有机化学 第十二章 含氮化合物.ppt
第十二章 含氮化合物 (Compounds contain nitrogen),本章学习要求:,1. 掌握胺的命名方法、分子结构及化学性质； 2. 理解脂肪胺、芳香胺、氨的碱性强弱次序与分子结构的关系； 3. 掌握重氮盐的反应和偶联反应和硝基化合物的性质。, 硝基化合物,化学性质,1还原,3硝基对芳环上邻、对位基团的影响,（1）对于邻、对位上卤原子的影响,（2）对酚的酸性的影响, 胺 (amine),结构与命名 （ nomenclature and structure ）,氨基（-NH2），亚氨基（ -NH- ）和次氨基（ ）是胺的官能团,季铵化合物：氮原子上连有四个烃基的衍生物,叔醇 伯胺,注意：“氨”、“胺”、“铵”三个字不能混用，“氨”是指氨分子或氨基，“胺”是指胺类化合物，而“铵”是指含铵离子的化合物或季铵类化合物。,在胺分子中，氮原子以不等性SP3杂化轨道成 键，因而分子呈三角锥形结构。,简单胺的命名是在烃基名称后加胺字，称为某胺。如烃基相同要合并并标出烃基的数目。氮原子上连有不同烃基时，较简单的烃基写在前面。,CH3CH2NH2 H2NCH2CH2NH2 （CH3CH2）2NH,乙胺,乙二胺,二乙胺,1,4-丁二胺(腐肉胺),1,5-戊二胺(尸胺),对甲苯胺,甲乙胺,当氮原子上同时连有芳烃基时，常以芳胺为母体，并在脂烃基前面冠以“N”字。,N-甲基苯胺,N,N-二甲基苯胺,N-甲基-N-乙基苯胺,结构较为复杂的胺是把氨基看作取代基来命名。,2-甲基-4-氨基戊烷,2-甲基-4-甲氨基戊烷,铵离子中的一个或几个氢原子代以烃基，称为某铵离子。,铵离子,乙铵离子,四甲铵离子 (季铵离子),如果四个氢原子都代以烃基，则属于季铵离子，季铵离子与酸根组成的盐叫做季铵盐。与氢氧根组成的化合物叫季铵碱。,季铵盐 氯化四甲铵,季铵碱 氢氧化四乙铵,练习,N-苯基苯甲胺,4-亚氨基-2-戊酮,对氨基苯甲酸乙酯,物理性质 （ physical property ）,化学性质 （ chemical property ）,1. 碱性,胺的氮原子上有孤对电子，能结合水中的质子,脂肪胺、氨、 芳香胺碱性讨论,(1)、脂肪胺 由于烷基的斥电子效应，碱性比氨强。,诱导效应：烷基越多，碱性越强 空间效应：烷基越多，碱性越弱 溶剂化效应：烷基越多，碱性越弱,试从铵正离子的稳定性及胺接受质子的能力方面进行分析。,碱性强度： 二甲胺 甲胺 三甲胺（在水溶液中）,溶剂化效应及空间效应导致脂叔胺碱性比仲胺弱,(2)、芳香胺 （a）由于P-共轭效应使氮原子电子云密度降低； （b）苯基的吸电子效应；使芳香胺碱性比氨弱。,pKb 4.76 9.28 13.2 近中性,胺在水溶液中的碱性： 脂环仲胺脂肪仲胺脂肪伯胺、叔胺氨芳香伯胺芳香仲胺芳香叔胺,季铵碱是离子化合物，在水溶液中全部电离，是一种与氢氧化钠相当的强碱。,季铵盐与无机铵盐相似，是离子化合物，能溶于水。,表面活性剂:亲油基(烃基)和亲水基(正离子部分),盐酸克伦特罗是一种 ß肾上腺素奋剂，主要用于防治人、畜支气管哮喘、痉挛，治疗剂量较底。 在饲料中添加盐酸克伦特罗具有营养再分配 作用，可提高饲料报酬，增加瘦肉率。 盐酸克伦特罗在肌肉特别在内脏中有高浓度 的残留，对人和动物的肝、肾及家庭经营神 经系统产生危害。 欧盟最早颁布法规禁止其作为饲料添加剂使 用，我国农业部亦有相同规定,盐酸克伦特罗Clenbuterol（瘦肉精）,季铵盐用AgOH处理，可生成季铵碱，并沉淀出卤化银。,2氧化,3烃基化（alkylation）,在氨基氮上引进烃基，称为胺的烃基化反应。,4酰基化（acylation）,酰基取代胺氮原子上氢的反应。（酰化）,乙酰对羟基苯胺 （扑热息痛）,可用以保护氨基,5磺酰化（sulfonylation） （欣斯堡Hinsberg反应）,胺与磺酰化试剂反应生成磺酰胺的反应叫做磺酰化反应。,欣斯堡反应可用于鉴别、分离纯化伯、仲、叔胺。,6与亚硝酸作用,1伯胺,可用于区别伯、仲、叔胺,放氮,用于氨基的定量测定,重氮盐,2仲胺,N-亚硝基胺是致癌物质,3叔胺,溶于水,绿色固体,7芳香胺的取代反应,制取一溴苯胺的两种方法：,方法一：,方法二：, 重氮盐和偶氮化合物 （diazonium salt and azo-compound）,重氮盐在弱酸性、中性或弱碱性溶液中与芳胺或酚类作用，生成含有偶氮基（-N=N-）的化合物即偶氮化合物，这种反应称为偶联反应或偶合反应。,1.重氮盐,1）被卤素或氰基取代桑德迈耳（Sandmeyer）反应,芳香伯胺与亚硝酸在低温下缓慢反应，生成重氮盐。,练习,2）被氢原子取代,次磷酸水溶液或乙醇,讨论,思考题 如何实现下列转变？,3）被羟基取代（重氮盐的水解）,2. 偶氮化合物,偶联反应：重氮盐与酚或芳香胺的反应,反应发生在羟基(或氨基)对位，对位被占领则发生在邻位。,作业,P237. 12.2 c, d,e,h,k,l P239. 12.11 a 12.12 c,
