含氮含磷化合物优秀PPT.ppt
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1、含氮含磷化合物第1页,本讲稿共42页(1)伯、仲、叔胺与伯、仲、叔醇是不同的。伯、仲、叔胺与伯、仲、叔醇是不同的。胺指的是氮原子与烃基相连,而醇是指羟基与碳原子相连而胺指的是氮原子与烃基相连,而醇是指羟基与碳原子相连而言的。言的。(2)(2)胺还可以依据烃基的性质分为脂肪胺、芳香胺等胺还可以依据烃基的性质分为脂肪胺、芳香胺等;也可以根据;也可以根据分子中氨基的数目分为一元、二元和多元胺等。分子中氨基的数目分为一元、二元和多元胺等。-NH2 称氨基称氨基;-NH-称亚胺基称亚胺基(3)除伯、仲、叔胺外,还有相当于除伯、仲、叔胺外,还有相当于NH4OH和和NH4Cl的化合物,的化合物,分别称为季铵
2、碱和季铵盐。分别称为季铵碱和季铵盐。R4N+OH-季铵碱,季铵碱,R4N+Cl-季铵盐季铵盐 氨氨字:用于表示基。如氨基、亚胺基等字:用于表示基。如氨基、亚胺基等;NH3 胺胺字:用于表示氨的烃基衍生物字:用于表示氨的烃基衍生物;R NH2 铵铵字:表示季铵类化合物字:表示季铵类化合物。R4N+Cl-应注意:应注意:第2页,本讲稿共42页(1 1)简单胺以它所含有的烃基命名。如)简单胺以它所含有的烃基命名。如甲胺甲胺苯胺苯胺乙二胺乙二胺i)N原子上有二个以上烃基时,须表示出烃基的数目;原子上有二个以上烃基时,须表示出烃基的数目;二甲胺二甲胺二苯胺二苯胺ii)若所连的烃基不同,则把简单的写在前面
3、;如若所连的烃基不同,则把简单的写在前面;如 CH3NCH2CH3 甲乙胺甲乙胺2)2)命名命名第3页,本讲稿共42页iii)芳香族仲、叔胺则须在基前冠以芳香族仲、叔胺则须在基前冠以“N”字,以示此基团在字,以示此基团在N原子原子上,而非在芳环上;如上,而非在芳环上;如N-甲基甲基-N-乙基苯胺乙基苯胺N-甲基苯胺甲基苯胺2)复杂的胺则以氨基为取代基;如复杂的胺则以氨基为取代基;如2-2-氨基氨基-4-4-甲基戊烷甲基戊烷对氨基苯甲酸对氨基苯甲酸3 3)季铵类化合物的命名与氢氧化)季铵类化合物的命名与氢氧化铵铵或盐类似;如或盐类似;如氢氧化四甲氢氧化四甲铵铵氯化三甲基乙基氯化三甲基乙基铵铵第4
4、页,本讲稿共42页2。结构。结构 从结构上看从结构上看,NH3中的中的N原子是以原子是以sp3不等性杂化成键的,脂肪胺不等性杂化成键的,脂肪胺中的中的N也是如此。也是如此。第5页,本讲稿共42页理论上,当三个取代基不同时,胺应具有手性:理论上,当三个取代基不同时,胺应具有手性:但由于二个异构体间的能垒低但由于二个异构体间的能垒低(21KJ/mol),在室温下可以,在室温下可以103105次次/s的速度交换,故不能分离。的速度交换,故不能分离。第6页,本讲稿共42页 但是,当生成季铵盐后,但是,当生成季铵盐后,N的四个的四个sp3轨道全部用来成键;当轨道全部用来成键;当四个基团不同时,则不可以翻
5、转,故存在对映异构体。四个基团不同时,则不可以翻转,故存在对映异构体。第7页,本讲稿共42页 1 1。物理性质。物理性质 脂肪族胺中,甲胺、二甲胺、三甲胺及乙胺在常温下为气体;丙胺脂肪族胺中,甲胺、二甲胺、三甲胺及乙胺在常温下为气体;丙胺以上为液体;高级胺为固体。低级胺有氨味或鱼腥味,并易溶于水。以上为液体;高级胺为固体。低级胺有氨味或鱼腥味,并易溶于水。芳胺中,一元胺为高沸点液体,二元以上为固体。芳胺的毒芳胺中,一元胺为高沸点液体,二元以上为固体。芳胺的毒性很大,吸入蒸气或渗入皮肤均会中毒。性很大,吸入蒸气或渗入皮肤均会中毒。如在百万分之一的苯胺蒸气中数小时,即会有中毒现象。如在百万分之一的
6、苯胺蒸气中数小时,即会有中毒现象。由于分子间氢键的生成,胺的沸点比分子量相近的烷烃由于分子间氢键的生成,胺的沸点比分子量相近的烷烃高的多。高的多。2 2。化学性质。化学性质 胺类的大部分化学性质与氮原子上未共有的电子对有关。胺类的大部分化学性质与氮原子上未共有的电子对有关。由于这对未共有电子对,胺具有亲核性,能与一些亲电化合物由于这对未共有电子对,胺具有亲核性,能与一些亲电化合物如如H+、卤代烷、羰基化合物等反应。、卤代烷、羰基化合物等反应。第8页,本讲稿共42页 胺是弱碱,其碱性强弱可以用碱的电离常数胺是弱碱,其碱性强弱可以用碱的电离常数Kb或其负对数或其负对数pKb来表示。来表示。Kb越大
7、或越大或pKb越小,则碱性越强。越小,则碱性越强。NH3 烷基胺烷基胺 芳胺芳胺pKb 4.75 35 910所以有:所以有:烷基胺烷基胺 氨氨 芳胺芳胺 芳胺的碱性较弱,主要是由于苯环与氨基上芳胺的碱性较弱,主要是由于苯环与氨基上N原子的孤电子对原子的孤电子对发生共轭所致发生共轭所致.(1 1)碱性和成盐)碱性和成盐胺的碱性胺的碱性第9页,本讲稿共42页故故芳胺芳胺的碱性强的碱性强弱次序为弱次序为:此外此外,由于烷基是推电子基,理论上烷基胺的碱性次序应为:由于烷基是推电子基,理论上烷基胺的碱性次序应为:(CH3)3N (CH3)2NH CH3NH2 (气相如此气相如此)但实际溶液中的碱性次序
8、却如下:但实际溶液中的碱性次序却如下:(CH3)2NH CH3NH2 (CH3)3N NH3 这是因为不同结构的胺在水溶液中的溶剂化不同所导致的。这是因为不同结构的胺在水溶液中的溶剂化不同所导致的。第10页,本讲稿共42页第11页,本讲稿共42页由于胺的碱性由于胺的碱性,故可以与酸成盐故可以与酸成盐:二二异丙基胺异丙基胺 丁基锂丁基锂 二异丙氨基锂二异丙氨基锂苯炔苯炔利用胺的碱性,可进行胺的分离和提纯利用胺的碱性,可进行胺的分离和提纯2)酸性:伯、仲胺上有酸性:伯、仲胺上有H原子原子,有时显酸性。有时显酸性。第12页,本讲稿共42页酰胺酰胺N-烃基酰胺烃基酰胺N,N-二烃基酰胺二烃基酰胺3)3
9、)酰基化反应酰基化反应:伯、仲胺象氨一样可作为亲核试剂与酰基化试剂反应。伯、仲胺象氨一样可作为亲核试剂与酰基化试剂反应。以上反应,称为胺的以上反应,称为胺的酰基化反应酰基化反应。叔胺因无叔胺因无H原子,故不能进行酰化反应。除甲酰胺外,其余的原子,故不能进行酰化反应。除甲酰胺外,其余的酰胺均为有一定熔点的固体。因此酰胺均为有一定熔点的固体。因此利用酰化反应,可以从伯、仲、叔胺的混合物中将叔胺分离出来;利用酰化反应,可以从伯、仲、叔胺的混合物中将叔胺分离出来;酰胺在酸或碱的催化下,可以水解而放出原来的胺;酰胺在酸或碱的催化下,可以水解而放出原来的胺;第13页,本讲稿共42页 故酰化反应可以用来保护
10、氨基:故酰化反应可以用来保护氨基:(5)磺酰化反应磺酰化反应:与酰化反应相似,伯、仲胺也可被磺酰基取:与酰化反应相似,伯、仲胺也可被磺酰基取 代为代为磺酰胺。磺酰胺。磺酰化反应又称为磺酰化反应又称为兴斯堡兴斯堡反应,常用于伯、仲、叔胺的分离鉴定反应,常用于伯、仲、叔胺的分离鉴定.第14页,本讲稿共42页a.伯胺生成的磺酰胺上的伯胺生成的磺酰胺上的N-H键有酸性,能键有酸性,能溶解于碱液溶解于碱液中中:b.b.仲胺生成的磺酰胺仲胺生成的磺酰胺N上无上无H原子,故原子,故不溶于碱不溶于碱而析出;而析出;c.c.叔胺不能与磺酰氯反应,也不溶于叔胺不能与磺酰氯反应,也不溶于NaOH;d.d.磺酰胺在酸
11、作用下,可以水解出原来的胺磺酰胺在酸作用下,可以水解出原来的胺,常用于伯、仲、叔胺的常用于伯、仲、叔胺的分离。分离。第15页,本讲稿共42页5)与亚硝酸反应:与亚硝酸反应:(1)(1)伯胺伯胺:脂肪族伯胺与亚硝酸反应,常生成醇和烯烃等的混合物脂肪族伯胺与亚硝酸反应,常生成醇和烯烃等的混合物,在合成上无意义。在合成上无意义。但是,放出的氮气是定量的,故可用作但是,放出的氮气是定量的,故可用作-NH2的测定的测定:第16页,本讲稿共42页芳香族伯胺芳香族伯胺与与HNO2在低温下作用在低温下作用,生成所谓的重氮盐:生成所谓的重氮盐:重氮盐重氮盐重氮盐仅在水溶液和低温下稳定重氮盐仅在水溶液和低温下稳定
12、,温度升高即分解出氮气温度升高即分解出氮气:芳香族重氮盐较脂肪族重氮盐要稳定的多,在有机合成中有芳香族重氮盐较脂肪族重氮盐要稳定的多,在有机合成中有重要的应用。重要的应用。但固态的重氮盐十分不稳定,遇热或撞击时会发生爆炸!但固态的重氮盐十分不稳定,遇热或撞击时会发生爆炸!第17页,本讲稿共42页(2)(2)仲胺仲胺:脂肪族和芳香族仲胺与亚硝酸作用生成:脂肪族和芳香族仲胺与亚硝酸作用生成N-亚硝基胺。亚硝基胺。N-亚硝基胺均为亚硝基胺均为黄色油状物或固体黄色油状物或固体,用稀酸或加热又分解为,用稀酸或加热又分解为原来的胺。原来的胺。可用于分离提纯仲胺,可用于分离提纯仲胺,但可能致癌!但可能致癌!
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