有机化学含氮化合物省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第十二章第十二章 含氮化合物含氮化合物(Compounds contain nitrogen)本章学习要求本章学习要求:1.掌握胺命名方法、分子结构及化学性质；掌握胺命名方法、分子结构及化学性质；2.了解脂肪胺、芳香胺、氨碱性强弱次序与了解脂肪胺、芳香胺、氨碱性强弱次序与分子结构关系；分子结构关系；3.掌握重氮盐反应和偶联反应和硝基化合物掌握重氮盐反应和偶联反应和硝基化合物性质。性质。第1页 硝基化合物硝基化合物 化学性质化学性质 1还原还原 3硝基对芳环上邻、对位基团影响硝基对芳环上邻、对位基团影响 （1）对于邻、对位上卤原子影响对于邻、对位上卤原子影响 第2页（2）对酚酸性影响对酚酸性影响 胺胺 (amine)结构与命名结构与命名（nomenclature and structure）第3页 氨基氨基（-NH2），），亚氨基亚氨基（-NH-）和）和次氨基（次氨基（）是胺是胺官能团官能团 季铵化合物：季铵化合物：氮原子上连有四个烃基衍生物氮原子上连有四个烃基衍生物 叔醇叔醇 伯胺伯胺 注注意意：“氨氨”、“胺胺”、“铵铵”三三个个字字不不能能混混用用，“氨氨”是是指指氨氨分分子子或或氨氨基基，“胺胺”是是指指胺胺类类化化合合物物，而而“铵铵”是指含铵离子化合物或季铵类化合物。是指含铵离子化合物或季铵类化合物。在胺分子在胺分子中，氮原子以中，氮原子以不等性不等性SP3杂化杂化轨道成轨道成 键，因键，因而分子呈三角而分子呈三角锥形结构。锥形结构。第4页 简单胺命名是在烃基名称后加胺字，称为某胺。如烃基简单胺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数目。氮原子上连有不一样烃基时，相同要合并并标出烃基数目。氮原子上连有不一样烃基时，较简单烃基写在前面。较简单烃基写在前面。CH3CH2NH2 H2NCH2CH2NH2 （CH3CH2）2NH 乙胺乙胺 乙二胺乙二胺 二乙胺二乙胺 1,4-丁二胺丁二胺(腐肉胺腐肉胺)1,5-戊二胺戊二胺(尸胺尸胺)对甲苯胺对甲苯胺 甲乙胺甲乙胺 第5页 当氮原子上同时连有芳烃基时，常以芳胺为母体，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并在脂烃基前面冠以“N”字。字。N-甲基苯胺甲基苯胺 N,N-二甲基苯胺二甲基苯胺 N-甲基甲基-N-乙基苯胺乙基苯胺 结构较为复杂胺是把氨基看作取代基来命名。结构较为复杂胺是把氨基看作取代基来命名。2-甲基甲基-4-氨基戊烷氨基戊烷 2-甲基甲基-4-甲氨基戊烷甲氨基戊烷 铵离子中一个或几个氢原子代以烃基，称为某铵离子。铵离子中一个或几个氢原子代以烃基，称为某铵离子。铵离子铵离子 乙铵离子乙铵离子 四甲铵离子四甲铵离子(季铵离子季铵离子)第6页 假如四个氢原子都代以烃基，则属于季铵离子，季铵假如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盐叫做离子与酸根组成盐叫做季铵盐季铵盐。与氢氧根组成化合物叫。与氢氧根组成化合物叫季季铵碱铵碱。季铵盐季铵盐 氯化四甲铵氯化四甲铵 季铵碱季铵碱 氢氧化四乙铵氢氧化四乙铵 N-苯基苯甲胺苯基苯甲胺4-亚氨基亚氨基-2-戊酮戊酮对氨基苯甲酸乙酯对氨基苯甲酸乙酯第7页物理性质物理性质（physical property）化学性质化学性质（chemical property）1.1.碱性碱性 胺氮原子上胺氮原子上有孤对电子，有孤对电子，能结合水中能结合水中质子质子脂肪胺、氨、脂肪胺、氨、芳香胺碱性讨论芳香胺碱性讨论(1)(1)(1)(1)、脂肪胺脂肪胺 因为烷基因为烷基斥电子效应，碱性比氨强。斥电子效应，碱性比氨强。诱导效应：诱导效应：诱导效应：诱导效应：烷基越多，烷基越多，碱性越强碱性越强空间空间效应：效应：效应：效应：烷基越多，烷基越多，碱性越弱碱性越弱溶剂化溶剂化效应：效应：效应：效应：烷基越多，烷基越多，碱性越弱碱性越弱第8页 试试从铵正离子稳定性及胺接收质子能力方面进行分析。从铵正离子稳定性及胺接收质子能力方面进行分析。碱性强度：碱性强度：二甲胺二甲胺 甲胺甲胺 三甲胺（在水溶液中）三甲胺（在水溶液中）溶剂化效应溶剂化效应及空间效应及空间效应造成脂叔胺造成脂叔胺碱性比仲胺碱性比仲胺弱弱(2)(2)(2)(2)、芳香胺、芳香胺、芳香胺、芳香胺 （a a a a）因为）因为）因为）因为P-P-P-P-共轭效应共轭效应共轭效应共轭效应使氮原子电子云密度降低；使氮原子电子云密度降低；使氮原子电子云密度降低；使氮原子电子云密度降低；（b b b b）苯基）苯基）苯基）苯基吸吸吸吸电子效应电子效应；使芳香胺；使芳香胺碱性比氨弱碱性比氨弱。第9页pKb 4.76 9.28 13.2 近中性近中性胺在水溶液中碱性：胺在水溶液中碱性：脂环仲胺脂肪仲胺脂肪伯胺、叔胺氨芳香伯胺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芳香仲胺芳香叔胺 季铵碱季铵碱是离子化合物，在水溶液中全部电离，是是离子化合物，在水溶液中全部电离，是一个与氢氧化钠相当强碱。一个与氢氧化钠相当强碱。季铵盐季铵盐与无机铵盐相同，是离子化合物，能溶于水。与无机铵盐相同，是离子化合物，能溶于水。表面活性剂表面活性剂:亲油基亲油基(烃基烃基)和亲水基和亲水基(正离子部分正离子部分)第10页盐酸克伦特罗是一个 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含有营养再分配 作用，可提升饲料酬劳，增加瘦肉率。盐酸克伦特罗在肌肉尤其在内脏中有高浓度 残留，对人和动物肝、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要求 盐酸克伦特罗盐酸克伦特罗Clenbuterol（瘦肉精）（瘦肉精）第11页季铵盐季铵盐用用AgOH处理，可生成季铵碱，并沉淀出卤化银。处理，可生成季铵碱，并沉淀出卤化银。2氧化氧化3 3烃基化烃基化（alkylation）在氨基氮上引进烃基，称为胺在氨基氮上引进烃基，称为胺烃基化反应烃基化反应。第12页4酰基化酰基化（acylation）酰基取代胺氮原子上氢反应。酰基取代胺氮原子上氢反应。（酰化）（酰化）第13页乙酰对羟基苯胺乙酰对羟基苯胺 （扑热息痛）（扑热息痛）可用以保护氨基可用以保护氨基5 5磺酰化（磺酰化（sulfonylationsulfonylation）（欣斯堡（欣斯堡HinsbergHinsberg反应）反应）胺与磺酰化试剂反应生成磺酰胺反应叫做胺与磺酰化试剂反应生成磺酰胺反应叫做磺酰化反应磺酰化反应。第14页欣斯堡反应可用于判别、分离纯化伯、仲、叔胺。欣斯堡反应可用于判别、分离纯化伯、仲、叔胺。6与亚硝酸作用与亚硝酸作用 1伯胺伯胺 可用于区分伯、仲、叔胺可用于区分伯、仲、叔胺可用于区分伯、仲、叔胺可用于区分伯、仲、叔胺第15页放氮放氮 用于氨基定量测定用于氨基定量测定重氮盐重氮盐 第16页2 2仲胺仲胺 N-N-亚硝基亚硝基胺是致癌胺是致癌物质物质 3 3叔胺叔胺 溶于水溶于水绿色固体绿色固体 第17页7芳香胺取代反应芳香胺取代反应制取一溴苯胺两种方法：制取一溴苯胺两种方法：制取一溴苯胺两种方法：制取一溴苯胺两种方法：方法一：方法一：方法二：方法二：第18页 重氮盐和偶氮化合物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，生成含有偶氮基酚类作用，生成含有偶氮基（-N=N-）化合物即化合物即偶氮化偶氮化合物合物，这种反应称为偶联反应或偶合反应。，这种反应称为偶联反应或偶合反应。第19页1.1.重氮盐重氮盐 1）被卤素或氰基取代被卤素或氰基取代桑德迈耳桑德迈耳（Sandmeyer）反应反应芳香伯胺与亚硝酸在低温下迟缓反应，生成芳香伯胺与亚硝酸在低温下迟缓反应，生成重氮盐重氮盐。第20页第21页2 2）被氢原子取代）被氢原子取代 次磷酸水溶液或乙醇次磷酸水溶液或乙醇 讨论讨论 第22页 思索题思索题 怎样实现以下转变怎样实现以下转变？第23页3）被羟基取代被羟基取代（重氮盐水解）（重氮盐水解）第24页2.偶氮化合物偶氮化合物 偶联反应：偶联反应：重氮盐与酚或芳香胺反应重氮盐与酚或芳香胺反应 反应发生在羟基反应发生在羟基(或氨基或氨基)对位，对位被占领则发生在邻位。对位，对位被占领则发生在邻位。第25页P237.12.2 c,d,e,h,k,lP239.12.11 a 12.12 c第26页