第十一章含氮含磷有机化合物.ppt

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1、现在学习的是第1页，共51页11.1 硝基化合物硝基化合物11.1.1 硝基化合物的分类、结构和命名硝基化合物的分类、结构和命名1、分类、分类 脂肪族硝基化合物、芳香族硝基化合物；脂肪族硝基化合物、芳香族硝基化合物；单硝基化合物、多硝基化合物；单硝基化合物、多硝基化合物；伯、仲、叔硝基化合物。伯、仲、叔硝基化合物。NO2O2N烃分子中氢原子被硝基取代后所形成的化合物称为硝基化合物。烃分子中氢原子被硝基取代后所形成的化合物称为硝基化合物。现在学习的是第2页，共51页2、硝基化合物的结构、硝基化合物的结构 ORN ON1s22s22p3sp2杂化轨道2s2p2p杂化43体系现在学习的是第3页，共5

2、1页3、硝基化合物的命名、硝基化合物的命名硝基苯硝基苯COOH对硝基苯甲酸对硝基苯甲酸NO2O2N1,3,5-三硝基苯三硝基苯与卤代烃相似与卤代烃相似现在学习的是第4页，共51页11.1.2 硝基化合物的性质硝基化合物的性质物理性质：沸点较高，多为油状液体或淡黄色固体，密度比水大，物理性质：沸点较高，多为油状液体或淡黄色固体，密度比水大，难溶于水，有毒。多硝基化合物具香味且有爆炸性。难溶于水，有毒。多硝基化合物具香味且有爆炸性。化学性质：化学性质：1、还原反应、还原反应现在学习的是第5页，共51页现在学习的是第6页，共51页2、脂肪族硝基化合物的酸性、脂肪族硝基化合物的酸性类似酮类似酮-烯醇互

3、变烯醇互变类似醇醛缩合反应。类似醇醛缩合反应。现在学习的是第7页，共51页3、硝基对苯环上其他取代基的影响、硝基对苯环上其他取代基的影响1）苯环上的亲电取代反应）苯环上的亲电取代反应2）苯环上的亲核取代反应）苯环上的亲核取代反应3）苯环上酚羟基、羧基的酸性）苯环上酚羟基、羧基的酸性现在学习的是第8页，共51页简单手性胺易发生对映体的互相转变。简单手性胺易发生对映体的互相转变。11.2 胺胺11.2.1 胺的结构胺的结构孤电子对使胺具有亲核性、碱性。孤电子对使胺具有亲核性、碱性。现在学习的是第9页，共51页11.2.2 胺的分类胺的分类氨基：氨基：-NH2 ；亚氨基：亚氨基：-NH-一元胺二元胺

4、三元胺多元胺季铵化合物：氮原子上季铵化合物：氮原子上连有四个烃基的衍生物。连有四个烃基的衍生物。现在学习的是第10页，共51页11.2.3 胺的命名胺的命名简单胺的命名是在烃基名称后加胺字，称为某胺。简单胺的命名是在烃基名称后加胺字，称为某胺。复杂结构的胺是将氨基和烷基作为取代基来命名。复杂结构的胺是将氨基和烷基作为取代基来命名。季铵盐或季铵碱的命名是将其看作铵的衍生物来命名季铵盐或季铵碱的命名是将其看作铵的衍生物来命名。N-苯基苯甲胺现在学习的是第11页，共51页较复杂胺 烃或其它官能团为母体，氨基作取代基。3-(N-乙氨基乙氨基)庚烷庚烷 3-甲基甲基-2-(N-甲氨基甲氨基)戊烷戊烷 4

5、-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现在学习的是第12页，共51页 季铵化合物将负离子和取代基的名称放在“铵”字前 氢氧化氢氧化(2-羟乙基羟乙基)三甲铵三甲铵(俗名胆碱俗名胆碱)碘化四异丙铵碘化四异丙铵现在学习的是第13页，共51页11.2.4 胺的性质胺的性质10胺、20胺能形成分子间氢键。故沸点比分子量相近的烷烃高，但比相应的醇低。(N-HN)弱于(O-HO)。物理性质物理性质现在学习的是第14页，共51页胺的化学性质胺的化学性质1、碱性及成盐反应、碱性及成盐反应胺和氨相似，具有碱性，能与大多数酸作用成盐。胺的碱性较弱，其盐与氢氧化钠溶液作用时，释放出游离胺。胺

6、的碱性较弱，其盐与氢氧化钠溶液作用时，释放出游离胺。现在学习的是第15页，共51页碱性大小：碱性大小：脂肪胺脂肪胺 氨氨 芳香胺芳香胺 pKb 8.40 脂肪胺在水溶液中碱性为：脂肪胺在水溶液中碱性为：(CH3)2NH CH3NH2 (CH3)3N NH3原因：烷基越多，供电子效应越大，原因：烷基越多，供电子效应越大，(CH3)3N由于空间效由于空间效应的影响，阻碍了与质子结合的能力，故碱性次序如上。应的影响，阻碍了与质子结合的能力，故碱性次序如上。现在学习的是第16页，共51页 pKb=8.0 pKb=14.3 现在学习的是第17页，共51页2、胺的烷基化反应、胺的烷基化反应 胺作为亲核试剂

7、与卤代烃发生取代反应，生成仲胺、叔胺和季铵盐，此反应可胺作为亲核试剂与卤代烃发生取代反应，生成仲胺、叔胺和季铵盐，此反应可用于工业上生产胺类，但往往得到的是混合物。用于工业上生产胺类，但往往得到的是混合物。3、胺的酰基化反应、胺的酰基化反应酰基取代胺氮原子上氢的反应（酰化）酰基取代胺氮原子上氢的反应（酰化）现在学习的是第18页，共51页苯磺酰氯可以区别伯胺、仲胺和叔胺：苯磺酰氯可以区别伯胺、仲胺和叔胺：该反应称为该反应称为Hinsberg反应，利用这一反应可以鉴别或分离伯、仲、叔反应，利用这一反应可以鉴别或分离伯、仲、叔胺。胺。现在学习的是第19页，共51页4、与亚硝酸反应、与亚硝酸反应-用于

8、氨基的定量测定用于氨基的定量测定OH+N2+H2O5（1）伯胺）伯胺（2）仲胺）仲胺-产物为黄色油状液体或固体，与稀酸共热得到原来的胺。产物为黄色油状液体或固体，与稀酸共热得到原来的胺。致癌剂致癌剂现在学习的是第20页，共51页（3）叔胺）叔胺-形成不稳定的盐，多有颜色。形成不稳定的盐，多有颜色。对亚硝基对亚硝基-N,N-二甲基苯胺二甲基苯胺(CH3CH2)3N+HNO2 (CH3CH2)3NH+NO2-三乙胺亚硝酸盐三乙胺亚硝酸盐伯、仲、叔胺与亚硝酸反应的现象与产物各不相同，伯、仲、叔胺与亚硝酸反应的现象与产物各不相同，所以用来鉴别三种胺。所以用来鉴别三种胺。现在学习的是第21页，共51页5

9、、胺的氧化反应、胺的氧化反应胺容易氧化，用不同的氧化剂可以得到不同的氧化产物。胺容易氧化，用不同的氧化剂可以得到不同的氧化产物。6、苯环上的取代反应、苯环上的取代反应1）卤代反应）卤代反应 苯胺很容易发生卤代反应，但难控制在一元阶段。苯胺很容易发生卤代反应，但难控制在一元阶段。现在学习的是第22页，共51页2）硝化）硝化芳伯胺直接硝化易被硝酸氧化，必须先把氨基保护起来（乙酰化或芳伯胺直接硝化易被硝酸氧化，必须先把氨基保护起来（乙酰化或成盐），然后再进行硝化成盐），然后再进行硝化现在学习的是第23页，共51页3）磺化反应）磺化反应 对氨基苯磺酸形成内盐现在学习的是第24页，共51页7、季铵盐和季

10、铵碱的生成、季铵盐和季铵碱的生成叔胺和卤代烷作用可以生成季铵盐：叔胺和卤代烷作用可以生成季铵盐：R3N +RX R4N+X-季铵盐的醇溶液和氧化银作用可以生成季铵碱，具有强碱性。季铵盐的醇溶液和氧化银作用可以生成季铵碱，具有强碱性。R4N+X-+Ag2O R4N+OH-+AgX季铵盐和季铵碱对热不稳定，受热易分解生成叔胺。季铵盐和季铵碱对热不稳定，受热易分解生成叔胺。现在学习的是第25页，共51页11.2.5 重要的胺重要的胺1、乙二胺（、乙二胺（H2NCH2CH2NH2）最简单的脂肪族二胺，与氯乙酸反应生成乙二胺四乙酸（EDTA）HOOCCH2 CH2COOH NCH2CH2NHOOCCH2

11、 CH2COOH现在学习的是第26页，共51页2、苯胺、苯胺苯胺商品名阿尼林油，无色油状液体，有毒。难溶于水，久置空气中易氧化变色。是合成药物、染料等的中间体或原料。如农业除草剂苯胺灵（IPC）和氯苯胺灵（ClPC）就是由苯胺及其衍生物合成的。3、胆胺、胆碱和乙酰胆碱、胆胺、胆碱和乙酰胆碱胆胺是一种羟基碱（H2NCH2CH2OH），化学名为乙醇胺或氨基乙醇，为脑磷脂的组成成分。现在学习的是第27页，共51页胆碱是一种羟基胺的季铵盐 HOCH2CH2N+（CH3）3OH-，是卵磷脂的组成成分。胆碱能调节肝中的脂肪代谢，有防治脂肪肝的作用。氢氧化氢氧化(2-羟乙基羟乙基)三甲铵三甲铵(俗名胆碱俗名

12、胆碱)现在学习的是第28页，共51页胆碱的盐酸盐 （氯化胆碱）一种治疗脂肪肝和肝硬化的药物。胆碱在生物体内的乙酰酶的作用下发生酯化反应生成乙酰胆碱 是生物体内传导神经冲动的重要物质。OCCH3OH现在学习的是第29页，共51页4、对氨基水杨酸、对氨基水杨酸5、麻黄素、麻黄素在临床上主治支气管哮喘及鼻粘膜肿胀等。其有效成分是左旋麻黄素。现在学习的是第30页，共51页11.2.6 重氮化合物和偶氮化合物重氮化合物和偶氮化合物1、重氮化合物和偶氮化合物的结构、重氮化合物和偶氮化合物的结构重氮化合物是指重氮基（重氮化合物是指重氮基（-N=N-或或NN-）一端与芳香烃基连接、）一端与芳香烃基连接、另一端

13、与其它非碳原子或原子团连接的化合物。另一端与其它非碳原子或原子团连接的化合物。1）重氮化合物）重氮化合物现在学习的是第31页，共51页重氮盐具有盐的典型性质，绝大多数重氮盐易溶于水而不溶于有机溶剂。芳香族重氮盐具有盐的典型性质，绝大多数重氮盐易溶于水而不溶于有机溶剂。芳香族重氮盐所以稳定，是因为其重氮盐正离子中的重氮盐所以稳定，是因为其重氮盐正离子中的CNN键呈线型结构，键呈线型结构，轨道轨道与芳环的与芳环的 轨道构成共轭体系的结果。轨道构成共轭体系的结果。当苯环上连有强吸电子时，重氮正离子的稳定性将当苯环上连有强吸电子时，重氮正离子的稳定性将。现在学习的是第32页，共51页 当当N=N原子团

14、只有一个氮原子与烃基直接相连，原子团只有一个氮原子与烃基直接相连，这类化合物称为重氮化这类化合物称为重氮化合物，其中重氮盐尤为重要。如：合物，其中重氮盐尤为重要。如：硫酸重氮苯硫酸重氮苯现在学习的是第33页，共51页偶氮化合物是指重氮基的两端直接与两个烃基相连的化合物。偶氮化合物是指重氮基的两端直接与两个烃基相连的化合物。2）偶氮化合物）偶氮化合物现在学习的是第34页，共51页2、重氮盐的性质及应用、重氮盐的性质及应用重氮盐是一类非常活泼的化合物，可发生多种反应，生成多种化合物，在有机合成上非常有用，归纳起来，主要反应为两类：现在学习的是第35页，共51页（1）放出氮的反应）放出氮的反应重氮基

15、被取代的反应重氮基被取代的反应A.被氢原子取代被氢原子取代例如：例如：的的合成合成 现在学习的是第36页，共51页现在学习的是第37页，共51页 B.被羟基取代（水解反应）被羟基取代（水解反应）当重氮盐和酸液共热时发生水解生成酚并放出氮气。重氮盐水解成酚时只能用硫酸盐，不用盐酸盐，因盐酸盐水解易发生副反应。现在学习的是第38页，共51页例如：例如：的合成的合成靶分子（目标靶分子（目标产物）产物）现在学习的是第39页，共51页C.被卤原子取代被卤原子取代现在学习的是第40页，共51页D.被氰基取代被氰基取代现在学习的是第41页，共51页（2）保留氮的反应）保留氮的反应还原反应和偶联反应还原反应和

16、偶联反应 A.还原反应（重氮基被还原成肼）还原反应（重氮基被还原成肼）苯肼苯肼现在学习的是第42页，共51页B.偶联反应偶联反应（重氮盐与酚或芳香胺的反应）1）与酚的偶联）与酚的偶联（pH=8-10）2）与芳胺偶联）与芳胺偶联（pH=5-7）偶氮化合物，多有颜色，可偶氮化合物，多有颜色，可作指示剂或染料。作指示剂或染料。现在学习的是第43页，共51页磷原子的成键特征磷原子的成键特征1、由于价电子层构型类似，所以磷原子可以形成与氮、由于价电子层构型类似，所以磷原子可以形成与氮相类似的共价键化合物。相类似的共价键化合物。2、由于、由于3P轨道比轨道比2P轨道比较扩散，它与碳原子的轨道比较扩散，它与

17、碳原子的2P轨轨道的相互重叠不如道的相互重叠不如2P轨道之间那样有效，所以磷原子难轨道之间那样有效，所以磷原子难以和碳原子形成稳定的以和碳原子形成稳定的P键。键。11.3 有机含磷化合物有机含磷化合物3、磷原子常取、磷原子常取sp3杂化态，与胺类似具有四面体构杂化态，与胺类似具有四面体构型。型。现在学习的是第44页，共51页叔胺叔胺 叔膦叔膦 季铵盐季铵盐 季季鏻鏻盐盐现在学习的是第45页，共51页1、分类、分类三价磷化合物：三价磷化合物：伯膦伯膦 仲膦仲膦 叔膦叔膦 亚磷酸亚磷酸 烃基亚膦酸烃基亚膦酸 二烃基次亚膦酸二烃基次亚膦酸 11.3.1 有机含磷化合物的分类和名称有机含磷化合物的分类

18、和名称注意磷、膦、鏻的含义和区别！注意磷、膦、鏻的含义和区别！现在学习的是第46页，共51页五价磷化合物：五价磷化合物：磷酸磷酸 膦酸膦酸 次膦酸次膦酸磷酸酯磷酸酯 膦酸酯膦酸酯 次膦酸酯次膦酸酯RR现在学习的是第47页，共51页2、命名、命名 1）膦、亚膦酸和膦酸的命名，在其相应的类名前加上烃基的名称。2）凡属含氧的酯基，都用前缀O烃基表示。3）含PX或PN键的化合物可看作含氧酸的-OH基被-X、-NH2取代后所形成的酰卤或酰胺。如：O,O-O,O-二乙基苯膦酸酯二乙基苯膦酸酯 苯基亚膦酰氯苯基亚膦酰氯 苯膦酰胺苯膦酰胺 现在学习的是第48页，共51页11.3.2 有机含磷化合物的结构和性质

19、有机含磷化合物的结构和性质1、结构、结构2、性质、性质1）氧化反应2）亲核取代反应现在学习的是第49页，共51页1、磷酸和磷酸类化合物、磷酸和磷酸类化合物2）乐果）乐果OCH3OPOCH=CCl2CH3OO，O-二甲基二甲基-O-（2，2-二氯乙烯基）磷酸酯二氯乙烯基）磷酸酯SOCH3OPSCH2CNHCH3CH3OO，O-二甲基二甲基-S-（N-甲基氨甲酰甲基）二硫代磷酸酯甲基氨甲酰甲基）二硫代磷酸酯11.3.3 有机磷化农药有机磷化农药1）敌敌畏）敌敌畏现在学习的是第50页，共51页3）久效磷）久效磷4）杀螟松）杀螟松OCH3OCH3OPOC=CHCNHCH3CH3OO,O-二甲基二甲基-O-（1-甲基甲基-2-甲胺基甲酰乙烯基）磷酸酯甲胺基甲酰乙烯基）磷酸酯SCH3OPOCH3OCH3NO2O,O-二甲基二甲基-O-（3-甲基甲基-4-硝基苯基）硫代磷酸酯硝基苯基）硫代磷酸酯现在学习的是第51页，共51页