氮的化合物.ppt

1、11含氮化合物、有机化学、返回、下一页、退出、基本内容和关键要求、硝基化合物、胺、腈、重氮和偶氮化合物的结构和化学性质；季铵盐和季铵碱；芳香伯胺的重氮化：重氮盐的性质及其在有机合成中的应用。注重掌握胺的结构和碱性；胺的化学性质；霍夫曼热消除反应；重氮盐及其在有机合成中的应用。返回，11含氮化合物，11.1硝基化合物，11.2胺，11.3重氮化合物和偶氮化合物，11.4腈，返回，11.1硝基化合物，11.1.1硝基化合物的结构、分类和命名，11.1.2硝基化合物的物理性质，11.1.3硝基化合物的化学性质。返回，氢原子被硝基取代的烃分子的衍生物称为硝基化合物。一元硝基化合物的通式是RNO2或Ar

2、NO2，它是与亚硝酸盐的异构体。11.1硝基化合物，返回，硝基化合物的电子性质通常表示如下：11.1.1硝基化合物的结构，分类和命名，(1)结构，返回，硝基基团中的三个原子形成一个p-共轭体系，发生电子离域，并且两个氮氧键长度相等。硝基化合物的命名类似于卤代烃。烃用作母体，硝基用作取代基。(1)分类和命名，11.1.1硝基化合物的结构，分类和命名，返回，1-硝基丙烷(伯硝基化合物)，2-硝基丙烷(仲硝基化合物)，2-甲基-2-硝基丙烷(叔硝基化合物)，返回，对硝基甲苯，2，4-二硝基甲苯，在芳香族硝基化合物中，单环硝基化合物是高沸点液体，而多硝基化合物和缩合硝基化合物是黄色固体。多硝基化合物具

3、有爆炸性。芳香族硝基化合物不溶于水，溶于有机溶剂。硝基化合物的相对密度大于1。硝基化合物有毒，容易因吸入或皮肤接触而中毒。使用时注意安全。11.1.3硝基化合物的化学性质，(1)与碱的相互作用，(2)还原，(3)硝基对苯环性质的影响，以及返回，脂肪族硝基化合物中含有-氢原子的伯或仲硝基化合物可以与强碱反应形成盐，从而溶解在碱中。(1)它与碱反应并返回。这是因为一级和二级硝基化合物的-氢原子和硝基之间存在超共轭效应，可以转移到硝基的氧原子上形成假酸异构体。硝基，伪酸，返回，(2)还原，硝基化合物容易被还原。当使用氢化铝锂、催化氢化或用铁和盐酸还原时，最终产物是相应的胺。在不同的还原条件下，芳香硝

4、基化合物可以得到不同的还原产物。(3)硝基对苯环上取代基和邻位及对位卤原子的影响。邻位和对位有硝基。水解很容易，但不容易。第一步：第二步：反应机理，稳定性，稳定性，返回，当硝基在邻位和对位时，返回，当硝基在间位时。返回，11.2胺，11.2.1胺的分类、命名和结构11.2.2胺的物理性质11.2.3胺的化学性质11.2.4季铵盐和碱11.2.5重要的胺，返回，(1)胺的分类，胺可视为氨的烃基衍生物。当氨分子中的氢原子被一个、两个或三个烃基取代时，分别生成伯胺、仲胺和叔胺。11.2.1胺类、回返剂、季铵盐或季铵碱、回返剂的分类、命名和结构，根据不同的烃基将胺类化合物分为脂肪胺和芳香胺；根据分子中

5、氨基的数目，可分为单胺、二胺和三胺。苯胺(芳香胺，单胺)，返回，简单胺是由习惯命名。方法是在它所含的烃基名称中加上“胺”一词；当存在相同的烃基时，烃基的数量由前面的数字2和3表示；如果有不同的烃基，它们按从小到大的顺序排列在第一位，可以省略“碱基”一词。(2)胺的命名，11.2.1胺的分类、命名和结构，返回，常规命名法，返回，对甲苯胺，苄胺，对苯二胺，返回，常规命名法，对于芳族仲胺或叔胺，取代基前面有单词“N”表示该基团与氮而不是芳环相连，返回，N-甲基苯胺，N-甲基-N-乙基-苯胺，N，N-二甲基苯胺和复合胺通过系统命名法命名，即氨基用作取代基，烃用作前体季铵化合物的命名类似于氢氧化铵或铵盐

6、。(3)胺的结构，氨具有金字塔结构，氮原子与氢原子的S轨道重叠形成三个键。剩余的非共享电子对占据sp3混合轨道，位于金字塔的顶端。空间排列类似于四面体的三维结构，氮位于四面体的中心。胺的结构类似于氨的结构。在脂肪胺分子中，氮通过三个sp3杂化轨道与其他三个原子(氢或碳原子)形成三个键，剩余的非共享电子对占据另一个sp3轨道。11.2.1胺的分类、命名和结构、回路、氨、甲胺和三甲胺的结构如下：sp3杂化、无共享电子对、回路、甲胺结构、回路、动画、苯胺结构、回路、动画、11.2.2胺的物理性质、低级脂肪胺如甲胺、二甲胺、三甲胺和乙胺在室温下是气体。低级胺的气味类似于氨，有些有鱼腥味(三甲胺)，可产

7、生极臭和有毒的丁二胺(腐胺)和戊二胺芳香胺的气味不如脂肪胺大，但芳香胺毒性很强，容易渗透到皮肤中，无论吸入蒸汽还是接触皮肤，都会引起中毒，所以使用时要小心。低级胺通常溶于水，溶解度随着相对分子量的增加而降低。伯胺和仲胺的沸点介于具有相似分子量的醇和烷烃之间，这是因为伯胺和仲胺可以形成分子间氢键(但比醇的氢键弱)。叔胺没有氮氢键，其水溶性和沸点低于伯胺和仲胺。11.2.3胺的化学性质，(1)碱性，(2)伯胺的异氰酸根化，(3)氧化，(4)烷基化，(5)酰化，(6)磺酰化，(7)与亚硝酸的反应，(8)芳环上的取代反应，(1)碱性，胺胺可与大多数酸反应形成盐。返回，胺的碱度可由其离解常数Kb或离解常

8、数的负对数pKb来表示。当胺溶解在水中时，存在以下平衡：pKb=-lgpKb，返回，影响碱度的因素，诱导效应：胺的氮原子上连接的烷基数目增加，电子推动能力增加，氮原子上的电子密度增加，碱度增加。空间效应烷基数量的增加占据了氮原子周围更多的空间，使得质子很难接近氮原子。胺的碱性降低了。胺的氮上氢原子越多，溶剂化程度越大，铵阳离子越稳定，碱性越强。溶剂化程度大，芳香胺中氨基氮原子上的非共享电子对与苯环上的电子形成共轭体系，使氮原子上的电子部分向苯环移动，降低了氮原子上的电子云密度，降低了与质子的结合能力，削弱了碱度。氨基的邻位和对位有吸电子基团，碱性减弱。当取代基是电子推动基团时，碱性增强。返回，

9、普通胺的pKb值，对甲苯胺-对硝基苯胺的PKB值：8.92 9.28 11.00，返回，(2)伯胺的异腈反应，用醇溶液加热伯胺(4)烷基化反应，胺与卤代烃、醇等烷基化试剂反应，氨基上的氢原子被烃基取代，称为胺的烷基化反应。当伯胺与卤代烃反应时，可以控制反应条件和卤代烃的量以生成仲胺、叔胺或季铵盐。三甲基十六烷基氯化铵是一种优良的阳离子表面活性剂。(5)酰化反应，其中伯胺或仲胺与酰化剂(如乙酸酐和乙酰氯)反应，酰基取代氨基上的氢原子产生N-烷基酰胺或N，N-二烷基酰胺，称为胺酰化反应。叔胺在氮原子上没有氢原子，因此它们不能被酰化。(6)磺酰化反应(Hinsberg反应)，在氢氧化钠或氢氧化钾溶液

10、存在下，苯磺酰氯或对甲苯磺酰氯与伯胺或仲胺反应生成相应的磺酰胺。不溶于氢氧化钠，返回，这种性质可以识别或分离伯胺、仲胺和叔胺。溶于氢氧化钠，不反应，(7)与亚硝酸反应，脂肪族伯胺和亚硝酸之间的反应产物通常是醇和烯烃的混合物，这没有制备意义。可用于氨基的定量分析、重氮化反应、芳香伯胺与亚硝酸在强酸水溶液中低温反应得到重氮盐。返回的脂肪族或芳香族仲胺与亚硝酸反应生成N-亚硝胺。在该反应中，仲胺可以被分离和纯化，并且N-亚硝基二甲胺、N-亚硝基-N-甲基苯胺、脂肪族叔胺和亚硝酸只能形成不稳定的盐；芳族叔胺与亚硝酸反应形成对亚硝基取代基。返回，对亚硝基-n，N-二甲基苯胺，卤代：芳香胺和氯或溴很容易被

11、取代。该反应可用于苯胺的定性和定量分析。(8)苯胺芳环上的取代反应，白色沉淀，回流，硝化：苯胺用硝酸硝化时，经常发生氧化反应，硝化前应进行氨基保护。(8)苯胺芳环上的取代反应、返回、返回或通过酰胺形成的保护：磺化的：苯胺与浓硫酸反应得到苯胺硫酸盐，苯胺硫酸盐被加热得到磺胺酸盐。对氨基苯磺酸是白色晶体，在约280-300分解，可溶于热水。以内盐形式存在。(8)苯胺芳环上的取代反应，并返回，(1)季铵盐、叔胺和卤代烷反应形成季铵盐。季铵盐是白色结晶固体，溶于水，不溶于非极性有机溶剂。季铵盐通过加热分解成原叔胺和卤代烷。季铵盐，11.2.4季铵盐和季铵碱，具有长链烷基的季铵盐，是一类表面活性剂。表面

12、活性剂是指在非常低的浓度下能够显著降低液体表面的表面张力或两相之间的界面张力的物质。就分子结构而言，它们由水溶性亲水基团和油溶性疏水基团组成。亲水基团：羧基、羟基和磺酸基等。它与水有很大的亲和力。疏水基团：一般为C12C16长链烷基或长链烷基苯基，对油有很强的亲和力。表面活性剂的分类：根据其用途，它们分为洗涤剂、乳化剂、湿润剂、分散剂和起泡剂。根据分子结构，可分为阴离子、阳离子、两性和非离子表面活性剂。季铵碱是一种强碱，相当于氢氧化钠和氢氧化钾，能吸收空气中的二氧化碳，易潮解，可溶于水。返回，(2)季铵碱，季铵碱的热消除反应：碳原子上的氢，返回，卤代烃，季铵碱的热消除方向，季铵碱，根据切比雪夫

13、规则，根据霍夫曼规则，返回，(1)苯胺，苯胺是无色液体，熔点-6.3，沸点184，相对密度1.000。新蒸馏出来的苯胺是无色的，然后变成黄色、红色或棕色(3)己二胺为无色片状晶体，熔点为41，沸点为204，微溶于水，溶于乙醇、乙醚、苯等有机溶剂。12.2.5重要胺，制备：用途：己二胺与己二酸进行缩聚反应生产聚酰胺，商品名为尼龙66。返回，重氮化合物和偶氮化合物含有N=N个官能团，并且官能团的两端与烃基相连，这被称为偶氮化合物。重氮化合物和偶氮化合物，返回式，偶氮苯，偶氮二异丁腈，如果官能团的一端与烃基相连，另一端与碳原子以外的其他原子或原子团相连，则称为重氮化合物。Return，苯重氮鎓氯化物

14、，苯二氨基苯，11.4.1芳香重氮盐的制备，重氮盐可溶于水，但不溶于有机溶剂。干燥的重氮盐极不稳定，加热或摇动时容易爆炸。重氮化反应中使用的盐酸或硫酸必须过量，以避免重氮化过程中产生的重氮盐与未反应的芳香胺偶合。(1)在失氮反应中，重氮盐在一定条件下分解，重氮基团可以被羟基、卤素、氰基或氢原子取代，形成相应的芳香衍生物，同时释放氮。被羟基取代，被卤素取代，被氰基取代，被氢原子取代，11.4.2芳香重氮盐的化学性质，返回，被羟基取代，重氮盐和酸溶液通过加热进行水解反应，生成苯酚并释放氮。该反应可将氨基转化为羟基，并制备一些其它方法难以获得的酚，例如，返回，用卤素取代，将芳香重氮盐水溶液与碘化钾一

15、起加热，然后生成碘苯并释放氮。将碘引入苯环的好方法是，返回、桑德迈尔反应、加特曼反应、返回，这是收集氟原子进入苯环的常用方法。席曼反应，返回，应用，返回和氰基取代。当重氮盐与氯化亚铜的氰化钾溶液反应或在铜粉存在下与氰化钾溶液反应时，重氮基团被氰基取代。当重氮盐与次磷酸或乙醇反应时，重氮基团被氢原子取代。11.4.2芳香重氮盐的化学性质，(2)氮保留反应、偶合反应、返回、还原反应、还原反应，重氮盐用氯化亚锡和盐酸(或亚硫酸钠)还原，得到盐酸苯肼，然后用碱处理得到苯肼。如果苯胺是用强还原剂(如锌和盐酸)还原得到的。苯肼，返回，偶合反应，重氮盐与苯酚或芳香胺在弱碱、中性或弱酸溶液中反应生成有色偶氮化合物，这种反应称为偶合反应或偶合反应。偶氮基团是生色基团，重氮组分，偶合组分，返回，11.4腈，11.4.1腈的结构和命名11.4.2腈的物理性质11.4.3腈的化学性质11.4.4丙烯腈，返回，腈可视为氢氰酸分子中氢原子被烃基取代的产物，其通式为RCN或ArCN氰基(-CN)