[理学]15含氮化合物.ppt

一. 芳香族硝基化合物 一、 芳香族硝基化合物的化学性质 (还原反应) 1) 芳香族硝基化合物的还原反应 二 . 胺类化合物(1.分类、命名) 注意： 脂肪胺中氮原子为SP3杂化，氮原子上一对未共享电子对占据在SP 3杂化轨道上，另三个SP3杂化轨道分别与氢和烃基形成σ键。根据氮上基团的不同各键角有些差异，但脂肪胺的形状一般为棱锥形。芳胺中氮原子介于SP3和SP2杂化之间，更接近于SP2杂化，氮原子上一队未共享电子对具有较多的P轨道成分，与芳环上的π电子轨道可以部分重叠，发生共轭。 二. 胺类化合物(2.结构与性质) 二. 胺类化合物(2.结构与性质) 当氮上连有三个不同的基团，并把孤电子对看做一个基团，那么该化合物应为具有手性中心的化合物。理论上有旋光异构体，但实际上不可拆分，这是由于常温下两者可迅速转化（转化需25KJ/mol的能量）。 二. 胺类化合物(2.结构与性质) 胺的制备 1)卤代烃或醇 的氨解 1)活泼芳卤烃基化 3)腈和酰胺的还原 4)醛酮的还原胺化(亚胺被还原) 5)Gabriel合成法(邻苯二甲酰亚胺的钾盐与卤代烷亲核取代的产物) 6)硝基化合物的还原 二. 胺类化合物(3.化学性质) 氨基是胺的官能团，胺的性质和反应主要是由于氨基氮原子上未共享电子对、氮原子上的氢以及氨基对烃基的影响而产生的。 3.胺的化学性质(烃化--氮原子作为亲核试剂与卤代烷的反应） 3. 胺的化学性质---胺的酰化和磺化反应 （氮原子上氢的反应） 1)酰化： 胺类： 伯胺，仲胺。 酰化剂； 酰氯（乙酰氯，苯甲酰氯），酸酐（乙酸酐） 常用的碱性溶剂有：氢氧化钠，吡啶，三乙胺，二甲苯胺等 胺的酰化的应用： 应用： （1）.胺的鉴定：胺酰化后形成结晶良好的固体，有固定熔点，通过测定熔点，可鉴 定伯，仲、叔胺。 碳酰氯(光气)酰化及异氰酸酯的应用 3.胺的化学性质(异氰酸酯的生成) 芳香族伯胺与碳酰氯酰化、脱HCl生成 异氰酸酯的反应 (重要的工业中间体，偶联反应试剂) 2）．磺酰化反应 （Hinsberg） 应用：鉴定分离伯、仲、叔胺 3.胺的化学性质(与亚硝酸反应) 芳香伯胺与亚硝酸反应，生成芳基重氮盐，芳基重氮盐比烷基重氮盐稳定，在水溶液中，0~5℃可以保存一段时间。 3.胺的化学性质(与亚硝酸反应) 脂肪族仲胺和芳香族仲胺与亚硝酸反应，生成N—亚硝基胺。 为不溶于稀酸的油状或固体。 3.胺的化学性质(与亚硝酸反应) 脂肪叔胺与亚硝酸不反应，芳叔胺与亚硝酸作用不是在氮上而是在芳环上导入亚硝基。 3.胺的化学性质(芳环上的亲电取代) 芳伯胺易氧化，往往产率较底，芳胺不采用直接硝化，需 保 护 氨 基 完 成 硝 化。 三、季铵盐和季铵碱(总结) 四、重氮和偶氮及叠氮化合物 (芳基重氮盐的应用) 失去氮的反应：利用芳基重氮盐可被羟基、卤素、氰基等 取代来合成通过亲电取代反应不能合成的化合物。 四、重氮和偶氮及叠氮化合物 (芳基重氮盐的应用) 被卤素或氰基取代 四、重氮和偶氮及叠氮化合物 (芳基重氮盐的应用) 甲基橙的制备(保留氮的反应) 黄色油状液体(脂肪仲胺同) 3.胺的化学性质(与亚硝酸反应) 如： 脂肪伯胺与亚硝酸作用生成极不稳定的重氮盐，立即分解，放出氮气，生成碳正离子。与水、卤离子等生成醇 或卤代烃等。在合成上无 用途，但在反应中，定量放出氮气，可以用来测定氨基氮。 亚硝化试剂：亚硝酸钠的酸性溶液。 常用的酸：盐酸和硫酸。 脂肪胺和芳香胺都可与亚硝酸作用，胺的结构不同最终产物不同。 氯化重氮苯 0~5℃ 应用：芳基重氮盐是非常重要的有机合成中间体。 N—亚硝基二甲胺 应用：鉴定和提纯仲胺 综上所述：不同的胺与亚硝酸反应，反应产物不同，反应现象不同，因此利用亚硝化反应在化学上可鉴别三种胺。 氧化制醌 3.胺的化学性质(胺的氧化) 脂肪或芳香伯胺的氧化无意义 仲胺 苯胺 性质：这类化合物偶极矩较大，因此它的极性大，熔 点高，不溶于乙醚、苯、易溶于水。 3.胺的化学性质(芳环上的亲电取代) ⑴. 卤代 苯胺直接与Cl2，Br2迅速发生反应，生成多卤代物，反应难以停留在一氯化或一溴化阶段。 (2)硝化(不直接硝化，而是采用保护氨基的方法) 对异丙基苯胺 98% 4- 异丙基-2-硝基苯胺94% 三、季铵盐和季铵碱 1.季铵盐 制备： 由叔胺与卤代烷,硫酸酯,磺酸酯等烷基化试 剂 发 生 SN2 反 应 得 到。 性质及应用：季铵盐为离子性化合物,易溶于水，有较高