[工学]第十二章 含氮化合物新.ppt

第十二章 含氮化合物 主要内容: 硝基化合物的物理性质； 硝基化合物的化学性质：硝基的还原、脂 肪族硝基化合物的酸性； 胺的结构与命名; 胺的物理化学性质； 12I 硝基化合物 12I-1 硝基化合物的种类及命名: 酯类: 硝基化合物类: 12I-2 硝基化合物的物理性质 由于硝基的强吸电子性，硝基化合物 的极性很大，是有机良溶剂； 硝基化合物的密度比水大; 硝基化合物的熔、沸点一般较高； 硝基化合物一般有毒； 12I-3 硝基化合物的化学性质 12I-3.1 硝基的还原: 催化氢化: 活泼金属与酸对硝基还原: 酸性还原 活泼金属与碱对硝基还原: 碱性还原 12I-3.2 脂肪族硝基化合物的酸性； 脂肪族硝基化合物负离子的稳定性: 12I-3.3 硝基对芳环上取代基的影响； 硝基使苯环难以被亲电取代； 硝基使苯环的邻、对位被亲核取代； 而通常苯环难以被亲核取代； 硝基芳香卤代烃的亲核取代举例 硝基使邻、对位苯酚的酸性增强； 12II 胺 12II-1 胺的分类和命名 胺可看作氨的氢被烃基取代后的产物, 其中-NH2称氨基，-NH-称亚氨基，是胺 的官能团; 胺按烃基数目分伯、仲、叔、季胺; 按烃基类型分脂肪胺和芳香胺； 胺类化合物的结构与立体异构； 脂肪胺 N 原子一 般为 sp3 杂化 转180o 对映关系 但无手性 快速翻转 25kJ/mol 手性手性 中心中心 手性手性 中心中心 手性手性 中心中心 手性胺或手性季铵盐 胺的命名： 简单的胺命名为: 烃基 + 胺； 芳香族仲胺或叔胺, 用N指示位置； 复杂的胺按IUPAC命名法, 把胺基当作 取代基; 12II-2 胺的物理性质 胺能与水形成氢键, 在水等质子溶剂中 溶解性较大; N-H氢键不如O-H的氢键强, 所以胺的 沸点较相应的醇低, 而叔鞍由于没有氢 作用, 其沸点甚至于接近烷烃; 胺一般有特殊的气味, 1,4-丁二胺又名 腐胺, 1,5-戊二胺又名尸胺； 芳香胺极具毒性, 某些有致癌作用； 12II-3 胺的化学性质 12II-3.1 胺结构分析； 有碱性 有亲核性 可被氧化剂氧化 有未共用电子对 有活泼氢 可被强碱夺取 可被氧化剂氧化 12II-3.2 胺的碱性 碱性强弱：脂肪胺 氨 芳香胺； 伯胺 仲胺 叔胺； 芳胺的p-共轭造成: CN键缩短(1.40比正常1.47短); 氮的碱性及亲核性降低, 芳环的亲电取 代活性增强; 芳胺的p-共轭的实验数据证明: 12II-3.3 胺的氧化； 胺容易被氧化，脂肪伯、仲胺及芳香 胺的氧化产物很复杂，叔胺与过氧化氢 在室温放置得氧化胺； 12II-3.4 胺的烷基化(alkylation)； 胺上的氢被烷基取代的反应称为胺的 烷基化； 季铵盐 胺或氨的烷基化是连串反应 12II-3.5 胺的酰化(acylation):产物酰胺 常用酰卤和酸酐: 12II-3.6 胺的磺酰化(sulfonylation)； 常用苯磺酰氯及其衍生物: 磺酰胺的制备及性质 Hinsberg试验用于分离和鉴定胺的类型 12II-3.7 胺与亚硝酸的反应； 伯胺与亚硝酸的反应； 伯胺与亚硝酸的反应机理: 芳香族伯胺与亚硝酸的反应: 重氮盐及其在合成上的应用 仲胺与亚硝酸的反应, 产物为N-亚硝基 胺; 脂肪族叔胺与亚硝酸只能起酸碱中和 反应，产物为盐; 芳香族叔胺能在苯环引入亚硝基； 12II-3.8 芳香胺的亲电取代反应； 氨基活化苯环，亲电取代易于进行； 12III 偶氮化合物及染料 12III-1 偶联反应； 重氮化合物与含活化基的芳香烃进行 的生成偶氮化合物的反应称偶联反应； 重氮盐与酚的偶联: 重氮盐与芳香叔胺偶联: 12III-1 物质的颜色与结构的关系； 可见光波长400800nm, 高为红外区 域, 低为紫外及X射线区域; 物质颜色： 如果物质吸收光波波长在可见光区域 之外，则物质呈无色； 如果物质吸收光波波长在可见光区域 之内，则物质有色，其呈现的颜色是该 物质吸收光波的互补色光； 光波互补色关系见课本p223； 有机物结构与颜色的关系： 含-键的有机化合物吸收的光波能量 较大，一般在紫外区域，所以该类物质 一般无色； 含-键的有机化合物所吸收的光波一 般在紫外及可见区域，该类化合物可能 有色； 把结构中造成有机物能在可见区域有 吸收的基团称为生色团或生色基； 一些含孤电子对的基团，本身吸收在 紫外区域，但它们能造成生色基的吸收 红移，因此称之为助色团； 部分生色团 部分助色团 重氮化合物与染