北京大学有机化学PPT课件14胺.ppt
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1、exit第一节第一节 胺的分类、命名、物性和胺的分类、命名、物性和 光谱特征光谱特征第二节第二节 胺的制备胺的制备第三节第三节 胺的反应胺的反应第四节第四节 重氮甲烷重氮甲烷本章提纲本章提纲第一节第一节 胺的分类、命名、物性和光谱特征胺的分类、命名、物性和光谱特征 胺根据在氮上的取代基的数目,可分为一级胺根据在氮上的取代基的数目,可分为一级(伯伯),二级二级(仲仲),三级,三级(叔叔)胺和四级胺和四级(季季)铵盐铵盐二二 胺的命名胺的命名:CH3NH2NH2NCH2CH3CH3methylamine aniline cyclopropylethylmethylamine甲胺甲胺 苯胺苯胺 甲基
2、乙基环丙胺甲基乙基环丙胺一一 胺的分类:胺的分类:1 普通命名法:可用胺为官能团,如:普通命名法:可用胺为官能团,如:选含氮最长的碳链为母体,称某胺。选含氮最长的碳链为母体,称某胺。N上其它烃基为取代基,并用上其它烃基为取代基,并用N定其位定其位N,N-diethyl-3-methyl-2-pentanaimeN,N-二乙基二乙基-3-甲基甲基-2-戊胺戊胺2. IUPAC命名法:命名法:CH3CH2CH CHCH3CH3N(C2H5)2 甲胺甲胺 N,4-二甲基二甲基-N-乙基苯胺乙基苯胺CH3NH2NH3CCH3C2H5methylamine N-ethyl-N,4-di ethylben
3、zenamine CF3CF3NH22,5-bis(trifluoromethyl)benzenamine2,5-双双(三氟甲基三氟甲基)苯胺苯胺3. 胺盐和四级铵化合物的命名:胺盐和四级铵化合物的命名: CH3NH2 HClmethylamine hydrochloride甲胺盐酸盐甲胺盐酸盐 乙胺醋酸盐乙胺醋酸盐Tetraethylammonium bromide Tetraethylammonium hydrooxide 溴化四乙铵溴化四乙铵 氢氧化四乙铵氢氧化四乙铵CH3CH2NH2 HOAcethylamine acetateCH3CH2-N-CH2CH3 Br -+CH2CH3CH
4、2CH3CH3CH2-N-CH2CH3 OH -+CH2CH3CH2CH3三三 胺的物性胺的物性低级胺为气体或易挥发性液体;低级胺为气体或易挥发性液体;高级胺为固体;高级胺为固体;芳香胺为高沸点的液体或低熔点的固体;芳香胺为高沸点的液体或低熔点的固体;胺具有特殊的气味;胺具有特殊的气味;胺能与水形成氢键;胺能与水形成氢键;一级胺和二级胺本身分子间也能形成氢键;一级胺和二级胺本身分子间也能形成氢键;胺的红外和核磁共振谱见第八章。胺的红外和核磁共振谱见第八章。四四 胺的光谱特征胺的光谱特征一一 氨或胺的烷基化氨或胺的烷基化二二 盖布瑞尔合成法盖布瑞尔合成法三三 用醇制备用醇制备四四 硝基化合物的还
5、原硝基化合物的还原五五 腈、肟、酰胺的还原腈、肟、酰胺的还原六六 醛、酮的还原胺化醛、酮的还原胺化 七七 从羧酸及其衍生物制胺从羧酸及其衍生物制胺 第二节第二节 胺的制备胺的制备一一 氨或胺的烷基化(氨或胺的烷基化(Hofmann烷基化)烷基化)H NH2 + R XSN2RNH2 + HXRNH3X-+OH-RNH2 + H2O + X-NH3RNH2 + NH4X-R4NX-RX + NH3RNH2R2NHR3NOH-OH-OH-RXRXRX+RX + 2mol NH3+RNH2R2NHR3NR4NX-+-NH4 X-RXNH3-NH4X-RXRXNH3-NH4X-RI RBr RCl R
6、F 1RX 2RX, 3RX 以消除为主。以消除为主。氨或胺的烷基化的具体应用氨或胺的烷基化的具体应用1 工业制备(结合高效率的分馏塔)工业制备(结合高效率的分馏塔)2 利用电子效应和原料配比的调节,可以制备利用电子效应和原料配比的调节,可以制备1胺胺CH3CHCOOHBr+ NH3+ HBr1mol 70mol 65 % -70%CH3CHCOO-NH3+4 将将2o胺制成金属胺化物,使胺制成金属胺化物,使N的亲核能力的亲核能力 增强,来制备增强,来制备3o胺。胺。n-C8H7Br3 利用空阻及原料配比的调节利用空阻及原料配比的调节, 来制备来制备2o胺。胺。C6H5NH2 + C6H5CH
7、2ClOH-C6H5NHCH2C6H54mol 1mol 96%(C2H5)2NHRLi(C2H5)2NLin-C8H7N(C2H5)26 介绍一个常用的四级铵盐介绍一个常用的四级铵盐5 制备环状胺制备环状胺TEBA(氯化三乙基苄基铵氯化三乙基苄基铵)Br(CH2)n BrNH3(C2H5)3N + C6H5CH2ClBr(CH2)n Brn=4-6NBrBr BrBrBrBrNH3+ 3 HBr (C2H5)3NCH2C6H5 +Cl -NH(CH2)nN+(CH2)n(CH2)nBr-二二 盖布瑞尔(盖布瑞尔(S.Gabriel)合成法)合成法 利用邻苯二甲酰亚胺的烷基化来制备一级胺,称为
8、盖利用邻苯二甲酰亚胺的烷基化来制备一级胺,称为盖布瑞尔合成法。(空阻大的布瑞尔合成法。(空阻大的RX不能发生此反应)不能发生此反应)OOOONHONH3THF orDMF KOHC2H5OHONROC2H5OHH+ or OH-H2O or ROHNH2-NH2NHNHOOCOOHCOOH+ RNH2+ RNH2三三 用醇来制备用醇来制备(醇的羟基被氨或胺取代)(醇的羟基被氨或胺取代)3 NH3 + R OHCOC+NOOC-OCNOO1Al2O3 加压加压RNH2 + R2NH + R3N + H2O2 ROHTsClROTs NH3 SN2RNH2 + TsOHCH3SO2ClTsClH2
9、ONH2CHOC实实 例例HC6H11CH3OHTsClSN2NHC6H11CH3OTsN-OONOOHC6H11CH3HC6H11CH3H2NNH2-NH2HC6H11CH3HOTsClSN2NN-OOHC6H11CH3OHCH3COOH2OHC6H11CH3NH2NH2-NH2CH3CO-O(R)(R)(S)RNO2还原剂还原剂RNH2四四 硝基化合物的还原(制备硝基化合物的还原(制备1o胺)胺)反应式:反应式: 1 酸性还原剂酸性还原剂: 酸酸+金属金属 (Fe+HCl, Zn+HCl, Sn+HCl, SnCl2+HCl) 2 中性还原剂:催化氢化,常用的催化剂有中性还原剂:催化氢化,
10、常用的催化剂有 Ni, Pt, Pd. 3 碱性还原剂:碱性还原剂:Na2S, NaHS, (NH4)2S, NH4HS, LiAlH4 ( NaBH4 和和 B2H6 不能还原硝基)不能还原硝基)还原剂的分类:还原剂的分类:应用:应用: 制备制备1o胺胺五五 腈、酰胺、肟的还原腈、酰胺、肟的还原RCH2NHR 2胺胺 RCNH2ORCNR2ORCNHRO腈腈RCN RCH2NH21胺胺酰胺酰胺RCH2NH2 1胺胺RCH2NR2 3胺胺还原剂还原剂还原剂还原剂还原剂还原剂还原剂还原剂常用还原剂常用还原剂:LiAlH4, B2H6,催化氢化,催化氢化, Na +C2H5OHCH3(CH2)4C
11、CH3NOH6-8MPa, 75-80oCNi / H2CH3(CH2)5CH=NOHNa + C2H5OH1胺胺1胺胺适用于肟适用于肟的还原的还原肟肟NH2CH3(CH2)4CHCH3CH3(CH2)5CH2NH2NO2CH2NH2NO2CNEg 1 CH2=CHCH2CNCH2=CHCH2CH2NH2LiAlH4Eg 2B2H6 / THF 醛(或酮)与氨(或胺)反应生成亚胺,亚醛(或酮)与氨(或胺)反应生成亚胺,亚胺被还原剂还原,生成胺被还原剂还原,生成1o胺、胺、 2o胺、胺、 3o胺的反应,胺的反应,称为醛酮的还原胺化。称为醛酮的还原胺化。六六 醛、酮的还原胺化醛、酮的还原胺化常用的
12、还原剂是催化氢化或其它提供氢的氢化试剂常用的还原剂是催化氢化或其它提供氢的氢化试剂RCHO + NH3RCH=NHRCH2NH2RCHORCH2N=CHR还原剂还原剂加成加成消除消除加成加成加成加成消除消除还原剂还原剂还原剂还原剂RCH2NHCH2RRCHO(RCH2)3N1 醛、酮的还原胺化醛、酮的还原胺化2 刘卡特反应刘卡特反应 醛、酮在高温下与甲酸铵反应生成一级胺。醛、酮在高温下与甲酸铵反应生成一级胺。该反应称为刘卡特反应。该反应称为刘卡特反应。CHCH3NH2CCH3OHCONH4O185oC (高温高温) 甲酸铵的作用是提供甲酸铵的作用是提供NH3和还原剂甲酸,和还原剂甲酸,甲酸既提
13、供甲酸既提供H+,又提供,又提供H-。HCONH4OHCOOH + NH3-NO2、-NO、C=C、-OH不干扰反应不干扰反应C=O+ CO2+ NH3C=NHH-C-O-HOH-C-O-OC=NH2+CH-NH2加成加成消除消除反应机制反应机制如果用如果用HCOOH+氨或胺,反应同样能发生。氨或胺,反应同样能发生。3 埃斯韦勒埃斯韦勒-克拉克反应克拉克反应 在过量甲酸存在下,甲醛与一级胺或二级胺在过量甲酸存在下,甲醛与一级胺或二级胺反应,生成反应,生成N-甲基化的胺,这个反应称为埃斯韦甲基化的胺,这个反应称为埃斯韦勒勒-克拉克反应。克拉克反应。反应式:反应式:一级胺一级胺过量过量过量过量二级
14、胺二级胺三级胺三级胺RNH2 + HCHO RNHCH3 RN(CH3)2HCOOHHCOOH反应特点:反应特点:操作简便、条件温和操作简便、条件温和(100左右左右),产率高。,产率高。反应机理:反应机理:(由同学自己写出由同学自己写出)从反应机理可知:从反应机理可知:(1)甲醛是一个甲基化试剂)甲醛是一个甲基化试剂(2)甲酸是一个还原剂,在反应中既提供)甲酸是一个还原剂,在反应中既提供 正氢,也提供负氢。正氢,也提供负氢。七七 从羧酸及其衍生物制胺从羧酸及其衍生物制胺1 霍夫曼重排霍夫曼重排 酰胺与次卤酸盐的碱溶液酰胺与次卤酸盐的碱溶液(或卤素的氢氧化或卤素的氢氧化钠溶液钠溶液)作用时,放
15、出二氧化碳,生成比酰胺少作用时,放出二氧化碳,生成比酰胺少一个碳原子的一级胺的反应。一个碳原子的一级胺的反应。RCNH2 + Br2 + NaOH RNH2 + CO2 + 2NaBrOH2ORCNH2 + Br2 + NaOR RNH2 + CO2 + 2NaBrOH2OROH(1)定义:)定义:介绍二个结构介绍二个结构R-N氮宾氮宾R-C-NO酰基氮宾酰基氮宾(2)反应机理)反应机理H2OR-N=C=OR-N=C-OHOHR-NH-C-OHOR-NH-C-O-O+HRNH2 + CO2异氰酸酯异氰酸酯胺基甲酸胺基甲酸RCNHOHNaO-X+RCNOXHNaOHRCNOX-RCNO酰基氮宾酰
16、基氮宾重排重排1. 只有只有1o 酰胺能发生霍夫曼重排酰胺能发生霍夫曼重排2. 迁移碳构型不变迁移碳构型不变3. 异氰酸酯与烯酮结构类似,易水解。异氰酸酯与烯酮结构类似,易水解。讨讨 论论* -NH2经重氮化反应,可被经重氮化反应,可被-X、-CN、-OH、-H取代取代(3)应用实例)应用实例CONH2C2H5H3CHNaOXC2H5H3CHNH2NHOONaOHOONH2ONaNaOXNH2OONa2 克尔提斯重排克尔提斯重排惰性溶剂惰性溶剂RCCl + NaN3 RCN3OORCOR RCNHNH2 RCN3OOONH2NH2HNO2RCN3ORNCO H2ORNH2 + CO2 定义:定
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