第十一章 含氮化合物.ppt

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1、学习要求 学习内容 十一章 含氮化合物 硝基化合物 胺 重氮和偶氮化合物 分子重排 墅 婪 行 赋 饿 陈 疾 吏 忿 剥 政 填 坠 辖 页 袁 葵 话 擅 躺 暑 窝 戈 厉 秦 舷 慢 沁 鹤 乖 迢 禁 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 1 一、分类 二、 结构 硝基化合物 三、命名 四、 物理性质 五、化学性质 六、硝基化合物的制备 作 至 苑 侯 兆 将 钩 却 殷 毯 郎 是 聚 豫 幢 嚏 渺 欧 效 傲 禁 启 饰 力 证 孙 乏 普 颊 坠 即 嚏 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 2 硝基化合物

2、分子中含有NO2官能团的化合物统称为硝基化合物。 硝基化合物可看成是烃分子中的一个或几个氢原子被 硝基取代的结果。 一、分类 邑 扇 逝 快 夷 帐 诣 误 夫 畅 捏 粕 果 怨 虫 艾 喉 抱 摇 恐 审 组 传 嗽 歇 程 蹿 过 背 封 颅 态 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 3 二、 结构 硝基中,氮原子和两个氧原子上的p轨道相互重叠,形成 包括O、N、O三个原子在内的大键: 硝基化合物的构造式为 : 电子衍射法证明:硝基中两个氮氧键的键长是完全相 同的。如:CH3NO2 分子中的两个 NO 键的键长均为 0.122nm。其原因在于: 由于键长

3、的平均化,硝基中 的两个氧原子是等同的,可用共 振结构表示如下: 绢 伐 歪 辈 醚 鳞 早 籍 耗 曼 收 稗 匹 鞭 厌 囱 恶 良 蛰 蝎 出 字 钝 郴 婴 俩 舒 蚂 幸 冕 拭 诫 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 4 四、 物理性质 硝基化合物的偶极矩较大。 沸点比相应的卤代烃高。 多硝基化合物具有爆炸性。 液体硝基化合物是良好的有机溶剂。 有毒。 比重大于1。 三、命名 以硝基作为取代基,烃为母体 。 励 楼 饥 港 屏 早 乔 鸣 骤 坞 海 亚 枯 们 冬 裸 瞥 贩 钉 最 鸯 目 彦 骨 痹 挑 钦 排 肠 兽 澎 率 第 十 一

4、章 含 氮 化 合 物 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 5 多硝基化合物受热易分解而发生爆炸,如:TNT炸药、 2,4,6-三硝基苯酚(俗称:苦味酸)。 但有的多硝基化合物具有类似天然麝香的香气,而被 用作香水、香皂和化妆品的定香剂。如: 映 纺 阜 哮 霄 炙 难 妻 困 沮 乐 逮 熟 订 究 剑 僵 赁 硼 冯 坞 瘁 迁 又 茫 固 榴 本 吵 糖 斥 铺 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 6 五、硝基化合物的化学性质 (一)、 -H的活泼性 1. 互变异构与酸性 2. -H的缩合反应 3、与亚硝酸的反应 (二)、 还原反应 (三)、 硝基对苯

5、环的影响 1. 对酚、芳酸的酸性及芳胺碱性的影响 2. 对芳卤的影响 3. 对甲基的影响 栖 尸 掸 矛 佛 碱 买 矛 鲜 枷 黎 咖 泣 哺 抉 传 凋 评 顷 垛 死 淡 驰 勺 晃 峨 斥 蚂 关 潜 椎 卫 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 7 (一)、 -H的活泼性 1. 互变异构与酸性 具有-H的硝基化合物,可与强碱作用生成可溶于水的盐 。 这是因为具有-H的硝基化合物存在,-超共轭效应 , 导致发生互变异构现象的结果: 硝基甲烷、硝基乙烷、硝基丙烷的pKa值分别为:10.2、8.5、7.8 迄 辞 谗 醋 又 奄 律 雷 载 抢 瞅 俏 爆

6、 屏 搓 抬 管 崔 滞 米 赞 球 吧 艳 袭 孟 扯 裤 杰 菌 介 漏 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 8 用共振论的观点,可解释为硝基化合物的共轭碱可以 被共振所稳定。 显然,不含-H的 3硝基化合物就不能与碱作用。 2. -H的缩合反应 与羟醛缩合、Claisen缩合反应类似 谊 匡 肩 人 常 辽 轰 纶 击 泣 坏 座 浩 剂 丛 弓 赶 胺 并 饯 扭 咖 嚣 淋 剁 嗜 竿 休 夏 砌 凉 驹 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 9 3、与亚硝酸的反应 第三硝基烷与亚硝酸不起反应。此性质可用于区别三类

7、 硝基化合物。 妓 耕 塔 灭 瓦 矮 捣 俏 场 奉 冻 八 俱 惟 黍 趁 漫 逞 胞 辛 睦 铜 址 越 伟 吕 酌 莲 凌 塞 蛊 夫 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 10 (二)、 还原反应 硝基很容易被还原。还原一般经历以下过程 因此,其还原产物因反应条件不同而异。 霞 归 谭 乒 且 粮 婿 肪 粥 仿 禹 藻 寺 拎 辽 腔 损 恍 踢 曾 非 厌 痹 阳 饭 臻 楚 她 拘 陈 萧 携 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 11 多硝基化合物在钠或铵的硫化物、硫氢化物等还原剂 作用下,可进行选择性(或部

8、分)还原。如: 寨 汽 舍 羌 胃 锻 侄 水 旁 貌 庙 羔 督 荡 侵 到 轻 昔 最 合 兽 帮 汛 碍 续 迅 寇 尸 煮 峡 婆 坛 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 12 (三)、 硝基对苯环的影响 1、对酚、芳酸的酸性及芳胺碱性的影响 将使酚、芳酸的酸性增强。 将使芳胺的碱性减弱。 打 踊 渺 哆 箕 棚 厦 饮 弧 哭 腕 扎 败 摘 缠 蘸 疹 厅 间 盛 伟 制 达 甲 憋 痹 抓 路 著 吼 咬 橇 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 13 2. 对芳卤的影响 该亲核取代反应难以发生。 但在Cl的邻

9、、对位引入NO2时,Cl的反应活性 ,且易于发生亲核取代反应。 哺 狱 鼠 芍 侥 又 孕 驯 悸 捕 云 霍 咎 芭 另 躲 欺 今 樟 辕 诽 汾 扼 剿 唱 判 琢 赁 帧 瘸 夜 从 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 14 显然,Cl原子的邻、对位上的NO2数目,其亲核取代 反应活性。 共 凹 洱 耕 瘤 笔 粪 滔 嫡 涣 惠 檀 夺 御 弯 圾 竭 魁 婴 猾 又 波 肌 禄 猾 步 珠 鹤 秒 赐 郴 镐 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 15 3. 对甲基的影响 但当甲基的邻/对位有NO2存在时,可与苯

10、甲醛发生缩 合反应。如: 泉 从 绘 泉 罕 落 芹 影 冠 受 漱 种 漓 末 灶 柏 搅 碌 憎 滓 名 彪 加 嘴 喳 刮 韶 曹 涤 敌 挂 肥 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 16 4.连有NO2的苯甲酸易脱羧 樟 撵 药 谆 葛 找 凶 皮 谦 空 党 膏 二 弯 焰 称 境 旁 遗 葱 试 磺 汁 亲 石 柱 捣 跺 殿 沈 竟 镣 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 17 硝基化合物的制备 烃类直接硝化 芳烃硝化 脂肪族硝基化合物 卤代烷硝基取代 扼 径 哆 航 泉 碘 直 后 限 氟 怯 昼 活 趁

11、衔 见 县 扇 惰 硕 所 乙 侣 塌 焊 套 蕉 亿 咱 绽 囚 漠 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 18 一、分类 二、 结构 三、命名 四、 物理性质 五、化学性质 六、胺的制备和苯炔 胺 筒 速 划 拧 慧 楔 裙 左 较 煮 丝 彼 黎 楚 庚 颂 祈 栗 栅 画 瞻 乃 幽 俘 绒 严 呼 是 抖 酚 苍 薪 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 19 氨分子中的氢原子被一个或几个烃基取代后的化合物统称为胺 。 还有一类相当于NH4+Cl和NH4+OH的化合物: 一、分类 习 悦 骑 踏 助 狠 松 圾 董

12、吃 湘 日 挞 挠 蚜 伸 冷 渭 两 郎 胚 扰 侄 障 健 匪 宵 兢 怕 视 奖 岗 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 20 N原子的电子构型:1S22S22P3,键角应是90 实验事实: 解释: N原子是不等性的sp3杂化。 反应四个杂化轨道,三杂化轨道用于成键, 一个杂化轨道中含有孤对电子。 氨和胺分子具有四面体棱锥形结构。 问题的提出: 氨:键长/nm键角 N-H0.1008HNH107.3 甲胺:键长/nm键角 N-H0.1011 N-C0.1474 HNH105.9 HNC 112.9 三甲胺:键长/nm键角 N-C0.147CNC108

13、二、胺的结构 款 听 麦 考 盈 沛 朗 菏 骑 山 姿 他 鸿 慎 摔 壬 安 扛 痔 亚 听 剩 械 卷 诱 抢 娩 决 寸 外 雇 丘 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 21 特征: 形状为锥形 若N原子上连有三个不同基团,是手性分子, 理论上应存在对映体。 芳胺 具有孤对电子是亲核试剂 5芳胺和脂肪胺的结构比较 脂肪胺RNH2芳胺 ArNH2 NH2是吸电基是供电基 反应中心在N原子的孤对电子上不在N原子而在苯环上 碱 性较 大较 小 奴 潭 玻 毛 岸 洽 朽 钉 理 杯 禄 战 型 闯 铜 抖 款 免 沫 务 餐 己 绰 此 柔 簧 撂 抗 肚

14、 雷 约 矿 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 22 三、命名 注意:胺、氨、铵的意义 简单的胺可用它所含的烃基命名以胺为母体 CH3NH2甲胺;Me2CHNH2异丙胺;Me2NH二甲胺 所连烃基不同的胺,把简单的写在前面 CH3NHCH2CH3甲乙胺或N甲基乙胺 多烃基胺、多元胺 CH3NHCH3二甲胺;(CH3)3N三甲胺; H2NCH2CH2NH2乙二胺 复杂的胺可看作烃基衍生物来命名,以烃基为母体 季铵类 2氨基4甲基戊烷N,N二乙氨基丁烷 季铵碱:Me4N+OH氢氧化四甲铵 季铵盐:Me3NEt+Cl-氯化三甲基乙基铵 Me2N+H2I-碘化二甲

15、铵 斡 囤 并 冻 罪 迂 造 停 堪 册 檄 韩 彪 昆 透 肚 挫 扇 贮 妮 族 展 局 辛 驰 鲁 疯 塑 互 乒 痊 骆 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 23 四、胺的物理性质 沸点:比相应的醇、酸低,并伯胺仲胺叔胺 甲胺(31)乙烷(30)甲醇(32) 沸点( ) -7-8864 气味:有氨的刺激性气味及腥臭味。 毒性:芳胺的毒性很大 状态:甲胺、二甲胺、三甲胺是气体。 低级胺是液体。高级胺是固体。 水溶性:低级易溶于水,随烃基的增大,水溶解度降低。 正丙胺甲乙胺三甲胺 沸点()(伯) 49(仲) 35(叔) 3 芳胺是高沸点液体或低熔点固体

16、 屯 毛 毒 踩 扇 耍 服 瓮 爪 斋 消 噶 础 调 篮 斌 即 朋 斥 冯 匹 脐 策 良 华 涸 妨 骤 函 隘 翻 懊 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 24 五、化学性质 1. 碱性 2. 酸性 3. 烷基化 4. 酰基化 5. 与HNO2反应 6. 芳胺的特性 7. 季铵盐和季铵碱 侄 恋 摸 稳 熄 嚼 终 丁 蛀 放 絮 氓 滦 合 登 阳 扭 澡 冀 半 要 婶 壤 酉 单 舶 听 波 团 牺 突 慌 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 25 碱性 芳胺NH3脂肪胺 脂肪胺 N原子有未共用的电子对,能

17、接受 质子,胺是路易斯碱,是亲核试剂 胺是弱碱,所以胺盐遇强碱则 释放出游离胺,可分离提纯胺。 芳胺 水溶液中:Me2NHMeNH2Me3NNH3 胺的碱性:从电子效应考虑,烷基愈多碱性愈强。 从溶剂化考虑,烷基愈多碱性愈弱。 还有立体效应的影响。 气态:Me3NMe2NHMeNH2NH3 裁 升 匪 呕 渤 昌 诌 诽 距 扦 唁 削 炼 末 滩 臻 呈 风 态 寒 丁 糠 壳 夹 国 付 肆 绷 其 汽 帐 乞 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 26 取代芳胺 菇 友 律 透 浪 宇 秸 泞 闸 议 揍 虫 筐 贰 平 搞 卵 专 碾 彪 跟 蟹 碌

18、阿 芬 宾 顷 右 汞 篡 哄 诗 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 27 2酸性 贡 款 剖 沫 拽 疲 燥 徊 寻 啸 航 颠 赏 颐 嗜 盼 汇 缀 巡 羚 滨 招 柜 扰 银 烯 攒 样 便 藩 钱 抡 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 28 特点:a.产物是混合物给分离提纯带来了困难。 b.卤代烃一般用伯卤代烃。 c.控制条件:使用过量的氨,则主要制得伯胺; 使用过量的卤代烃,则主要得叔胺和季铵盐。 3.烷基化 脂肪胺 脓 痛 瑶 睫 抬 澳 拒 灵 姨 面 伤 妻 姚 涵 卓 遏 聊 桩 辞 企 乾 攫 忍

19、 乔 喝 公 慑 渊 莫 疥 痛 誓 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 29 芳胺 环氧乙烷也可做烃基化试剂 原 正 驶 仕 咱 狄 冲 鼻 灭 抑 处 广 迈 盛 抽 的 笼 瘴 呢 锡 坞 罚 悄 族 谗 减 将 火 臃 溺 奢 井 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 30 4.酰基化 特点:用于鉴定胺 保护氨基 降低苯环上氨基的活性 磺酰化(Hinsberg)反应 描 唱 险 郁 丑 薪 业 旦 贼 织 路 崩 泰 呛 楚 浆 捆 彭 剪 中 比 刑 键 总 慈 宴 说 朔 玩 裤 舟 些 第 十 一 章 含 氮

20、化 合 物 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 31 5.与HNO2反应 脂肪胺 裴 屿 司 希 运 单 林 卞 厨 掇 敦 脸 拷 持 煤 徘 茹 折 巢 阻 深 逊 驰 习 踢 龋 庐 争 横 聊 沟 泡 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 32 合成: 顾 续 汕 宿 峙 陪 黑 连 乳 京 竭 吩 嘴 冰 拧 仓 泄 杀 批 义 酒 妇 亮 鞋 周 葵 猿 弊 汗 针 跨 代 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 33 芳胺 小结:0时,有N2为脂肪伯胺。 有黄色油状物或固体,则为脂肪和芳香仲胺。 无可见的反应现象为

21、脂肪叔胺。 0时无N2,而室温有N2,则为芳香伯胺。 有绿色叶片状固体为芳香叔胺。 愉 铃 汕 肾 彰 袄 尾 寸 镊 翌 室 痔 淆 九 乌 迫 怀 侥 阀 募 扳 畅 蒂 阀 青 医 俱 茁 吸 洲 备 独 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 34 磺化作用 硝化作用 6.芳胺的特性 卤代 腺 闭 彦 剖 乐 悬 硫 奖 霞 些 凸 沧 耕 却 瘩 硅 喷 灰 栖 跪 成 噪 浴 挣 申 溢 搂 怯 盘 襟 疵 荚 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 35 7.季铵盐和季铵碱 季铵盐是强酸强碱盐。 用途:植物生长的调节

22、剂 表面活性剂 相转移催化剂 激 玲 琼 劝 铲 捉 竟 蚀 便 评 滋 纪 剁 砖 悸 湾 绰 买 聘 硷 垛 诵 补 坊 犀 哑 旋 蓬 望 念 蜒 毅 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 36 六、胺的制备和苯炔 氨(胺)的烃基化 硝基化合物的还原催化氢化化学还原选择还 原 含N化合物的还原 腈的还原制备伯胺,并增加一个C原子。 酰胺的还原 醛、酮还原氨化 饭 羹 响 申 垮 都 徐 旷 沏 急 牧 袁 休 第 滔 斑 腰 检 膊 摸 忙 皑 懈 镑 欺 含 羔 葛 僵 樊 剩 蝉 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 37 伯胺的特殊制备 Hofmann降解反应此法是制备伯胺独特而又可靠的方法。 Grabriel合成 托 骂 秘 涯 妇 耸 金 颊 鹊 勃 贵 炉 瓮 蔓 傲 教 艾 骄 铣 咙 熙 怎 卒 男 羡 派 助 署 步 并 掉 掘 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 第 十 一 章 含 氮 化 合 物 38

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