《高中化学竞赛第一讲：含氮化合物

1、含氮化合物含氮化合物设计制作：隽桂才名称结构式名称结构式氨NH3胺RNH2，ArNH2R2NH (Ar)2NHR3N (Ar)3N氢氧化铵NH4OH季铵碱R4N+OH-铵盐NH4Cl季铵盐R4N+Cl-硝酸HO-NO2硝基化合物 R-NO2 Ar-NO2亚硝酸HO-NO亚硝基化合物 R-NO Ar-NO设计制作：隽桂才由硝酸和亚硝酸可以导出四类含氮的有机物，即由硝酸和亚硝酸可以导出四类含氮的有机物，即硝酸酯硝酸酯、亚硝酸酯亚硝酸酯、硝基化合物硝基化合物和和亚硝基化合物亚硝基化合物HONO2RONO2NO2HONRORONONOR硝酸硝酸 硝酸酯硝酸酯 硝基化合物硝基化合物亚硝酸亚硝酸 亚硝酸酯

2、亚硝酸酯 亚硝基化合物亚硝基化合物硝基化合物硝基化合物设计制作：隽桂才 一一 命名命名1 硝酸酯硝酸酯和和亚硝酸酯亚硝酸酯的命名与有机酸酯的命名相同，如的命名与有机酸酯的命名相同，如CH3ONO2CH2CH2ONO硝酸甲酯硝酸甲酯 亚硝酸乙酯亚硝酸乙酯2 硝基硝基和和亚硝基化合物亚硝基化合物中将硝基和亚硝基看作为取代基中将硝基和亚硝基看作为取代基CH3NO2NO2CH3CH3NO硝基甲烷硝基甲烷 邻硝基甲苯邻硝基甲苯 对亚硝基甲苯对亚硝基甲苯设计制作：隽桂才硝酸酯和芳香多硝基化合物都有爆炸性，常硝酸酯和芳香多硝基化合物都有爆炸性，常被用做炸药，如被用做炸药，如CH2ONO2CHONO2CH2O

3、NO2CH3NO2NO2O2N三硝基甘油酯三硝基甘油酯 2，4，6-三硝基甲三硝基甲苯苯 （TNT）设计制作：隽桂才二二 物理性质物理性质颜色颜色多为淡黄色多为淡黄色沸点沸点比相应的卤代烃高比相应的卤代烃高, 常温下为高沸点常温下为高沸点的液体或结晶固体的液体或结晶固体溶解性溶解性不溶于水不溶于水,易溶于有机溶剂易溶于有机溶剂,液体的液体的硝基化合物是有机化合物的良好的溶剂硝基化合物是有机化合物的良好的溶剂但是因为硝基化合物有毒性但是因为硝基化合物有毒性,可透过皮肤被可透过皮肤被机体吸收机体吸收,生产上很少采用它，例如硝基苯有生产上很少采用它，例如硝基苯有剧毒；剧毒；多硝基化合物有爆炸性多硝基

4、化合物有爆炸性, 如如2,4,6-三三硝基甲苯硝基甲苯(TNT)为烈性炸为烈性炸 设计制作：隽桂才三三 化学性质化学性质1 还原还原NO2Fe,HClNH22 脂肪族硝基化合物的酸性脂肪族硝基化合物的酸性硝基为吸电子基团，脂肪族硝基化合物中的硝基为吸电子基团，脂肪族硝基化合物中的 -氢原子氢原子很活泼，显弱酸性，可与碱作用生成盐从而溶于碱中很活泼，显弱酸性，可与碱作用生成盐从而溶于碱中RCH2NOORCHNOOHRCH2NO2NaOHRCHNO2Na+OH2+-+设计制作：隽桂才3 硝基对芳环上邻、对位基团的影响硝基对芳环上邻、对位基团的影响 （1）对邻、对位上卤原子的影响）对邻、对位上卤原子

5、的影响ClNO2NO2OH2Na2CO3OHNO2NO2ClH+ClOH2OH+高温高压催化剂设计制作：隽桂才（2） 对酚的酸性的影响对酚的酸性的影响(比较下列化合物的酸性比较下列化合物的酸性)NO2OHNO2OHOHNO2NO2OH设计制作：隽桂才 一分类一分类根据胺中烃基数目分为伯胺、仲胺和叔胺，及根据胺中烃基数目分为伯胺、仲胺和叔胺，及季铵碱和季铵盐季铵碱和季铵盐RNH2R3NR2NHArNH2Ar2NH2Ar3NR4N OHR4N Cl()()+ 伯胺伯胺(一级胺一级胺) 仲胺仲胺(二级胺二级胺) 叔胺叔胺(三级胺三级胺) 季铵碱季铵碱 季铵盐季铵盐 胺胺设计制作：隽桂才氮原子与脂肪烃

6、基相连的是氮原子与脂肪烃基相连的是脂肪胺脂肪胺(R-NH2)，与，与芳香环直接相连的为芳香环直接相连的为芳香胺芳香胺(Ar-NH2) 按照分子中所含氨基的数目，有一元、二元或按照分子中所含氨基的数目，有一元、二元或多元胺多元胺注意注意 “氨氨”、“胺胺”、“铵铵”字的用法，在表字的用法，在表示示基基时，如氨基、亚氨基，用时，如氨基、亚氨基，用“氨氨”；表示；表示NH3的烃基衍生物时，用的烃基衍生物时，用“胺胺”；而季铵类化合物则；而季铵类化合物则用用“铵铵”。-NH2（氨基）、（氨基）、-NH-（亚氨基）（亚氨基）设计制作：隽桂才(CH3CH2)2NH CH3CH2NHCH3NCH3NCH3C

7、H3课堂练习课堂练习:指明下列化合物属于哪类胺指明下列化合物属于哪类胺(按按烃基数目分烃基数目分)设计制作：隽桂才二二 结构结构 最外层电子最外层电子sp3杂化，一对未共用电子对占据一个杂化轨道，三个杂化，一对未共用电子对占据一个杂化轨道，三个未成对的电子各占据一个杂化轨道。未成对的电子各占据一个杂化轨道。CH3HHN.设计制作：隽桂才三三 命名命名1 简单胺的命名简单胺的命名由烃基来命名，多烃基时简单的写在前，相同烃基表示出其数目由烃基来命名，多烃基时简单的写在前，相同烃基表示出其数目CH3NH2CH3CH2NH2H2NCH2CH2NH2CH3NHCH3CH3NHC2H5CH3NCH3NH2

8、NH2CH3CH3NH甲 胺 乙 胺 苯 胺 对 甲 苯 胺 乙 二胺 二甲 胺 甲 乙 胺三甲 胺 二苯 胺 设计制作：隽桂才2 芳香仲胺与叔胺在基团前加芳香仲胺与叔胺在基团前加“N”字字NHCH3NN(CH3)2C2H5CH3N- -甲基苯胺甲基苯胺 N- -甲基甲基- -N- -乙基苯胺乙基苯胺 N, ,N- -二甲基苯胺二甲基苯胺 3 系统命名系统命名将氨基作为取代基，季铵类化合物命名与铵盐相似将氨基作为取代基，季铵类化合物命名与铵盐相似CH3CH2CH2CHCH3(CH3)4N OHNH2COOHNH2CH3CH3CH2CH3CH3Cl2-氨基戊 烷对 氨基苯 甲 酸氢 氧 化四 甲

9、 铵 N+氯 化三甲 基乙 基铵 设计制作：隽桂才课堂练习课堂练习: 命名下列化合物命名下列化合物CCH3CH3NH2CH3NH2NH2NH2NH2CH3CH3N(CH2CH3)24-二乙基胺二乙基胺-2-甲基戊烷甲基戊烷1,4-丁二胺丁二胺4,4-二甲基环已胺二甲基环已胺环已胺环已胺叔丁胺叔丁胺设计制作：隽桂才四四 物理性质物理性质伯胺和仲胺与分子量相近的醇沸点相近，叔伯胺和仲胺与分子量相近的醇沸点相近，叔胺和分子量相近的烷烃相近。胺和分子量相近的烷烃相近。易溶于水，有易溶于水，有不愉快气味甚至是臭味不愉快气味甚至是臭味, ,芳香胺极毒芳香胺极毒NH2(CH2)4NH2NH2(CH2)5NH

10、2NH2NH21,4-丁二胺丁二胺(腐胺腐胺) 1,5-戊二胺戊二胺(腐胺腐胺) 联苯胺联苯胺 设计制作：隽桂才五五 化学性质化学性质1 碱性碱性 胺上未共用电子对能接受质子，显示碱胺上未共用电子对能接受质子，显示碱性性NH3HOHNH4RNH2RNH2HOHOHOHH+.NCH3CH3CH3sp3 hybridized设计制作：隽桂才结论结论 仲胺仲胺叔胺叔胺伯胺伯胺氨水氨水芳香胺芳香胺 酰胺酰胺 叔胺例外，体积效应和电子效应。叔胺例外，体积效应和电子效应。 RNH2RNHRNRRRNH3伯胺伯胺 仲胺仲胺 叔胺叔胺 氨氨NH2苯胺苯胺碱性强弱比较碱性强弱比较ONH2RC酰胺酰胺设计制作：隽

11、桂才课堂作业课堂作业 比较下列化合物的碱性比较下列化合物的碱性a 环己胺环己胺 b 苯胺苯胺 c 对甲苯胺对甲苯胺d 对硝基苯胺对硝基苯胺 e 苄胺苄胺aecbd设计制作：隽桂才R4N ClAgOHR4N OHAgCl+-R4N OHR4N Cl+HCl+H2OR4N ClNa OHR4NOHNaCl+季铵盐季铵盐季铵碱季铵碱季铵碱季铵碱胺盐、铵盐的形成与及强碱季铵碱的性质胺盐、铵盐的形成与及强碱季铵碱的性质RNH2RNH3 ClRNH2NaClNaOH+HCl+H2胺盐胺盐设计制作：隽桂才烷基化烷基化胺和卤代烃反应，脱掉一分子卤化氢胺和卤代烃反应，脱掉一分子卤化氢CH3CH2NH2CH3CH

12、2I(CH3CH2)2NH HI+.(CH3CH2)2NHCH3CH2I(CH3CH2)3N HI+.(CH3CH2)3NCH3CH2I(CH3CH2)4N HI+.伯胺仲胺伯胺仲胺仲胺叔胺仲胺叔胺叔胺季铵盐叔胺季铵盐设计制作：隽桂才 氧化氧化 胺比较容易氧化，用过氧化氢即可使脂胺比较容易氧化，用过氧化氢即可使脂肪伯胺及仲胺氧化，分别得到肟或羟胺。叔胺氧化肪伯胺及仲胺氧化，分别得到肟或羟胺。叔胺氧化得氧化胺。芳胺更易被氧化，产物复杂得氧化胺。芳胺更易被氧化，产物复杂R-CH2NH2H2O2RCH=N-OHR2NHH2O2R2N-OH(CH3)3NH2O2(CH3)3N-O肟肟羟胺羟胺氧化三甲胺

13、氧化三甲胺设计制作：隽桂才R2NHClROROR2NC+C酰基化酰基化伯胺和仲胺分子中氮上的氢可以伯胺和仲胺分子中氮上的氢可以被酰基取代被酰基取代RNHHClRORORNHC+CNH2HClRORONH2C+C氨解氨解伯胺伯胺仲胺仲胺设计制作：隽桂才酰胺在酸或碱的催化下，又可水解为原来的胺，用胺在酸或碱的催化下，又可水解为原来的胺，用于于保护氨基保护氨基 NH2NHCOCH3NHCOCH3NO2NH2NO2CH3COClHNO3H+OHH2Oor例由苯胺合成对硝基苯胺例由苯胺合成对硝基苯胺设计制作：隽桂才SO2ClSO2ClCH3RNH2R2NHSO2NHRSO2NR2CH3+ 磺酰化磺酰化伯

14、胺和仲胺氮原子上的氢可以被伯胺和仲胺氮原子上的氢可以被磺酰基取代磺酰基取代苯磺酰氯苯磺酰胺苯磺酰氯苯磺酰胺对甲苯磺酰氯对甲苯磺酰胺对甲苯磺酰氯对甲苯磺酰胺SO2ClR3N+设计制作：隽桂才RNHSO2NaOHRNSO2NaCH3SO2NR2NaOHRNSO2NaRNSO2HRNH2H+酸 化苯磺酰胺钠盐酸化后，又可水解为原来胺苯磺酰胺钠盐酸化后，又可水解为原来胺欣斯堡（欣斯堡（Hinsberg反应）反应）利用此反应可用来分离和鉴别伯、仲、叔胺利用此反应可用来分离和鉴别伯、仲、叔胺设计制作：隽桂才与亚硝酸的作用与亚硝酸的作用(1)(1)伯胺伯胺 与脂肪伯胺反应产物为醇和烯烃混与脂肪伯胺反应产物为

15、醇和烯烃混合物，芳香伯胺产物为重氮盐合物，芳香伯胺产物为重氮盐CH2NH2HNO2RCH2OHRRCHCH2N2+ H2O课堂练习：课堂练习：N-甲基苯胺中混有少量苯胺和甲基苯胺中混有少量苯胺和N，N-二甲苯胺，怎样将二甲苯胺，怎样将N-甲基苯胺提纯甲基苯胺提纯NH3 ClHNO2H+N2 Cl+0-5 0C+2H2O+重氮盐重氮盐+设计制作：隽桂才芳香重氮盐很活泼芳香重氮盐很活泼N2 C lOH2H3P O2OH2C u XC u C NO HXC N+-设计制作：隽桂才N2 ClHO3SN(CH3)2N NN(CH3)2HO3S+甲 基橙( 黄 色 )偶 氮化合 物 偶联反应偶联反应N2 ClOHCH3+5-甲基甲基-2-羟基偶氮苯羟基偶氮苯NNOHCH3设计制作：隽桂才(3) 叔胺叔胺