20131112新版有机化学含氮和含磷化合物解读.ppt

第11章含氮化合物 武汉大学化学与分子科学学院 应用化学系副教授 罗立新 博士 目录 11.1 硝基化合物 11.2 胺 11.2.1 胺的分类和命名** 11.2.2 胺的制法 11.2.3 胺的物理性质 11.2.4 胺的化学性质** 11.2.5 重要的胺 11.2.6 季铵盐和季铵碱 11.2.7 重氮盐的制法、性质和用途*** 11.2.8 腈、异腈和异氰酸酯 11.3 含磷有机化合物 11.4 与医学相关的化合物 11.1 硝基化合物 烃分子中的氢原子被硝基取代后生成的化合物称硝基化合物。 11.1.1 硝基化合物的命名 硝基化合物的命名是以烃为母体，将硝基作为取代基来命名。如：CH3CH2NO2 硝基乙烷 11.1 硝基化合物 11.1.2 硝基化合物的制法 1. 烷烃与硝酸（NO2）的气相反应 2. 芳香烃及其衍生物与混酸的反应 11.1 硝基化合物 11.1.3 物理性质 低级的硝基烷烃是无色液体，由于硝基是强吸电子基，所以，硝基烷烃是强吸电子基，有较大极性，沸点较高，微溶于水，可作有机溶剂溶解油脂、酯和树脂等，硝基化合物均有毒，皮肤接触或吸入蒸气会导致中毒。 11.1.4 化学性质 11.1.4.1 催化氢化 芳香族硝基化合物在雷尼镍、铜催化下，可被还原成芳胺。 11.1.4 化学性质 11.1.4.2 化学还原 在少量电解质催化下，铁屑也可将硝基苯还原为苯胺。 11.1.4.3 选择还原 用硫氢酸铵、多硫化钠等还原剂，可选择性还原多硝基化合物。 11.2 胺 11.2.1 胺的分类和命名 11.2.1.1 胺的分类 氨分子中的一个或几个氢原子被烃基取代形成的化合物称为胺，据被取代的氢的数目可将胺分为： 伯胺：一级胺 一个氢原子被取代 如：甲胺 仲胺：二级胺 二个氢原子被取代 如：二甲胺 叔胺：三级胺 三个氢原子被取代 如：三甲胺 此分类中伯、仲 、叔胺与醇中不同，需要特别注意。 据取代的烃基类型的不同，可分为： 脂肪胺：全部是烷基的胺 如：甲胺、二甲胺 芳香胺：至少有一个是芳基的胺 如：N－甲基苯胺 11.2.1.1 胺的分类 胺还可据分子中氨基的数目可分为： 一元胺 分子中有一个氨基 如：乙胺 二元胺 分子中有二个氨基 如：乙二胺 多元胺 分子中有多个氨基 氨接受一个质子后形成铵离子，同样与之类似 ，胺再接受一个质子得到的产物，亦可称为铵离子。三级胺也可与一个烃基结合在一起，提到的相应结构的铵称为季铵盐或季铵碱。如： （CH3）3N （CH3）4N+I- 叔胺 季铵盐 11.2.1.2 胺的命名 胺的命名方法有衍生物命名法和系统命名法两种。 衍生物命名法 结构简单的胺一般用衍生物命名法命名，规则： 将氨作为母体，以烃基为取代基，通常“基”可省略。 系统命名法 结构复杂的胺多采用系统命名法命名。 此类化合物命名是以烃为母体，以氨基或烷氨基作为取代基。 系统命名法 中国的系统命名法有时也将胺作为母体，用阿拉伯数标明氨基的位次。如： 对于季铵盐、季铵碱命名时“酸根名”＋“铵部分名”。 11.2.2 胺的制法 11.2.2.1 与卤代烃的反应 氨与胺中N上H原子被烃基取代的反应，称烃基化反应。与氨或胺反应的试剂，称为烃基化试剂。 当氨大大过量时，以伯胺为主，另外烃基化试剂一般用伯卤烃。原因仲卤烃、叔卤烃易发生消除反应。 11.2.2.2 与醇的反应 需要Al2O3催化剂 11.2.2 胺的制法 11.2.2.3 与酚的反应 由于采用异丙苯氧化法生产苯酚的产量很大，所以用苯酚与氨反应制苯胺的方法已成为主要的工业生产方法之一。 11.2.2.4 硝基化合物的还原 11.2.2 胺的制法 11.2.2.5 醛酮的还原胺化 利用醛酮与氨或伯胺作用生成烯夫碱，经催化加氢得到胺。 此方法尤其适宜制备 11.2.2 胺的制法 11.2.2.6 腈和酰胺的还原 由腈还原制备伯胺是常用的一种方法。 酰胺经LiAlH4还原，产率较好，但试剂价格昂贵，通常只在精细有机合成中使用。 11.2.2 胺的制法 11.2.2.7 邻苯二甲酰亚胺法（盖布瑞尔合成法） 11.2.2.8 霍夫曼降解反应 酰胺与I2/NaOH或Br2/Na