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1、含氮和含磷有机化合物现在学习的是第1页,共85页 分子中分子中含有含有 CN 键键的化的化合物称为含合物称为含氮有机化合物氮有机化合物。主要学习主要学习胺类化合物胺类化合物及及酰酰胺类化合物胺类化合物。现在学习的是第2页,共85页第一节第一节 胺胺胺类化合物可看作是氨的烃类衍生物胺类化合物可看作是氨的烃类衍生物。一、胺的分类和命名一、胺的分类和命名1 1胺的分类胺的分类:根据氮原子上所连烃基的数目根据氮原子上所连烃基的数目 伯胺(一级胺)伯胺(一级胺)RNHRNH2 2 仲胺(二级胺)仲胺(二级胺)R R2 2NH NH 叔胺(三级胺)叔胺(三级胺)R R3 3N N 季铵盐(四级铵盐)季铵盐
2、(四级铵盐)R R4 4N N+X X-季铵碱(四级铵碱)季铵碱(四级铵碱)R R4 4N N+OHOH-现在学习的是第3页,共85页 注意:伯、仲、叔胺与伯、仲、叔卤代烃基注意:伯、仲、叔胺与伯、仲、叔卤代烃基及伯、仲、叔醇分类方法的区别:及伯、仲、叔醇分类方法的区别:叔卤代烃叔卤代烃 叔醇叔醇 伯胺伯胺现在学习的是第4页,共85页 根据分子中烃基的结构,可把胺分为脂肪胺和芳香胺:根据分子中烃基的结构,可把胺分为脂肪胺和芳香胺:脂肪胺脂肪胺芳香胺芳香胺 根据分子中氨基的数目,可把胺分为一元胺、根据分子中氨基的数目,可把胺分为一元胺、二元胺和多元胺二元胺和多元胺 H H2 2NCHNCH2 2
3、CHCH2 2NHNH2 2一元胺一元胺 二元胺二元胺 多元胺多元胺现在学习的是第5页,共85页 2 2胺的命名胺的命名 简单胺:简单胺:在在“胺胺”字前加烃基的名称和数目字前加烃基的名称和数目HH3N2CCH3CH异丙胺异丙胺NCH3CH2CH3N N甲基甲基N N乙基环戊胺乙基环戊胺N N甲基甲基N N乙基乙基4 4氯苯胺氯苯胺H2NCH2CH2 CH2 CH2 NH2 1,4-1,4-丁二胺(腐胺)丁二胺(腐胺)CH3CH2NHCH2CH2CH3乙丙胺乙丙胺二甲基乙基胺二甲基乙基胺三甲胺三甲胺现在学习的是第6页,共85页 芳香胺的命名,芳香胺的命名,一般把芳香胺定为母体,其它烃基一般把芳
4、香胺定为母体,其它烃基为取代基。为取代基。NH2CH2CH3邻乙基苯胺邻乙基苯胺 N-N-甲基苯胺甲基苯胺 N-N-甲基甲基-N-N-乙基对氯苯胺乙基对氯苯胺对甲基苯胺对甲基苯胺 现在学习的是第7页,共85页 复杂胺:复杂胺:以烃为母体,以胺基为取代基以烃为母体,以胺基为取代基3 3甲基甲基2 2(N,NN,N二乙氨基)戊烷二乙氨基)戊烷2 2甲基甲基4 4氨基戊烷氨基戊烷现在学习的是第8页,共85页季铵盐或季铵碱可以看作铵的衍生物来命名季铵盐或季铵碱可以看作铵的衍生物来命名 碘化四乙铵碘化四乙铵氢氧化甲基三乙铵氢氧化甲基三乙铵(CH3CH2)4N I+现在学习的是第9页,共85页N N甲基苯
5、胺甲基苯胺碘化二甲基二乙基铵碘化二甲基二乙基铵3 3甲基甲基2 2氨基戊烷氨基戊烷现在学习的是第10页,共85页 二、胺的结构胺的结构 氨基是胺类化合物的官能团,氨基中的氮原子为不等性sp3杂化,其中一个杂化轨道上有一对未共用电子对,其余三个杂化轨道上各有一个电子,氮原子可以和其它三个原子分别形成三个键,胺分子的构型是三角锥形,与氨的构型相似。脂肪胺的结构 芳香胺的结构现在学习的是第11页,共85页 当胺上连有三个不同的原子或基团,并把孤对电子看作一个基团时,便成了一个手性分子。例如:甲基乙基胺的对映异构体结构如下:现在学习的是第12页,共85页三胺的物理性质(自学)三胺的物理性质(自学)1.
6、1.低低级级胺胺为为气气体体或或易易挥挥发发的的液液体体,有有与与氨氨相相似似的的气味。气味。高级胺为高级胺为固体固体,近乎无味;二甲胺和三甲胺有,近乎无味;二甲胺和三甲胺有鱼腥味鱼腥味。2.2.胺与水能形成胺与水能形成氢键氢键,低级胺较易溶于水。,低级胺较易溶于水。3.3.伯胺和仲胺分子间可形成氢键,但比醇分子伯胺和仲胺分子间可形成氢键,但比醇分子间的氢键要弱间的氢键要弱 。现在学习的是第13页,共85页脂肪胺脂肪胺芳香胺芳香胺 氮原子为不等性氮原子为不等性spsp3 3杂化轨道杂化轨道胺分子的构型是三角锥形。胺分子的构型是三角锥形。N N原子为原子为 spsp3 3杂化轨道,未杂化轨道,未
7、成键电子对的成键电子对的p p轨道性质增加,轨道性质增加,N N原子由原子由 spsp3 3杂化趋向于杂化趋向于 spsp2 2杂化杂化 ,形成形成p p-共轭系共轭系 。四胺的化学性质四胺的化学性质 胺的分子结构胺的分子结构现在学习的是第14页,共85页 1 1碱性碱性 氨基的未共用电子对能接受质子,胺显碱性。胺可氨基的未共用电子对能接受质子,胺显碱性。胺可以和大多数酸反应生成盐以和大多数酸反应生成盐。RNHRNH2 2+HCl+HCl 在脂肪胺中,由于烷基的在脂肪胺中,由于烷基的+I+I 效应,使氨基上的电子云密度增加,效应,使氨基上的电子云密度增加,接受质子的能力增强,接受质子的能力增强
8、,脂肪胺的碱性大于氨脂肪胺的碱性大于氨。碱性碱性RNRN+HH3 3ClCl-现在学习的是第15页,共85页*诱导效应的影响:诱导效应的影响:碱性碱性:叔胺叔胺 仲胺仲胺 伯胺伯胺 氨氨现在学习的是第16页,共85页 *共轭效应的影响:共轭效应的影响:各种芳胺都比氨的碱性弱。各种芳胺都比氨的碱性弱。现在学习的是第17页,共85页*空间效应的影响:空间效应的影响:氮氮原原子子周周围围有有较较大大基基团团占占据据,就就阻阻碍碍了了质质子子与与氨氨基的接近,从而也使碱性减弱。基的接近,从而也使碱性减弱。现在学习的是第18页,共85页 综合各种因素,各种胺的碱性强弱顺序如下:综合各种因素,各种胺的碱性
9、强弱顺序如下:脂肪族仲胺脂肪族仲胺 脂肪族伯胺脂肪族伯胺 脂肪族叔胺脂肪族叔胺 氨氨 芳香芳香族伯胺族伯胺 芳香族仲胺芳香族仲胺 芳香族叔胺芳香族叔胺现在学习的是第19页,共85页 胺是弱碱,与酸生成的铵盐遇强碱会释胺是弱碱,与酸生成的铵盐遇强碱会释放出原来的胺。放出原来的胺。用于胺的分离、提纯用于胺的分离、提纯 现在学习的是第20页,共85页2.2.烷基化反应烷基化反应脂肪胺亲核性比氨强,氨与卤代烃反应得混合物脂肪胺亲核性比氨强,氨与卤代烃反应得混合物 卤代烃可以与氨作用生成胺,胺作为亲核试剂又可以继续与卤代卤代烃可以与氨作用生成胺,胺作为亲核试剂又可以继续与卤代烃发生亲核取代反应烃发生亲核
10、取代反应 。季铵盐是强酸强碱盐,不能与碱作用生成季铵碱。季铵盐是强酸强碱盐,不能与碱作用生成季铵碱。季铵盐与氢氧化银作用因生成卤化银沉淀,可生成季铵碱。季铵盐与氢氧化银作用因生成卤化银沉淀,可生成季铵碱。现在学习的是第21页,共85页 3 3酰基化反应酰基化反应 伯胺和仲胺作为亲核试剂,可以与酰卤、酸酐和伯胺和仲胺作为亲核试剂,可以与酰卤、酸酐和酯反应,生成酯反应,生成酰胺酰胺 。叔胺的氮原子上无氢原子,不能发生酰基化叔胺的氮原子上无氢原子,不能发生酰基化(X=X=卤素、卤素、-OOCR-OOCR、-OR-OR)现在学习的是第22页,共85页酰基化反应应用酰基化反应应用(选讲选讲)(1 1)除
11、甲酰胺外,其它酰胺在常温下大多是具有一定熔点的)除甲酰胺外,其它酰胺在常温下大多是具有一定熔点的固体,它们在酸或碱的水溶液中加热易水解生成原来的胺。利用固体,它们在酸或碱的水溶液中加热易水解生成原来的胺。利用酰基化反应,可以酰基化反应,可以分离、提纯、鉴定胺分离、提纯、鉴定胺。(2 2)酰胺在酸或碱的作用下可水解除去酰基,在有机合成酰胺在酸或碱的作用下可水解除去酰基,在有机合成中常中常利用酰基化反应来保护氨基。利用酰基化反应来保护氨基。现在学习的是第23页,共85页4磺酰化反应磺酰化反应兴斯堡(兴斯堡(HinsbergHinsberg)反应)反应 在在NaOHNaOH存在下,存在下,伯、仲胺伯
12、、仲胺能与苯磺酰氯或对甲苯磺酰氯反应生成能与苯磺酰氯或对甲苯磺酰氯反应生成磺酰胺磺酰胺,叔胺氮原子上无叔胺氮原子上无HH原子,不能发生磺酰化反应。原子,不能发生磺酰化反应。(N N原子上有原子上有H,H,可溶于碱)可溶于碱)N-N-苯基对甲苯磺酰胺苯基对甲苯磺酰胺N N原子上无原子上无H H不溶于碱(固)不溶于碱(固)现在学习的是第24页,共85页 磺酰化反应的应用磺酰化反应的应用 伯胺伯胺生成的磺酰胺中生成的磺酰胺中N N原子上的原子上的H H原子显酸性,可原子显酸性,可溶溶于于NaOHNaOH溶液溶液生成盐。生成盐。仲胺仲胺生成的磺酰胺中,氮原子上没有氢原子,不能溶生成的磺酰胺中,氮原子上
13、没有氢原子,不能溶于氢氧化钠溶液而以于氢氧化钠溶液而以固体析出固体析出。叔胺叔胺不发生磺酰化反应,也不溶于氢氧化钠溶液而出现不发生磺酰化反应,也不溶于氢氧化钠溶液而出现分层现象分层现象。现在学习的是第25页,共85页可以鉴别或分离伯、仲、叔胺可以鉴别或分离伯、仲、叔胺 将三种胺的混合物与对甲苯磺酰氯的碱将三种胺的混合物与对甲苯磺酰氯的碱性溶液反应后再进行蒸馏:性溶液反应后再进行蒸馏:因叔胺不反应,先被蒸出;因叔胺不反应,先被蒸出;将剩余液体过滤,固体为仲胺的磺酰胺,将剩余液体过滤,固体为仲胺的磺酰胺,加酸水解后可得到仲胺;加酸水解后可得到仲胺;滤液酸化后,水解得到伯胺。滤液酸化后,水解得到伯胺
14、。现在学习的是第26页,共85页5.与亚硝酸反应与亚硝酸反应脂肪族伯胺脂肪族伯胺 0-5芳香族伯胺芳香族伯胺芳香胺重氮盐,可分解放出芳香胺重氮盐,可分解放出N N2 2低温稳定,室温分解成酚和低温稳定,室温分解成酚和氮气氮气放出的氮气是定量的,可用于氨基的定量分析放出的氮气是定量的,可用于氨基的定量分析 。NaNONaNO2 2+HCl=HO-NO+NaCl+HCl=HO-NO+NaCl现在学习的是第27页,共85页仲胺与仲胺与HNOHNO2 2反应反应N-N-亚硝基胺与稀亚硝基胺与稀酸共热则分解为酸共热则分解为原来的胺。可鉴原来的胺。可鉴别和分离仲胺。别和分离仲胺。N-N-亚硝基胺有强亚硝基
15、胺有强烈的致癌作用。烈的致癌作用。现在学习的是第28页,共85页 脂肪族叔胺与脂肪族叔胺与HNOHNO2 2反应反应,生成生成可溶于水可溶于水的不稳定的不稳定的亚硝酸盐。的亚硝酸盐。芳香族叔胺与芳香族叔胺与HNOHNO2 2反应反应,在苯环上发生亲电取代在苯环上发生亲电取代而导入亚硝基。而导入亚硝基。亚硝化的芳香族叔胺通常带有不同的颜色的晶体。亚硝化的芳香族叔胺通常带有不同的颜色的晶体。胺与亚硝酸的反应可以用来鉴别伯、仲、叔胺。胺与亚硝酸的反应可以用来鉴别伯、仲、叔胺。现在学习的是第29页,共85页6 6芳香胺的取代反应芳香胺的取代反应 先进行酰基化以降低氨基的致活作用,再进行卤代反先进行酰基
16、化以降低氨基的致活作用,再进行卤代反应可得到应可得到一卤代产物一卤代产物 卤代卤代(白色(白色)现在学习的是第30页,共85页磺化磺化 苯胺用浓硫酸磺化时,首先生成盐,在加苯胺用浓硫酸磺化时,首先生成盐,在加热下失水生成对氨基苯磺酸。热下失水生成对氨基苯磺酸。现在学习的是第31页,共85页7霍夫曼消除反应霍夫曼消除反应 季铵碱受热很容易分解,季铵碱受热很容易分解,如果烃基没有如果烃基没有-氢原子,加热分解成叔胺和醇。氢原子,加热分解成叔胺和醇。如果烃基含有如果烃基含有-氢原子,加热分解成烯烃、叔胺氢原子,加热分解成烯烃、叔胺和水。(CH3)3N+CH2CH3OH-CH2=CH2+(CH3)3
17、N+H2O 3+H2OOH-()C H3N+()C H3N3(CH(CH3 3)4 4N N+OHOH-(CH (CH3 3)3 3N +CHN +CH3 3OH OH 现在学习的是第32页,共85页 若有多个烃基含有若有多个烃基含有-氢原子,结果主要得到氢原子,结果主要得到双键碳原子上连双键碳原子上连有较少烷基的烯烃有较少烷基的烯烃,这个规则称为,这个规则称为霍夫曼消除规则霍夫曼消除规则。-位有不饱和基团或芳环时不服从霍夫曼规则,而是优先位有不饱和基团或芳环时不服从霍夫曼规则,而是优先形成形成具有共轭体系的烯烃具有共轭体系的烯烃 。现在学习的是第33页,共85页 五重要化合物五重要化合物 (
18、自学)(自学)1 1二甲胺二甲胺 2 2苯胺苯胺 苯胺是合成染料、药物、农药等的重要原料,可从硝基苯胺是合成染料、药物、农药等的重要原料,可从硝基苯还原得到。苯还原得到。3 3乙二胺乙二胺 4 4已二胺已二胺5 5胆胺和胆碱胆胺和胆碱 HOCHHOCH2 2CHCH2 2NHNH2 2 HOCH HOCH2 2CHCH2 2N N+(CHCH3 3)3 3 OHOH-胆胺(胆胺(2-2-氨基乙醇)氨基乙醇)胆碱(氢氧化三甲基羟乙基铵)胆碱(氢氧化三甲基羟乙基铵)现在学习的是第34页,共85页 胆胺是脑磷脂的组成成分;胆碱是卵磷脂的组成成分。胆胺是脑磷脂的组成成分;胆碱是卵磷脂的组成成分。胆碱与
19、乙酸形成的酯叫做乙酰胆碱胆碱与乙酸形成的酯叫做乙酰胆碱 CHCH3 3COOCHCOOCH2 2CHCH2 2N N+(CHCH3 3)3 3OHOH-乙酰胆碱乙酰胆碱 氯化氯代胆碱的商品名为氯化氯代胆碱的商品名为矮状素矮状素,是一种人工合成的,是一种人工合成的植物生长调节剂。具有抑制植物细胞伸长的作用,使植物生长调节剂。具有抑制植物细胞伸长的作用,使植株变矮、茎杆变粗,节间缩短,叶片变阔等,可用植株变矮、茎杆变粗,节间缩短,叶片变阔等,可用来防止小麦等农作物倒伏等。来防止小麦等农作物倒伏等。ClCHClCH2 2CHCH2 2N N+(CHCH3 3)3 3ClCl-氯化氯代胆碱(氯化三甲基
20、氯乙基铵)氯化氯代胆碱(氯化三甲基氯乙基铵)现在学习的是第35页,共85页 6多巴和多巴胺 多巴胺是由多巴在多巴脱羧酶的作用下生成的。现在学习的是第36页,共85页 第二节第二节 酰酰 胺胺现在学习的是第37页,共85页 一酰胺的结构和命名一酰胺的结构和命名 在酰胺分子中,氨基在酰胺分子中,氨基N N原子上的未共用电子对与羰基形原子上的未共用电子对与羰基形成成p p-共轭体系共轭体系 。羰基与氨基间的。羰基与氨基间的C-NC-N单键具有部分双键单键具有部分双键的性质,在常温下不能自由旋转,酰基的的性质,在常温下不能自由旋转,酰基的C C、N N、O O以及与以及与C C、N N直接相连的其它原
21、子就处于直接相连的其它原子就处于同一平面同一平面上。上。N N原子由原子由spsp3 3杂化趋向于杂化趋向于spsp2 2杂化杂化。酰胺的命名酰胺的命名 酰胺根据酰基来命名称为酰胺根据酰基来命名称为“某酰胺某酰胺”,连接在氮原子,连接在氮原子上的烃基用上的烃基用“N-N-某基某基”表示。表示。酰胺的结构酰胺的结构现在学习的是第38页,共85页乙酰胺乙酰胺 N-N-甲基甲酰胺甲基甲酰胺 N,N-N,N-二甲基苯甲酰胺二甲基苯甲酰胺 氨基上连接有两个酰基时,称为氨基上连接有两个酰基时,称为“某酰亚胺某酰亚胺”二乙酰亚胺二乙酰亚胺 邻苯二甲酰亚胺邻苯二甲酰亚胺现在学习的是第39页,共85页二酰胺的物
22、理性质(自学)二酰胺的物理性质(自学)胺分子间通过氢键可以产生缔合作用:胺分子间通过氢键可以产生缔合作用:熔点及沸点都比较高,绝大多数酰胺都是固体熔点及沸点都比较高,绝大多数酰胺都是固体。现在学习的是第40页,共85页 1 1酸碱性酸碱性 酰胺分子中,氨基上的孤对电子与羰基形成酰胺分子中,氨基上的孤对电子与羰基形成p p-共轭体系共轭体系,使使N N原子上的电子云密度降低,减弱了氨基接受质子的能原子上的电子云密度降低,减弱了氨基接受质子的能力,是近乎中性的化合物力,是近乎中性的化合物。在酰亚胺分子中,由于两个酰基的在酰亚胺分子中,由于两个酰基的吸电子诱导效应吸电子诱导效应,使氮原子上氢原子的酸
23、性明显增强,能与强碱生成盐。使氮原子上氢原子的酸性明显增强,能与强碱生成盐。三酰胺的化学性质三酰胺的化学性质现在学习的是第41页,共85页 2 2水解反应水解反应 酰胺的反应活性低于其它羧酸的衍生物。酰胺的水解反酰胺的反应活性低于其它羧酸的衍生物。酰胺的水解反应必须在强酸或强碱催化下才能进行。应必须在强酸或强碱催化下才能进行。3 3与亚硝酸反应与亚硝酸反应现在学习的是第42页,共85页 4 4霍夫曼降解反应霍夫曼降解反应 酰胺酰胺与与次卤酸盐次卤酸盐作用,生成比原酰胺少一个碳原子的伯作用,生成比原酰胺少一个碳原子的伯胺,该反应称为酰胺的霍夫曼降解反应胺,该反应称为酰胺的霍夫曼降解反应。反应历程
24、(了解)反应历程(了解)氨基首先被溴取代生成氨基首先被溴取代生成N-N-溴代酰胺,在强碱作用下脱去溴代酰胺,在强碱作用下脱去HBrHBr生成不稳定的酰基氮烯中间体,立即重排成为异氰生成不稳定的酰基氮烯中间体,立即重排成为异氰酸酯,经水解脱去二氧化碳生成伯胺。酸酯,经水解脱去二氧化碳生成伯胺。现在学习的是第43页,共85页 5脱水反应 酰胺与强脱水剂混合共热,分子内脱水生成晴,例如:现在学习的是第44页,共85页 糖精的合成(邻磺酰苯甲酰亚胺钠盐)糖精的合成(邻磺酰苯甲酰亚胺钠盐)现在学习的是第45页,共85页 四碳酸的衍生物四碳酸的衍生物 碳酸中的羟基被其它原子或基团取代的碳酸中的羟基被其它原
25、子或基团取代的化合物,称为碳酸的衍生物化合物,称为碳酸的衍生物 。光气就相当于碳酸的酰氯,极易水解:光气就相当于碳酸的酰氯,极易水解:氯甲酸酯氯甲酸酯 碳酸酯碳酸酯光气经醇解则生成氯甲酸酯或碳酸酯。光气经醇解则生成氯甲酸酯或碳酸酯。现在学习的是第46页,共85页 1 1氨基甲酸酯氨基甲酸酯 可看作是碳酸分子中的两个羟基被氨(胺)基和烃可看作是碳酸分子中的两个羟基被氨(胺)基和烃氧基取代后的化合物。氧基取代后的化合物。碳酸碳酸 氨基甲酸酯氨基甲酸酯 N-N-烃基氨基甲酸酯烃基氨基甲酸酯 氨基甲酸酯是一类氨基甲酸酯是一类高效低毒的新型农药高效低毒的新型农药,可用作杀虫剂、,可用作杀虫剂、杀菌剂和除
26、草剂。杀菌剂和除草剂。西维因西维因 灭威灵灭威灵 灭草灵灭草灵现在学习的是第47页,共85页 2 2尿素尿素 光气经氨解即得尿素光气经氨解即得尿素工业上用二氧化碳和氨气在高温高压下合成尿素。工业上用二氧化碳和氨气在高温高压下合成尿素。(1 1)碱性)碱性 尿素是碳酸的二酰胺,由于含两个氨基而显碱性,能与硝酸、草酸生尿素是碳酸的二酰胺,由于含两个氨基而显碱性,能与硝酸、草酸生成不溶性的盐成不溶性的盐,利用这一性质由尿液中分离尿素利用这一性质由尿液中分离尿素。现在学习的是第48页,共85页 +H+HO O(3 3)与亚硝酸反应)与亚硝酸反应 该反应是定量完成的,通过测定氮气的量,可求得尿该反应是定
27、量完成的,通过测定氮气的量,可求得尿素的含量素的含量。(2 2)水解反应)水解反应现在学习的是第49页,共85页 (4 4)二缩脲反应)二缩脲反应 二缩脲二缩脲 二缩脲在碱性溶液中能与稀的硫酸铜溶液产生紫红色,叫二缩脲在碱性溶液中能与稀的硫酸铜溶液产生紫红色,叫做做二缩脲反应二缩脲反应。溶液时生成紫红色,是检查蛋白质的重要反溶液时生成紫红色,是检查蛋白质的重要反溶液时生成紫红色,是检查蛋白质的重要反溶液时生成紫红色,是检查蛋白质的重要反应。应。应。应。凡分子中含有两个或两个以上凡分子中含有两个或两个以上酰胺键(酰胺键(-CONH-CONH-)的化的化合物,如多肽、蛋白质等,都能发生二缩脲反应。
28、合物,如多肽、蛋白质等,都能发生二缩脲反应。现在学习的是第50页,共85页 (5)酰基化反应 尿素同酰氯、酸酐、酯等作用生成酰脲。如丙二酸二乙酯与尿素作用生成丙二酰脲。现在学习的是第51页,共85页 3胍 胍可看作尿素分子中的氧原子被亚氨基(NH)取代的化合物。现在学习的是第52页,共85页 五、苯磺酰胺五、苯磺酰胺 苯磺酰卤与NH3或RNH2、R2NH作用可生成苯磺酰胺。现在学习的是第53页,共85页第三节第三节 硝基化合物硝基化合物 硝基化合物是指分子中含有硝基NO2)的化合物,可以看作是烃分子中的氢原子被硝基取代后得到的化合物,一元硝基化合物的通式常用RNO2或ArNO2表示。现在学习的
29、是第54页,共85页 一、硝基化合物的分类、结构和命名一、硝基化合物的分类、结构和命名 硝基化合物根据烃基的种类可分为脂肪族、芳香族和脂环族硝基化合物;根据与硝基相连接的碳原子的不同,可分为伯、仲、叔硝基化合物;根据硝基的数目可分为一元和多元硝基化合物。现在学习的是第55页,共85页 硝基是个强吸电子基团,因此硝基化合物都有较高的偶极矩,如硝基甲烷=4.3D。硝基中的氮原子是sp2杂化的,它以三个sp2杂化轨道与两个氧原子和一个碳原子形成三个共平面的键,未参于杂化的一对p电子所处的p轨道与每个氧原子的一个p轨道形成一个共轭键体系。现在学习的是第56页,共85页 硝基化合物的命名与卤代烃相似,通
30、常硝基作为取代基。例如:现在学习的是第57页,共85页 二、硝基化合物的物理性质二、硝基化合物的物理性质 硝基化合物分子具有较强的极性,分子间吸引力大,因此硝基化合物的熔点、沸点比相应的卤代烃高,多为高沸点的液体或固体。多硝基化合物具有爆炸性,如TNT、苦味酸等。有的多硝基化合物有香味,可作香料,如2,6-二甲基-4-叔丁基-3,5-二硝基苯乙酮(麝香酮)。现在学习的是第58页,共85页 三、硝基化合物的化学性质三、硝基化合物的化学性质 1还原反应 现在学习的是第59页,共85页 2酸性 具有-H的脂肪族硝基化合物中,硝基的-C上有氢原子时具有酸性,这是由于-超共轭效应,而产生的互变异构现象。
31、现在学习的是第60页,共85页 3-H的缩合反应 现在学习的是第61页,共85页 4硝基对苯环邻、对位基团的影响 现在学习的是第62页,共85页 硝基影响苯环上的羟基或羧基,特别是处于邻位或对位的羟基或羧基上的氢原子质子化倾向增强,即酸性增强。例如:现在学习的是第63页,共85页第四节第四节 重氮化合物和偶氮化合物重氮化合物和偶氮化合物现在学习的是第64页,共85页只一端与碳原子相连只一端与碳原子相连重氮化合物重氮化合物偶氮化合物偶氮化合物两端与碳原子相连两端与碳原子相连现在学习的是第65页,共85页一重氮化合物一重氮化合物 1 1、取代反应、取代反应 现在学习的是第66页,共85页重氮化反应
32、应用重氮化反应应用可以制备一些不能用直接方法制备的化合物可以制备一些不能用直接方法制备的化合物 次磷酸次磷酸现在学习的是第67页,共85页 2 2、偶联反应、偶联反应 重氮盐与芳香叔胺类或酚类化合物在弱碱性、中性或弱酸性溶液重氮盐与芳香叔胺类或酚类化合物在弱碱性、中性或弱酸性溶液中发生反应,生成偶氮化合物,称为中发生反应,生成偶氮化合物,称为偶联(偶合)反应偶联(偶合)反应。该反应为亲电取代反应,通常在氨基或羟基的对位取代,该反应为亲电取代反应,通常在氨基或羟基的对位取代,若对位被其它基团占据,则在邻位取代。若对位被其它基团占据,则在邻位取代。现在学习的是第68页,共85页 二偶氮化合物二偶氮
33、化合物 偶氮化合物具有各种鲜艳的颜色,多数偶氮化合物可用作染料,称为偶氮化合物具有各种鲜艳的颜色,多数偶氮化合物可用作染料,称为偶氮染料偶氮染料 。有的偶氮化合物在不同的有的偶氮化合物在不同的pHpH介质中因结构的变化而呈现不同介质中因结构的变化而呈现不同的颜色,可用作酸、碱指示剂。的颜色,可用作酸、碱指示剂。1 1、甲基橙、甲基橙 甲基橙由对氨基苯磺酸的重氮盐与甲基橙由对氨基苯磺酸的重氮盐与N,N-N,N-二甲基苯胺进行偶联反应二甲基苯胺进行偶联反应而制得。它是一种酸、碱指示剂,在中性或碱性介质中呈黄色,在酸而制得。它是一种酸、碱指示剂,在中性或碱性介质中呈黄色,在酸性介质中呈红色,变色范围
34、为性介质中呈红色,变色范围为pH 3.1pH 3.14.44.4。pHpH4.4 4.4 黄色黄色 pHpH3.1 3.1 红色红色现在学习的是第69页,共85页 2 2、刚果红、刚果红pHpH5.0 5.0 红色红色pHpH3.0 3.0 蓝色蓝色刚果红是一种酸、碱指示剂,变色范围为刚果红是一种酸、碱指示剂,变色范围为pH 3.0pH 3.05.05.0。现在学习的是第70页,共85页 3对位红 对位红是一种红色染料,是由对硝基苯胺的重氮盐与萘酚进行偶联反应而制得。现在学习的是第71页,共85页 三、有机化合物的颜色与结构的关系三、有机化合物的颜色与结构的关系 1分子中只有分子中只有键的化合
35、物,如饱和烃,由于键的化合物,如饱和烃,由于电子结合较牢固,电子结合较牢固,其跃迁所需的能量较高,因此吸收光的波长在远紫外区。由于不能吸其跃迁所需的能量较高,因此吸收光的波长在远紫外区。由于不能吸收可见光,所以不显颜色。收可见光,所以不显颜色。2分子中含有分子中含有键的化合物,由于键的化合物,由于电子跃迁所需的能量较低,因电子跃迁所需的能量较低,因此吸收光的波长在紫外或可见光区。能使有机化合物在紫外及可见光区内此吸收光的波长在紫外或可见光区。能使有机化合物在紫外及可见光区内(200nm800nm)有吸收的基团,称为生色团(生色基),)有吸收的基团,称为生色团(生色基),例如:例如:现在学习的是
36、第72页,共85页 3分子中有两个或多个生色基处于共轭时,由于共轭体系中的电子跃迁所需的能量比单独的生色基中的低,因此其吸收光的波长较长。共轭体系越长,其吸收峰对应的波长越长,当吸收光的波长移至可见光区内,该物质便有了颜色。例如下列化合物,当n=1时为无色,当n=2时为淡黄色,当n=4时为棕黄色,随着共轭体系的增长,颜色逐渐加深。现在学习的是第73页,共85页 某些基团,如OH、OR、NH2、NR2、SR、Cl、Br等,它们本身的吸收波长在远紫外区,不能吸收可见光,但将它们连接到共轭体系或生色基上时,可使分子吸收光的波长移向长波方向,使化合物的颜色加深,这些基团叫做助色团(助色基)。蒽醌(淡黄
37、色)1-氨基蒽醌(红色)现在学习的是第74页,共85页 第五节第五节 腈类、异氰和异氰酸酯腈类、异氰和异氰酸酯 一、腈类一、腈类 腈为可以看作是氢氰酸分子中的氢原子被烃基取代的产物。腈通式为RCN及ArCN,根据所含碳原子数称为某腈或氰基少一个碳的某烷,例如:CH3-CN CH2CH-CN NC-(CH2)4-CN C6H5-CN 乙腈 丙烯腈 己二腈 苯甲腈1腈类的物理性质 (自学内容)(自学内容)(自学内容)(自学内容)现在学习的是第75页,共85页 2腈类的化学性质 (1)加氢还原 (2)水解和醇解 现在学习的是第76页,共85页(3)与格利雅试剂作用(4)-H的活性 现在学习的是第77
38、页,共85页 二、异腈二、异腈 异氰的通式为RNC及ArNC,官能团为异氰基(NC)。异氰是腈类的同分异构体。异氰的命名是根据烃基称为异氰基某烃,例如C2H5NC称为异氰基乙烷。异氰是由伯胺与氯仿及氢氧化钾共热得到的。现在学习的是第78页,共85页 异氰基的碳原子有孤对电子,有强烈的给电子作用,对碱较稳定,酸性条件下更容易水解。现在学习的是第79页,共85页 三、异氰酸酯三、异氰酸酯 异氰酸酯的通式为RNCO及ArNCO,例如:现在学习的是第80页,共85页第六节第六节 含磷有机化合物含磷有机化合物现在学习的是第81页,共85页一、含磷有机化合物的结构一、含磷有机化合物的结构 磷酸、膦酸、硫代
39、磷酸和硫代膦酸及其衍生物都属于四配位磷化物,以R3P=X表示,磷原子采取sp3杂化轨道以4个键与其他基团相连,呈四面体结构。其中P=X(X=O、S)键除了键外,同时存在d-p共轭作用。现在学习的是第82页,共85页 二、含磷有机化合物的主要类型二、含磷有机化合物的主要类型 1 1膦类膦类 膦是指分子中含有膦是指分子中含有C-PC-P键键的有机化合物,但相应于氨的的有机化合物,但相应于氨的磷化合物称为膦或磷化氢。根据磷原子上所连烃基的数目,磷化合物称为膦或磷化氢。根据磷原子上所连烃基的数目,膦可分为伯膦、仲膦、叔膦和季鏻盐等。膦可分为伯膦、仲膦、叔膦和季鏻盐等。PH3 RPH2 R2PH R3P R4P+X-磷化氢磷化氢 伯膦伯膦 仲膦仲膦 叔膦叔膦 季鏻盐季鏻盐 2 2亚膦酸类亚膦酸类 亚磷酸亚磷酸 烃基亚膦酸烃基亚膦酸 二烃基亚膦酸二烃基亚膦酸现在学习的是第83页,共85页 3 3膦酸类膦酸类 磷酸磷酸 烃基膦酸烃基膦酸 二烃基次膦二烃基次膦 三烃基氧化膦三烃基氧化膦 4 4磷酸酯类磷酸酯类 磷酸一烃基酯磷酸一烃基酯 磷酸二烃基酯磷酸二烃基酯 磷酸三烃基酯磷酸三烃基酯现在学习的是第84页,共85页 5 5硫代磷酸及其酯类硫代磷酸及其酯类 硫代磷酸硫代磷酸 硫代磷酸酯硫代磷酸酯 二硫代磷酸二硫代磷酸 二硫代磷酸酯二硫代磷酸酯现在学习的是第85页,共85页
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