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1、第十一章 含氮有机化合物,11.1 硝基化合物 11.2 胺 11.3 重氮和偶氮化合物,含氮的有机化合物种类较多，例如：胺、硝基化合物、重氮化合物、偶氮化合物等。,含氮化合物是烃的含氮衍生物。他们存在于许多复杂的生命物质中，这些物质对生命是十分重要的。 在人体代谢过程中，蛋白质的水解产物、氨基酸脱羧生成胺。临床上某些药物如普鲁卡因、青霉素等也是胺或酰胺的的衍生物。具有明显生理活性的生物碱中也有胺的结构泳衣品牌 。,硝酸 硝酸酯 硝基化合物 HO-NO2 RONO2 RNO2 亚硝酸 亚硝酸酯 亚硝基化合物 HONO R-ONO RNO,TNT,苦味酸,硝酸酯和芳香族多硝基化合物都有爆炸性，常
2、被用作炸药。,11 含氮有机化合物,由硝酸和亚硝酸可导出四类含氮的有机物。,11.1 硝基化合物,硝基化合物的结构,硝基化合物的官能团是硝基，N原子sp2杂化.,1、还原反应,一、芳香族硝基化合物的物理性质,大部分芳香族硝基化合物是淡黄色固体，有较高的沸点，不溶于水，有苦杏仁味，有一定的毒性，能使血红蛋白变性而引起中毒。,二、芳香族硝基化合物的化学性质,11含氮有机化合物,2、芳环的亲电取代反应,11 含氮有机化合物,4.芳环上的亲核取代反应：,3.酸性,硝基化合物中，当硝基连在伯、仲碳原子上时，由于有共轭效应，使-氢原子活性增强，能产生类似酮烯醇式的互变异构现象存在，烯醇式中的氧原子上的氢较
3、活泼，有质子化的倾向，能与碱作用，称假酸式，所以含有-氢原子的硝基化合物可溶解在强碱溶液中，无-氢原的硝基化合物不溶于强碱，这可用于两种硝基化合物的分离。 与羰基化合物类似，含有-氢的硝基化合物，在强碱的作用下，可与醛酮发生缩合反应。,一、分类,11.2 胺（amine）,11 含氮有机化合物,、胺的命名 1、简单的胺命名时，以胺为母体，根据烃基的名称称为某胺。 例如：,2、二元胺称为某二胺 例如： H2NCH2CH2CH2CH2NH2 1，4-丁二胺(腐胺) H2N(CH2)5NH2 1，5-戊二胺(尸胺) 3、对于结构较复杂的胺，以烃为母体，氨基 为取代基命名。 例如： ,甲乙氨基,1,5
4、-戊二胺(尸胺),11 含氮有机化合物,1，4-苯二胺,二苯胺,N，N-二苯基对苯二胺,4，4-二硝基二苯胺,N，N-二甲基对甲苯胺, N原子的价电子结构为：2s22p3。N成键时，轨道sp3杂化，形成4个sp3杂化轨道，其中3个轨道和H或R形成3个键，未共用电子对占居第4个轨道，呈棱锥形结构，单键的键角约为109。,胺重要的化学性质是：碱性和亲核性,11 含氮有机化合物,二 、胺的结构,NH3,三、 化学性质,1、碱性,碱性电离常数Kb愈大或Pkb愈小,胺的则碱性愈强。,综合电子效应、空间效应的影响，各类胺碱性顺序为：,11 含氮有机化合物,用途：可将不溶于水的胺与不溶于水的其它有机物分离。
5、,2 、烷基化,11 含氮有机化合物,转化,3、酰基化（保护氨基),4、磺酰化反应,11 含氮有机化合物,伯、仲、叔胺加入苯磺酰氯的NaOH溶液,叔胺分层,仲胺有沉淀,伯胺形成均匀的溶液。,(鉴别、分离提纯伯、仲、叔胺) Hinsberg反应,5. 胺与亚硝酸的反应 (1) 伯胺与亚硝酸的反应： 遇-萘酚的氢氧化钠溶液生成橙红色的化合物 此反应常用于芳香伯胺药物的鉴别。 ,(2) 仲胺与亚硝酸反应： N-亚硝基化合物通常为黄色油状物(或固体化合物)，有明显的致癌作用。,(3) 叔胺与亚硝酸的反应： 综上所述，根据脂肪族和芳香族伯、仲、叔胺与亚硝酸反应的不同， 可以鉴别三种胺。,6、氧化反应 胺
6、有还原性，易被氧化。芳香族胺更易被氧化，空气中氧即可将苯胺氧化。如苯胺可被氧化生成对苯醌，因此在有机合成中，如果要氧化芳胺环上其它基团，必须首先要保护氨基。 泳衣品牌,白色, 硝化, 卤代,11 含氮有机化合物,7、 芳环上的亲电取代反应,如何得到一取代物？,11 含氮有机化合物,酰基化,11 含氮有机化合物,11 含氮有机化合物, 磺化,这是工业上生产对氨基苯磺酸的方法。 在对氨基苯磺酸分子内，同时含有碱性氨基和酸性磺酸基，分子内能生成盐，叫内盐。,11 含氮有机化合物,磺胺类药物是一类重要的化学合成抗菌药，其母体对氨基苯磺酰胺的合成为：,四、 季铵盐和季铵碱 氮原子上连有4个烃基的化合物称
7、为季铵化合物。季铵化合物中的四个烃基可以是相同的，也可是不同的，分为季铵盐(quaternary ammonium salts)和季铵碱(quaternary ammonium base)。 通式为：,季铵盐和季铵碱的命名类似于铵盐和碱。 例如： 季铵盐和季铵碱都是离子型化合物。,季铵盐和季铵碱的性质,叔胺与卤代烷作用生成铵盐，称为季铵盐。,季铵盐的结构和性质与胺有很大的差别。 季铵盐是白色的晶体，具有盐的性质，溶于水、不溶于有机溶剂；熔点高，加热到熔点时即分解，生成叔胺和卤代烷。,11 含氮有机化合物,用湿的Ag2O代替KOH，由于生成AgX沉淀，可得到季铵碱。季铵碱是强碱，其碱性强度与Na
8、OH相当。,季铵盐与强碱作用则得不到游离的胺，而是得到含有季铵碱的平衡混合物。,11 含氮有机化合物,季铵碱受热（1001500C）发生分解。,不含-H的季铵碱分解时，发生反应如下。,有-H的季铵碱分解时，发生反应生成烯烃和叔胺。,分子中有2种或2种以上的-H可被消除时，主要从含H较多的-C上消去H原子；即主要生成双键碳原子上烷基取代较少的烯烃，称为Hofmann规则。,11 含氮有机化合物,小知识 常用的消毒剂苯扎溴铵(曾称为新洁尔灭，化学名称为二甲基十二烷基苄基溴化铵)是季铵盐类化合物，有较强的杀菌和去垢能力，毒性低，医药上常用1g/L的溶液进行皮肤和外科器械的消毒。 其结构简式为： 在人
9、体中存在着一种季铵碱，因最初是在胆汁中发现的，而且有碱性，故称胆碱。 其结构简式为；,胆碱广泛分布于生物体内，脑组织和蛋黄内含量较高。胆碱是卵磷脂的组成部分。在人体内与脂肪代谢有关，能促使油脂很快生成磷脂，有抗脂肪肝的作用，临床上用于治疗肝炎、肝中毒。 胆碱羟基上的氢被乙酰基取代，生成乙酰胆碱。乙酰胆碱是一种具有显著生理作用的神经传导物质，其结构简式为：,重氮化合物,偶氮化合物,重氮和偶氮化合物,氯化重氮苯,11 含氮有机化合物,(Cl,H,N),重氮盐的化学性质很活泼，能发生许多反应，一般可分为两类：失去氮的反应和保留氮的反应。,1. 失去氮的反应,一、 重氮盐的反应及在合成中的应用,11
10、含氮有机化合物,11 含氮有机化合物,11 含氮有机化合物,1.,2.,重氮盐与SnCl2+HCl、NaHSO3等还原剂作用， 被还原成苯肼。,11 含氮有机化合物,还原反应,2. 保留氮的反应,重氮盐与连有强供电子基的芳香族化合物，如酚、芳胺等发生亲电取代反应，生成偶氮化合物。称为偶合反应。 反应发生在OH、NH2的对位。对位被占据时，发生在其邻位。,11 含氮有机化合物,(2) 偶合反应,偶合反应的重要用途是合成偶氮染料。,R、R为脂肪族烃基的偶氮化合物，光照或加热时易分解，放N2并产生自由基。可作自由基引发剂。 芳香族偶氮化合物都有颜色，许多芳香族偶氮化合物的衍生物，是重要的合成染料。称
11、为偶氮染料。 某些偶氮染料可作生物切片的染色剂和酸碱指示剂。,甲基橙,二、偶氮化合物,11 含氮有机化合物,小 结,小知识 安非他明 安非他明(苯丙胺)和甲基安非他明(盐酸脱氧麻 黄碱)是具有强大中枢神经兴奋作用的合成胺。 安非他明由具有开具精神药物资格的医生作为处方药物合法使用，也被作为兴奋剂非法使用。甲基安非他明的成品为无色晶体，故被称为“冰毒”。这些药物的滥用会对身体和精神造成严重的损害, 可以成瘾，聚集在大脑和神经系统中，引起长时间的失眠，体重减轻和狂想症。因此，在我国属于管制的精神药品。 摇头丸是冰毒的衍生物，是致幻性兴奋剂。1932年开始有人吸食，1996年传入我国。根据有关专家预测，它将成为21世纪主要禁止的毒品。,