含氮化合物有機(jī)化學(xué)

1、第十一章 含氮有機(jī)化合物,11.1 硝基化合物11.2 胺11.3 重氮和偶氮化合物,,含氮的有機(jī)化合物種類較多，例如：胺、硝基化合物、重氮化合物、偶氮化合物等。,,含氮化合物是烴的含氮衍生物。他們存在于許多復(fù)雜的生命物質(zhì)中，這些物質(zhì)對生命是十分重要的。 在人體代謝過程中，蛋白質(zhì)的水解產(chǎn)物、氨基酸脫羧生成胺。臨床上某些藥物如普魯卡因、青霉素等也是胺或酰胺的的衍生物。具有明顯生理活性的生物堿中也有胺的

2、結(jié)構(gòu)泳衣品牌 。,,硝酸 硝酸酯 硝基化合物 HO-NO2 R—ONO2 R—NO2 亞硝酸 亞硝酸酯 亞硝基化合物 HO—NO R-ONO R—NO,TNT,苦味酸,硝酸酯和芳香族多硝基化合物都有爆炸性，常被用作炸藥。,,11 含氮有機(jī)化合物,由硝酸和亞硝酸可導(dǎo)出四類含氮的有機(jī)物。,11.1

3、 硝基化合物,硝基化合物的結(jié)構(gòu),硝基化合物的官能團(tuán)是硝基，N原子sp2雜化.,,,,,,,,,,1、還原反應(yīng),一、芳香族硝基化合物的物理性質(zhì),大部分芳香族硝基化合物是淡黃色固體，有較高的沸點(diǎn)，不溶于水，有苦杏仁味，有一定的毒性，能使血紅蛋白變性而引起中毒。,二、芳香族硝基化合物的化學(xué)性質(zhì),,,11含氮有機(jī)化合物,2、芳環(huán)的親電取代反應(yīng),,,11 含氮有機(jī)化合物,,4.芳環(huán)上的親核取代反應(yīng)：,3.酸性,硝基化合物中，當(dāng)硝基連在伯、仲碳原子

4、上時，由于有共軛效應(yīng)，使α-氫原子活性增強(qiáng)，能產(chǎn)生類似酮－烯醇式的互變異構(gòu)現(xiàn)象存在，烯醇式中的氧原子上的氫較活潑，有質(zhì)子化的傾向，能與堿作用，稱假酸式，所以含有α-氫原子的硝基化合物可溶解在強(qiáng)堿溶液中，無α-氫原的硝基化合物不溶于強(qiáng)堿，這可用于兩種硝基化合物的分離。與羰基化合物類似，含有α-氫的硝基化合物，在強(qiáng)堿的作用下，可與醛酮發(fā)生縮合反應(yīng)。,一、分類,11.2 胺（amine）,,,,11 含氮有機(jī)化合物,、胺的命名1、

5、簡單的胺命名時，以胺為母體，根據(jù)烴基的名稱稱為某胺。 例如：,,,,2、二元胺稱為某二胺 例如： H2N—CH2—CH2—CH2—CH2—NH2 1，4-丁二胺(腐胺) H2N(CH2)5NH2 1，5-戊二胺(尸胺)3、對于結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的胺，以烴為母體，氨基 為取代基命名。 例如：www.yibangzi.com,,,,甲乙氨基,,1,5-戊二胺(尸胺),,11 含氮有

6、機(jī)化合物,1，4-苯二胺,二苯胺,N，N’-二苯基對苯二胺,4，4‘-二硝基二苯胺,N，N-二甲基對甲苯胺, N原子的價電子結(jié)構(gòu)為：2s22p3。N成鍵時，軌道sp3雜化，形成4個sp3雜化軌道，其中3個軌道和H或R形成3個σ鍵，未共用電子對占居第4個軌道，呈棱錐形結(jié)構(gòu)，單鍵的鍵角約為109°。,胺重要的化學(xué)性質(zhì)是：堿性和親核性,,,11 含氮有機(jī)化合物,二 、胺的結(jié)構(gòu),NH3,三、 化學(xué)性質(zhì),1、堿性,,,堿性電離常數(shù)Kb

7、愈大或Pkb愈小,胺的則堿性愈強(qiáng)。,綜合電子效應(yīng)、空間效應(yīng)的影響，各類胺堿性順序為：,11 含氮有機(jī)化合物,用途：可將不溶于水的胺與不溶于水的其它有機(jī)物分離。,,,,2 、烷基化,11 含氮有機(jī)化合物,轉(zhuǎn)化,3、?；ūＷo(hù)氨基),4、磺?；磻?yīng),11 含氮有機(jī)化合物,,,伯、仲、叔胺加入苯磺酰氯的NaOH溶液,叔胺分層,仲胺有沉淀,伯胺形成均勻的溶液。,(鑒別、分離提純伯、仲、叔胺) Hinsberg反應(yīng),5. 胺與亞硝酸的反

8、應(yīng)(1) 伯胺與亞硝酸的反應(yīng)：遇β-萘酚的氫氧化鈉溶液生成橙紅色的化合物此反應(yīng)常用于芳香伯胺藥物的鑒別。www.yibangzi.com,,,(2) 仲胺與亞硝酸反應(yīng)： N-亞硝基化合物通常為黃色油狀物(或固體化合物)，有明顯的致癌作用。,,,(3) 叔胺與亞硝酸的反應(yīng)： 綜上所述，根據(jù)脂肪族和芳香族伯、仲、叔胺與亞硝酸反應(yīng)的不同， 可以鑒別三種胺。,

9、,,6、氧化反應(yīng) 胺有還原性，易被氧化。芳香族胺更易被氧化，空氣中氧即可將苯胺氧化。如苯胺可被氧化生成對苯醌，因此在有機(jī)合成中，如果要氧化芳胺環(huán)上其它基團(tuán)，必須首先要保護(hù)氨基。泳衣品牌,白色,② 硝化,,,① 鹵代,11 含氮有機(jī)化合物,7、 芳環(huán)上的親電取代反應(yīng),如何得到一取代物？,,,11 含氮有機(jī)化合物,?；?11 含氮有機(jī)化合物,,,,,11 含氮有機(jī)化合物,③ 磺化,,,這是工業(yè)上生產(chǎn)對氨基苯磺酸的方法。

10、 在對氨基苯磺酸分子內(nèi)，同時含有堿性氨基和酸性磺酸基，分子內(nèi)能生成鹽，叫內(nèi)鹽。,11 含氮有機(jī)化合物,磺胺類藥物是一類重要的化學(xué)合成抗菌藥，其母體——對氨基苯磺酰胺的合成為：,,四、 季銨鹽和季銨堿 氮原子上連有4個烴基的化合物稱為季銨化合物。季銨化合物中的四個烴基可以是相同的，也可是不同的，分為季銨鹽(quaternary ammonium salts)和季銨堿(quaternary ammonium base)。

11、通式為：,,●季銨鹽和季銨堿的命名類似于銨鹽和堿。例如： ●季銨鹽和季銨堿都是離子型化合物。,,,,季銨鹽和季銨堿的性質(zhì),叔胺與鹵代烷作用生成銨鹽，稱為季銨鹽。,季銨鹽的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)與胺有很大的差別。 季銨鹽是白色的晶體，具有鹽的性質(zhì)，溶于水、不溶于有機(jī)溶劑；熔點(diǎn)高，加熱到熔點(diǎn)時即分解，生成叔胺和鹵代烷。,11 含氮有機(jī)化合物,用濕的Ag2O代替KOH，由于生成AgX沉淀，可得到季銨堿。

12、季銨堿是強(qiáng)堿，其堿性強(qiáng)度與NaOH相當(dāng)。,季銨鹽與強(qiáng)堿作用則得不到游離的胺，而是得到含有季銨堿的平衡混合物。,,,11 含氮有機(jī)化合物,季銨堿受熱（100~1500C）發(fā)生分解。,不含β-H的季銨堿分解時，發(fā)生反應(yīng)如下。,有β-H的季銨堿分解時，發(fā)生反應(yīng)生成烯烴和叔胺。,分子中有2種或2種以上的β-H可被消除時，主要從含H較多的β-C上消去H原子；即主要生成雙鍵碳原子上烷基取代較少的烯烴，稱為Hofmann規(guī)則。,,,11 含氮有機(jī)化合

13、物,小知識 常用的消毒劑苯扎溴銨(曾稱為新潔爾滅，化學(xué)名稱為二甲基十二烷基芐基溴化銨)是季銨鹽類化合物，有較強(qiáng)的殺菌和去垢能力，毒性低，醫(yī)藥上常用1g/L的溶液進(jìn)行皮膚和外科器械的消毒。其結(jié)構(gòu)簡式為： 在人體中存在著一種季銨堿，因最初是在膽汁中發(fā)現(xiàn)的，而且有堿性，故稱膽堿。其結(jié)構(gòu)簡式為；,,,膽堿廣泛分布于生物體內(nèi)，腦組織和蛋黃內(nèi)含量較高。膽堿是卵磷脂的組成部分。在人體內(nèi)與脂肪代謝有關(guān)，能促使油脂很快生

14、成磷脂，有抗脂肪肝的作用，臨床上用于治療肝炎、肝中毒。 膽堿羥基上的氫被乙?；〈梢阴Ｄ憠A。乙酰膽堿是一種具有顯著生理作用的神經(jīng)傳導(dǎo)物質(zhì)，其結(jié)構(gòu)簡式為：,,重氮化合物,偶氮化合物,,,重氮和偶氮化合物,氯化重氮苯,11 含氮有機(jī)化合物,(Cl,H,N…),,重氮鹽的化學(xué)性質(zhì)很活潑，能發(fā)生許多反應(yīng)，一般可分為兩類：失去氮的反應(yīng)和保留氮的反應(yīng)。,1. 失去氮的反應(yīng),,一、 重氮鹽的反應(yīng)及在合成中的應(yīng)用,11 含氮有機(jī)化合物

15、,,,11 含氮有機(jī)化合物,11 含氮有機(jī)化合物,,,1.,2.,重氮鹽與SnCl2+HCl、NaHSO3等還原劑作用，被還原成苯肼。,,,11 含氮有機(jī)化合物,還原反應(yīng),2. 保留氮的反應(yīng),重氮鹽與連有強(qiáng)供電子基的芳香族化合物，如酚、芳胺等發(fā)生親電取代反應(yīng)，生成偶氮化合物。稱為偶合反應(yīng)。 反應(yīng)發(fā)生在—OH、—NH2的對位。對位被占據(jù)時，發(fā)生在其鄰位。,,,11 含氮有機(jī)化合物,(2) 偶合反應(yīng),偶合反應(yīng)的重要

16、用途是合成偶氮染料。,R、R′為脂肪族烴基的偶氮化合物，光照或加熱時易分解，放N2并產(chǎn)生自由基。可作自由基引發(fā)劑。 芳香族偶氮化合物都有顏色，許多芳香族偶氮化合物的衍生物，是重要的合成染料。稱為偶氮染料。 某些偶氮染料可作生物切片的染色劑和酸堿指示劑。,,甲基橙,二、偶氮化合物,11 含氮有機(jī)化合物,,小 結(jié),小知識 安非他明 安非他明(苯丙胺)和甲基安非他明(鹽酸

17、脫氧麻 黃堿)是具有強(qiáng)大中樞神經(jīng)興奮作用的合成胺。 安非他明由具有開具精神藥物資格的醫(yī)生作為處方藥物合法使用，也被作為興奮劑非法使用。甲基安非他明的成品為無色晶體，故被稱為“冰毒”。這些藥物的濫用會對身體和精神造成嚴(yán)重的損害, 可以成癮，聚集在大腦和神經(jīng)系統(tǒng)中，引起長時間的失眠，體重減輕和狂想癥。因此，在我國屬于管制的精神藥品。搖頭丸是冰毒的衍生物，是致幻性興奮劑。1932年開始有人吸食，1996年傳入我國。根據(jù)有關(guān)專家預(yù)測