH 次氨基 和氨相似 胺分子氮原子上有一对未共用电子对占据 胺的分类和命名 脂肪胺 芳香胺伯胺 仲胺和叔胺 与氮原子相连的烃基数目不同 胺的分类和命名 季铵盐或季铵碱 铵盐 NH4Cl 或氢氧化铵 NH4OH 中的四个氢原子被四个烃基取代而生成的化合物 季铵盐季铵碱 1 分类2 命名简单胺的命名是在烃基名称后加胺字 称为某胺 复杂结构的胺是将氨基和烷基作为取代基来命名 季铵盐或季铵碱的命名是将其看作铵的衍生物来命名 二 胺的分类和命名 烃基不相同 先简单后复杂 甲乙胺 甲乙丙胺 对 甲基苯胺 N 甲基 N 乙基苯胺 三 胺的化学性质 一 碱性与成盐反应 脂肪族胺中仲胺碱性最强 伯胺次之 叔胺最弱 但它们的碱性都比氨强 芳香胺的碱性比氨弱 而且三苯胺的碱性比二苯胺弱 二苯胺比苯胺弱 胺和氨相似 具有碱性 能与大多数酸作用成盐 胺的碱性较弱 其盐与氢氧化钠溶液作用时 释放出游离胺 胺是弱碱 可与酸发生中和反应生成盐而溶于水中 生成的弱碱盐与强碱作用时 胺又重新游离出来 例如 不溶于水溶于水不溶于水 N原子的未共用电子与苯环的键形成p 共轭体系所以芳香胺碱性最弱 pKb 芳香胺与脂肪胺谁的碱性弱 二 酰化反应 叔胺是否有此反应 酰化剂如 CH3CO 2O或RCOCl 磺酰化反应 兴斯堡 Hinsberg 反应 伯胺或仲胺氮原子上的氢可以被磺酰基 R SO2 取代 生成磺酰胺 常用的磺酰化剂 苯磺酰氯或对甲苯磺酰氯反应条件 在氢氧化钠或氢氧化钾溶液中进行伯胺磺酰化后的产物为酸性 能与氢氧化钠生成盐而使磺酰胺溶于碱液中 思考 1 比较仲胺 叔胺与上述伯胺的结构 并推导其性质 2 用什么方法分离和鉴别伯 仲 叔胺 1 伯胺 可作定量测定 a 脂肪伯胺 b 芳香伯胺 三 与亚硝酸的反应 重氮盐 2 仲胺 b 芳香仲胺 a 脂肪仲胺 3 叔胺 亚硝酸盐 a 脂肪叔胺 b 芳香叔胺 桔黄色 翠绿色 脂肪胺与芳香胺与亚硝酸反应产物比较 季铵盐 氢氧化铵NH4OH分子中的四个氢全被烃基取代所成的化合物叫做季铵盐 例1 新洁尔灭 溴化二甲基十二烷剂苄胺 例1 乙酰胆碱 乙酰胆碱 胆碱酯酶 水解失活 增加神经末梢的乙酰胆碱浓度 引起交感神经 副交感神经广泛而持久的兴奋 一 苯胺 四 重要的胺及其衍生物 用于芳胺的鉴别和定量分析 二 肾上腺素 去肾上腺素 主要作用是 加强心肌收缩 增加心输出量 收缩血管 升高血压 消除支气管平滑肌痉挛 用于治疗心源性 过敏性等休克的纠正 支气管哮喘急性发作等症 四 重要的胺及其衍生物 第二节酰胺 官能团 一 命名 N 取代酰胺 苯甲酰胺 N 苯基乙酰胺 酰亚胺 某酰胺 邻苯二甲酰亚胺 二 水解反应氨或胺和羧酸盐产物铵盐和羧酸 二 酰胺的化学性质 一 酸碱性近于中性 p 共轭 酰亚胺类则呈酸性 巴比妥 苄青霉素 三 尿素 1 结构 2 化学反应 a 弱碱性 b 水解反应 c 与亚硝酸反应 d 缩二脲反应 缩二脲的生成 第三节重氮和偶氮化合物 一 芳香族重氮盐的制备 重氮化反应 1 重氮化反应必须在低温下进行 温度高重氮盐易分解 2 亚硝酸不能过量 亚硝酸有氧化性 不利于重氮盐的稳定 3 重氮化反应必须保持强酸性条件 弱酸条件下易发生副反应 二 芳香族重氮盐的性质 重氮盐是一个非常活泼的化合物 可发生多种反应 生成多种化合物 在有机合成上非常有用 归纳起来 主要反应为两类 1 取代反应 1 被羟基取代 水解反应 当重氮盐和酸液共热时发生水解生成酚并放出氮气 重氮盐水解成酚时只能用硫酸盐 不用盐酸盐 因盐酸盐水解易发生副反应 2 偶联反应重氮盐与芳伯胺或酚类化合物作用 生成颜色鲜艳的偶氮化合物的反应称为偶联反应 偶联反应总是优先发生在对位 若对位被占 则在邻位上反应 间位不能发生偶联反应 但碱性不能太大 pH不能大于10 因碱性太强 重氮盐会转变为不活泼的苯基重氮酸或重氮酸盐离子 而苯基重氮酸或重氮酸盐离子都不能发生偶联反应 偶氮基 N N 是一个发色基团 因此 许多偶氮化合物常用作染料 偶氮染料 三 重氮甲烷四 偶氮染料 本章小结 1 一 胺 酰胺 重氮和偶氮化合物的结构胺可以看作是氨分子中的氢原子被烃基取代后所生成得到的化合物 酰胺是NH3或胺分子中N上的H被酰基所取代的产物 重氮化合物是指 N2 基团的一端与烃基相连 另一端与非碳原子相连或不与其他的原子或原子团相连的化合物 偶氮化合物是指 N2 基团以的形式两端都与碳原子相连的化合物 本章小结 2 胺的官能团是氨基 NH2 亚氨基 NH 次氨基 酰胺的官能团