无机化学 第十一章 含氮有机化合物幻灯片.ppt
《无机化学 第十一章 含氮有机化合物幻灯片.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《无机化学 第十一章 含氮有机化合物幻灯片.ppt(65页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、无机化学 第十一章 含氮有机化合物第1页,共65页,编辑于2022年,星期六NH3 氨氨 NH2-R 胺胺 NH2:氨基:氨基第一节第一节 脂肪族含氮化合物脂肪族含氮化合物脂肪族硝基脂肪族硝基:烷烃中的烷烃中的H原子被原子被-NO2取代。取代。1 脂肪族硝基化合物脂肪族硝基化合物1.1 脂肪硝基化合物结构和命名脂肪硝基化合物结构和命名硝基总是取代基,以相应烃为母体。硝基总是取代基,以相应烃为母体。脂肪族胺类化合物:脂肪族胺类化合物:烷烃中氢原子被胺基(烷烃中氢原子被胺基(-NH2)取代的化合物。)取代的化合物。氨中氢原子被烷基取代的化合物。氨中氢原子被烷基取代的化合物。脂肪族含氮化合物:脂肪族
2、含氮化合物:胺基化合物胺基化合物和和硝基化合物硝基化合物。第2页,共65页,编辑于2022年,星期六 1.2 硝基化合物的结构硝基化合物的结构Sp2杂化杂化C-N 147pm,2o胺胺 1o胺;胺;空间效应:空间效应:1o胺胺 2o胺胺 3o胺;胺;溶剂化效应:溶剂化效应:NH3 1o胺胺 2o胺胺 3o胺。胺。原因:原因:诱导效应、共轭效应和诱导效应、共轭效应和空间效应空间效应。给电子取代基增强胺的碱性,吸电子取代基降低胺碱性。给电子取代基增强胺的碱性,吸电子取代基降低胺碱性。脂肪胺碱性比芳香胺碱性强。脂肪胺碱性比芳香胺碱性强。第15页,共65页,编辑于2022年,星期六胺有碱性,与酸能形成
3、盐胺有碱性,与酸能形成盐(成盐反应成盐反应):分离提纯:分离提纯:鉴定:鉴定:所有的铵盐都有一定的熔点或分解点。所有的铵盐都有一定的熔点或分解点。CH3COO-+NH3RRNH2 +CH3COOH第16页,共65页,编辑于2022年,星期六胺比较容易氧化。胺比较容易氧化。脂肪伯胺及仲胺氧化产物多为混合物,无价值。脂肪伯胺及仲胺氧化产物多为混合物,无价值。叔胺氧化得氮氧化胺。叔胺氧化得氮氧化胺。3.2 胺的氧化反应胺的氧化反应 R3NR3NO(R3N+-O-)H2O2 or RCO3H氧化胺氧化胺异构现象,表面活性剂异构现象,表面活性剂第17页,共65页,编辑于2022年,星期六3.3 胺的烷基
4、化胺的烷基化R3N+RX R4N+X-RNH2+RX R2NH2+X-R2NHNaOHR2NH+RX R3NH+X-R3NNaOHRX +NH3 RNH3+X-RNH2NaOH胺基的氮原子上氢被烷基胺基的氮原子上氢被烷基继续继续取代反应。取代反应。NH3与卤代烃反应时一般生成混合产物。如果合成伯胺时与卤代烃反应时一般生成混合产物。如果合成伯胺时,NH3需要过量需要过量.合成季铵盐合成季铵盐,RX 需要过量。需要过量。第18页,共65页,编辑于2022年,星期六 伯伯胺胺和和仲仲胺胺易易与与酰酰氯氯和和酸酸酐酐反反应应,生生成成N-烃烃基基酰酰胺胺或或N,N-二二烃烃基基酰胺。酰胺。可用于胺的分
5、离,鉴定和胺基的保护可用于胺的分离,鉴定和胺基的保护3.4 胺的酰基化反应胺的酰基化反应叔胺的氮原子上没有氢,不能生成一般的酰胺。叔胺的氮原子上没有氢,不能生成一般的酰胺。酰酰胺胺在在酸酸或或碱碱催催化化下下,可可水水解解为为原原来来的的胺胺,用用于于保保护护氨氨基基。特特别别是在是在多肽合成中保护氨基应用最多。多肽合成中保护氨基应用最多。第19页,共65页,编辑于2022年,星期六分离、提纯胺基化合物实例:分离、提纯胺基化合物实例:可用于叔胺的分离。可用于叔胺的分离。叔胺溶于酸,而取代酰胺不溶。叔胺溶于酸,而取代酰胺不溶。第20页,共65页,编辑于2022年,星期六3.4 胺的磺酰基化反应胺
6、的磺酰基化反应(Hinsberg 反应反应)第21页,共65页,编辑于2022年,星期六 苯苯磺磺酰酰胺胺钠钠盐盐酸酸化化后后,再再水水解解可可得得原原来来胺胺,该该反反应应称称为为欣欣斯斯堡(堡(Hinsberg)反应。)反应。综合应用以上反应可用来分离和鉴别伯、仲、叔胺。综合应用以上反应可用来分离和鉴别伯、仲、叔胺。伯胺伯胺仲胺仲胺 苯磺酰胺酸性性质苯磺酰胺酸性性质叔胺不能与苯磺酸形成磺酰胺。叔胺不能与苯磺酸形成磺酰胺。第22页,共65页,编辑于2022年,星期六3.5 与亚硝酸反应与亚硝酸反应 反应定量进行,可用于伯胺的定性和定量分析。反应定量进行,可用于伯胺的定性和定量分析。(1)脂肪
7、伯胺亚硝化反应脂肪伯胺亚硝化反应由于产物复杂,该反应在合成上的意义不大。由于产物复杂,该反应在合成上的意义不大。重氮化合物重氮化合物第23页,共65页,编辑于2022年,星期六(CH3)2NH+NaNO2+HCl (CH3)2NNO+NaCl+H2O N-亚硝基二甲胺亚硝基二甲胺 (黄色油状,一种致癌物质)(黄色油状,一种致癌物质)R3N+NaNO2+HCl R3NHNO2 +NaCl (不稳定,加碱水解重新得到叔胺。不稳定,加碱水解重新得到叔胺。)(2)仲胺亚硝化反应)仲胺亚硝化反应(3)叔胺亚硝化反应)叔胺亚硝化反应 脂肪胺的亚硝化反应可用于伯胺、仲胺和叔胺的定性检测。脂肪胺的亚硝化反应可
8、用于伯胺、仲胺和叔胺的定性检测。第24页,共65页,编辑于2022年,星期六1 芳香族硝基化合物芳香族硝基化合物结构示意图结构示意图两个等价的共振式,结构是对称的。两个等价的共振式,结构是对称的。第二节第二节 芳香族硝基和氨基化合物芳香族硝基和氨基化合物Ar-NO2 芳香硝基化合物芳香硝基化合物Ar-NH2 芳香氨基化合物芳香氨基化合物1.1 芳香族硝基化合物结构芳香族硝基化合物结构第25页,共65页,编辑于2022年,星期六单硝基单硝基:高沸点的液体高沸点的液体多硝基多硝基:结晶固体,多为淡黄色。结晶固体,多为淡黄色。不溶于水,易溶于有机溶剂。不溶于水,易溶于有机溶剂。硝基化合物有毒性硝基化
9、合物有毒性,可透过皮肤被机体吸收。可透过皮肤被机体吸收。硝基苯有剧毒。硝基苯有剧毒。多硝基化合物有爆炸性。多硝基化合物有爆炸性。2,4,6-三硝基甲苯三硝基甲苯(TNT)1.2 芳香族硝基化合物芳香族硝基化合物物理性质物理性质硝基的电子效应硝基的电子效应强吸电子基团(吸电子诱导、吸电子共轭)强吸电子基团(吸电子诱导、吸电子共轭)第26页,共65页,编辑于2022年,星期六 有有的的多多硝硝基基化化合合物物具具有有类类似似于于天天然然麝麝香香的的香香气气,被被用用作作香香水香皂和化妆品的定香剂。水香皂和化妆品的定香剂。芳芳香香族族多多硝硝基基化化合合物物具具有有极极强强的的爆爆炸炸性性,可可用用
10、作作炸炸药药,如如2,4,6-三硝基甲苯。三硝基甲苯。第27页,共65页,编辑于2022年,星期六(1)硝基芳环上的亲电取代反应)硝基芳环上的亲电取代反应1.3 芳香硝基化合物的化学性质芳香硝基化合物的化学性质 硝硝基基强强吸吸电电子子效效应应使使得得芳芳环环上上的的亲亲电电取取代代反反应应困困难难,反反应应条条件件较为苛刻。较为苛刻。第28页,共65页,编辑于2022年,星期六(2)硝基芳环上的亲核取代反应)硝基芳环上的亲核取代反应硝基强吸电子作用增加酚羟基的酸性。硝基强吸电子作用增加酚羟基的酸性。芳芳环环上上的的一一个个基基团团被被一一个个亲亲核核试试剂剂取取代代,称称为为芳芳环环上上的的
11、亲亲核核取取代代反反应应亲核试剂亲核试剂:X-离去基团离去基团:X-第29页,共65页,编辑于2022年,星期六 硝基取代基使卤苯易水解、氨解、烷基化硝基取代基使卤苯易水解、氨解、烷基化硝基取代基使卤苯易水解、氨解、烷基化硝基取代基使卤苯易水解、氨解、烷基化 硝基强吸电子效应使得芳环上硝基强吸电子效应使得芳环上邻、对位基团邻、对位基团容易发生亲核取代反应。容易发生亲核取代反应。第30页,共65页,编辑于2022年,星期六离去基团不仅限于卤原子离去基团不仅限于卤原子,还可以为还可以为 RO-,-NO2 等。等。亲核试剂不仅限于亲核试剂不仅限于HO-,还可以为还可以为H-,NH3,RO-等。等。第
12、31页,共65页,编辑于2022年,星期六ArNO2还原剂还原剂ArNH2反应式:反应式:(3)硝基化合物的还原反应硝基化合物的还原反应 芳香硝基化合物还原过程:芳香硝基化合物还原过程:还原产物因反应条件不同而异还原产物因反应条件不同而异第32页,共65页,编辑于2022年,星期六碱性还原剂:碱性还原剂:Na2S,NaHS,(NH4)2S,NH4HS,LiAlH4 注意:注意:NaBH4 和和 B2H6 不能还原硝基。不能还原硝基。芳香硝基还原剂的种类:芳香硝基还原剂的种类:应用:实验室和工业生产中最常用芳香胺的制备方法!应用:实验室和工业生产中最常用芳香胺的制备方法!酸性还原剂酸性还原剂:酸
13、酸+金属金属 Fe+HCl,Zn+HCl,Sn+HCl,SnCl2+HCl中性还原剂:中性还原剂:催化氢化,常用的催化剂有催化氢化,常用的催化剂有 Ni,Pt,Pd.第33页,共65页,编辑于2022年,星期六 在在酸酸性性介介质质中中用用金金属属铁铁、锌锌或或氯氯化化亚亚锡锡还还原原硝硝基基化化合合物物,直接生成相应的胺直接生成相应的胺 芳香硝基化合物还原实例芳香硝基化合物还原实例第34页,共65页,编辑于2022年,星期六 当当芳芳环环上上还还连连有有可可被被还还原原的的羰羰基基时时,用用氯氯化化亚亚锡锡和和盐盐酸酸选选择择性性还原硝基成为氨基。还原硝基成为氨基。金属在中性介质中还原,可停
14、留在金属在中性介质中还原,可停留在N-羟基苯胺阶段。羟基苯胺阶段。第35页,共65页,编辑于2022年,星期六 钠钠或或铵铵的的硫硫化化物物、硫硫氢氢化化物物或或多多硫硫化化物物,如如硫硫化化钠钠、硫硫化化铵铵、硫硫氢氢化化钠钠、硫硫氢氢化化铵铵等等,以以及及氯氯化化亚亚锡锡和和盐盐酸酸,在在适适当当的的条条件件下下,可可以以选择性的将多硝基化合物中的一个硝基还原成氨基。选择性的将多硝基化合物中的一个硝基还原成氨基。第36页,共65页,编辑于2022年,星期六 在在化化工工生生产产中中,常常用用Cu、Ni或或Pt等等催催化化剂剂,采采用用催催化化加加氢氢的方法,还原硝基化合物。实验室中也可采用
15、类似的方法。的方法,还原硝基化合物。实验室中也可采用类似的方法。第37页,共65页,编辑于2022年,星期六2、芳香胺化合物、芳香胺化合物2.1.1 芳香族胺类化合物结构芳香族胺类化合物结构 在在芳芳香香胺胺中中,N原原子子采采取取sp3杂杂化化,四四个个sp3杂杂化化轨轨道道中中,与与1个个C和和2个个H原原子子分分别别形形成成3个个-键键,在在剩剩余余一一个个上上有有一一对对孤孤对对电电子子,可可与与苯苯环环的的-键键轨轨道道共轭。共轭。氨氨基基是是给给电电子子基基团团,使使苯苯环环电电子子云云密密度度增增大大,亲亲电电反反应应活活性性增增强。强。2.1 芳香族胺类简介芳香族胺类简介第38
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 无机化学 第十一章 含氮有机化合物幻灯片 第十一 有机化合物 幻灯片
限制150内