有机含氮化合物 (2)精选PPT.ppt
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1、关于有机含氮化合物(2)第1页,讲稿共70张,创作于星期二2023/4/122硝基化合物硝基化合物硝基化合物:硝基化合物:分子中含有分子中含有NO2官能团官能团的化合物的化合物通式:通式:RNO2 或或 ArNO2第2页,讲稿共70张,创作于星期二2023/4/123一、一、硝基化合物的硝基化合物的结构结构构造式:构造式:注意:注意:硝基中两个硝基中两个氮氧键氮氧键的键长是的键长是完全相同完全相同的。的。原因:原因:硝基中两个硝基中两个氧原子氧原子是是完全等同完全等同的。的。共振式:共振式:第3页,讲稿共70张,创作于星期二2023/4/124二、命名二、命名以以烃烃作为作为母体母体,硝基硝基
2、视为视为取代基取代基。(与卤代烃相似)(与卤代烃相似)1-硝基丙烷硝基丙烷对硝基氯苯对硝基氯苯2,4,6-三硝基苯酚三硝基苯酚2-甲基甲基-3-硝基戊烷硝基戊烷第4页,讲稿共70张,创作于星期二2023/4/125三、硝基化合物的制法三、硝基化合物的制法1、脂肪族硝基化合物的制备、脂肪族硝基化合物的制备2、芳香族硝基化合物的制备、芳香族硝基化合物的制备32%33%26%9%第5页,讲稿共70张,创作于星期二2023/4/126四、硝基化合物的物理性质四、硝基化合物的物理性质2、沸点(沸点(b.p.)原因原因:NO2是一个强极性基团,分子间的作用力大,故沸是一个强极性基团,分子间的作用力大,故沸
3、点比相应的卤代烃要高。点比相应的卤代烃要高。硝基化合物的沸点比相应的卤代烃要硝基化合物的沸点比相应的卤代烃要高高。1、物质状态物质状态 脂肪族硝基化合物为无色有香味的液体;脂肪族硝基化合物为无色有香味的液体;芳香族硝基化合物为有苦杏仁味的淡黄色固体或液体。芳香族硝基化合物为有苦杏仁味的淡黄色固体或液体。第6页,讲稿共70张,创作于星期二2023/4/1273、溶解性溶解性 硝基化合物的相对密度都硝基化合物的相对密度都大于大于1,不溶于水不溶于水,即使是低,即使是低分子量的一硝基烷烃在水中的溶解度也很小。硝基化合物分子量的一硝基烷烃在水中的溶解度也很小。硝基化合物可溶于有机溶剂。可溶于有机溶剂。
4、4、易爆性易爆性 多硝基化合物受热易分解而发生爆炸。多硝基化合物受热易分解而发生爆炸。如:如:TNT炸药、炸药、2,4,6-三硝基苯酚三硝基苯酚(俗称:苦味酸俗称:苦味酸)。第7页,讲稿共70张,创作于星期二2023/4/128五、硝基化合物的化学性质五、硝基化合物的化学性质1、-H的活泼性的活泼性(1)具有具有酸性酸性原因:原因:具有具有-H的硝基化合物存在的硝基化合物存在,-超共轭效应超共轭效应,导致发,导致发生生互变异构现象互变异构现象。硝硝 基基 式式假假 酸酸 式式第8页,讲稿共70张,创作于星期二2023/4/129 硝基化合物的共轭碱可以被共振所稳定。硝基化合物的共轭碱可以被共振
5、所稳定。不含不含-H的的 3硝基化合物就不能与碱作用。硝基化合物就不能与碱作用。(2)-H的缩合反应的缩合反应 与羟醛缩合反应类似,活泼的与羟醛缩合反应类似,活泼的-H可与羰基化合物作用。可与羰基化合物作用。第9页,讲稿共70张,创作于星期二2023/4/1210 硝基很硝基很容易被还原容易被还原,还原产物随反应条件不同而异。,还原产物随反应条件不同而异。(1)酸性介质中一般还原历程)酸性介质中一般还原历程2、还原反应还原反应亚硝基苯亚硝基苯N-羟基苯胺羟基苯胺苯基羟胺苯基羟胺第10页,讲稿共70张,创作于星期二2023/4/1211注意:注意:SnCl2 +HCl 是一个是一个选择性还原剂选
6、择性还原剂,当苯环上同时连有,当苯环上同时连有羰基和硝基时,只还原硝基。羰基和硝基时,只还原硝基。在在酸性介质酸性介质(通常为通常为HCl)中,以金属中,以金属Fe、Zn、Sn或或SnCl2为为还原剂,可将硝基化合物直接还原成相应的还原剂,可将硝基化合物直接还原成相应的胺胺。第11页,讲稿共70张,创作于星期二2023/4/1212(2)碱性介质中一般还原历程)碱性介质中一般还原历程氧化偶氮苯氧化偶氮苯偶氮苯偶氮苯氢化偶氮苯氢化偶氮苯第12页,讲稿共70张,创作于星期二2023/4/1213 多硝基化合物在钠或铵的硫化物、硫氢化物、多硫化多硝基化合物在钠或铵的硫化物、硫氢化物、多硫化物等还原剂
7、作用下,可进行选择性物等还原剂作用下,可进行选择性(或部分或部分)还原。还原。注意:注意:第13页,讲稿共70张,创作于星期二2023/4/1214(3)中性介质中)中性介质中亚硝基苯亚硝基苯N-羟基苯胺羟基苯胺苯基羟胺苯基羟胺(4)催化加氢)催化加氢90%第14页,讲稿共70张,创作于星期二2023/4/12153、苯环上的取代反应苯环上的取代反应 硝基使芳环硝基使芳环钝化钝化,且为,且为间位定位基间位定位基;(93.3%)第15页,讲稿共70张,创作于星期二2023/4/1216(1)对酚及芳酸酸性的影响)对酚及芳酸酸性的影响 当硝基的当硝基的邻、对位邻、对位有有OH、COOH存在时,由于
8、存在时,由于I、C效应的影响,将使酚、芳酸的效应的影响,将使酚、芳酸的酸性增强酸性增强。但硝基对其但硝基对其间位间位基团因只存在基团因只存在I效应,故效应,故影响较小影响较小。通过通过 I、C效应,对其效应,对其邻、对位的取代基邻、对位的取代基产生显著的产生显著的影响。影响。第16页,讲稿共70张,创作于星期二2023/4/1217(2)对芳卤的影响)对芳卤的影响改进:改进:在在Cl的的邻、对位邻、对位引入引入NO2时,时,Cl的反应活性的反应活性,且易于发生亲核取代反应。,且易于发生亲核取代反应。原因:原因:CCl键受键受NO2的的I、C效应的影响,使与效应的影响,使与Cl直接相直接相连的碳
9、原子上电子云密度连的碳原子上电子云密度,而有利于亲核试剂的进攻,而有利于亲核试剂的进攻,使其水解反应得以进行。使其水解反应得以进行。第17页,讲稿共70张,创作于星期二2023/4/1218 Cl原子的邻、对位上的原子的邻、对位上的NO2数目数目,其亲核取代反应活,其亲核取代反应活性性。+第18页,讲稿共70张,创作于星期二2023/4/1219胺胺 氨分子氨分子(NH3)中的氢原子被一个或几个烃基取代后的化中的氢原子被一个或几个烃基取代后的化合物统称为胺。合物统称为胺。脂脂肪肪胺胺芳芳胺胺第19页,讲稿共70张,创作于星期二2023/4/1220呈棱锥形结构呈棱锥形结构一、一、胺的结构和命名
10、胺的结构和命名N的核外电子排布:的核外电子排布:1、胺的结构、胺的结构第20页,讲稿共70张,创作于星期二2023/4/12212、胺的命名、胺的命名(1)简单胺的命名是在烃基名称后加胺字,称简单胺的命名是在烃基名称后加胺字,称“某胺某胺”;若取代烃若取代烃基相同,则合并以基相同,则合并以“二、三二、三”等表示;若烃基不同,则按等表示;若烃基不同,则按“次序规则次序规则”,较优基团后命名。,较优基团后命名。乙胺乙胺甲乙胺甲乙胺苯甲胺苯甲胺1,6-己二胺己二胺N,N-二甲基苯胺二甲基苯胺(苄苄 胺胺)第21页,讲稿共70张,创作于星期二2023/4/12223-甲基甲基-1-氨基丁烷氨基丁烷2-
11、甲基甲基-4-(二乙氨基二乙氨基)戊烷戊烷(2)复杂结构的胺)复杂结构的胺系统命名法系统命名法 以以烃烃为为母体母体,氨基氨基作为作为取代基取代基来命名。来命名。第22页,讲稿共70张,创作于星期二2023/4/1223二、二、胺的制备方法胺的制备方法 1、氨或胺的烷基化、氨或胺的烷基化亲核试剂:亲核试剂:NH3、RNH2(以以1胺为宜胺为宜)。烷基化试剂:烷基化试剂:卤代烃卤代烃、醇醇、具有活泼卤原子的、具有活泼卤原子的芳卤芳卤。SN反应反应第23页,讲稿共70张,创作于星期二2023/4/12242、醛、酮的还原氨化、醛、酮的还原氨化亚亚 氨氨注意:注意:氨必须过量。氨必须过量。应用:应用
12、:制备制备 或或 类胺。类胺。伯伯 胺胺仲仲 胺胺思考:思考:能否利用仲卤代烷进行氨能否利用仲卤代烷进行氨(胺胺)解制得?解制得?答案:答案:不能。不能。原因:原因:仲卤烷易发生消除反应。仲卤烷易发生消除反应。第24页,讲稿共70张,创作于星期二2023/4/12253、腈和酰胺的还原、腈和酰胺的还原4、酰胺的、酰胺的Hofmann降解降解N-甲基乙酰苯胺甲基乙酰苯胺N-甲基甲基-N-乙基苯胺乙基苯胺合成仲胺、叔胺合成仲胺、叔胺减少一个碳的伯胺减少一个碳的伯胺第25页,讲稿共70张,创作于星期二2023/4/12265、Gabriel合成法合成法制备制备-氨基酸氨基酸合成合成纯伯胺纯伯胺第26
13、页,讲稿共70张,创作于星期二2023/4/12276、硝基化合物还原、硝基化合物还原第27页,讲稿共70张,创作于星期二2023/4/1228三、胺的物理性质三、胺的物理性质1、物质状态、物质状态 甲胺、二甲胺、三甲胺和乙胺为气体,其它胺为液体或甲胺、二甲胺、三甲胺和乙胺为气体,其它胺为液体或固体。固体。许多胺类有难闻的气味,如三甲胺有鱼腥味、许多胺类有难闻的气味,如三甲胺有鱼腥味、1,4-丁二胺俗丁二胺俗称称“腐肉胺腐肉胺”、1,5-戊二胺俗称戊二胺俗称“尸胺尸胺”。2、溶解性、溶解性 低级胺溶于水,高级胺不溶解于水。低级胺溶于水,高级胺不溶解于水。第28页,讲稿共70张,创作于星期二20
14、23/4/1229 叔胺不能形成分子间氢键,其沸点低于相对分子质叔胺不能形成分子间氢键,其沸点低于相对分子质量相近的伯胺和仲胺,而与相对分子质量相近的烷烃差量相近的伯胺和仲胺,而与相对分子质量相近的烷烃差不多。不多。3、沸点、沸点 与醇相似,伯胺、仲胺可以形成与醇相似,伯胺、仲胺可以形成分子间氢键分子间氢键,其沸,其沸点高于相对分子质量相近的非极性化合物(如烷烃),而低点高于相对分子质量相近的非极性化合物(如烷烃),而低于相应的醇或羧酸。于相应的醇或羧酸。4、芳胺的毒性、芳胺的毒性第29页,讲稿共70张,创作于星期二2023/4/1230四、胺的化学性质四、胺的化学性质 1、碱性碱性(1)脂肪
15、胺)脂肪胺RNH2、R2NH、R3NN上的电子云密度上的电子云密度,接受质子的能力,接受质子的能力,碱性,碱性。第30页,讲稿共70张,创作于星期二2023/4/1231脂肪胺的碱性强度:脂肪胺的碱性强度:在气相或非水溶液中:在气相或非水溶液中:3胺胺 2胺胺 1胺胺电子效应电子效应在水溶液中:在水溶液中:2胺胺 1胺胺 3胺胺电子效应电子效应溶剂化效应溶剂化效应第31页,讲稿共70张,创作于星期二2023/4/1232结论:结论:脂肪胺的碱性是脂肪胺的碱性是电子效应、空间效应和溶剂化效电子效应、空间效应和溶剂化效应应共同影响共同影响的结果。的结果。3胺胺 2胺胺 1胺胺1胺胺 2胺胺 3胺胺
16、1胺胺 2胺胺 3胺胺电子效应:电子效应:空间效应:空间效应:溶剂化效应:溶剂化效应:第32页,讲稿共70张,创作于星期二2023/4/1233结结 论:论:脂肪胺脂肪胺 NH3 芳香胺芳香胺思考题:思考题:取代芳胺的碱性取代芳胺的碱性提提 示:示:取代基的种类、与取代基的种类、与NH2的相对位置,对芳胺碱性的相对位置,对芳胺碱性的影响。的影响。(2)芳胺芳胺第33页,讲稿共70张,创作于星期二2023/4/1234 胺可与无机酸胺可与无机酸(如如HCl、H2SO4)甚至是醋酸作用而成盐;甚至是醋酸作用而成盐;即便是碱性较弱的芳胺也可与强酸作用成盐。即便是碱性较弱的芳胺也可与强酸作用成盐。强强
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