第十二章-含氮化合物

第十二章含氮化合物有机含氮化合物是指氮原子与碳原子直接相连形成的化合物，包括硝基化合物、亚硝基化合物、胺、重氮化合物、偶氮化合物、腈等。【学习目的与要求】1.掌握有机含氮化合物的命名；2.掌握芳香族硝基化合物的性质，理解硝基对苯环的影响及原因；3.熟练掌握胺的化学性质；4.掌握重氮化合物的制备方法及其在有机合成中的应用；5.理解偶氮化合物的性质。第十二章含氮化合物第一节硝基化合物第二节胺第三节重氮化合物和偶氮化合物第十二章含氮化合物第四节腈第一节硝基化合物

一、芳香族硝基化合物的分类和命名芳香族硝基化合物根据分子中硝基数目的不同可分为一元和多元硝基化合物；或根据与硝基所连接碳原子种类的不同分为伯、仲、叔硝基化合物。

烃分子中的一个或几个氢原子被硝基取代生后的产物

，称为硝基化合物。本节重点学习芳香族硝基化合物的性质。

芳香族硝基化合物的命名通常以芳烃为母体，硝基作为取代基。例如：硝基苯间硝基氯苯2,4-二硝基甲苯间二硝基苯二、芳香族硝基化合物的物理性质芳香族硝基化合物一般为无色或淡黄色的液体或固体，有苦杏仁气味。多硝基化合物多数是黄色晶体。硝基化合物比水重，不溶于水，可溶于有机溶剂。硝基化合物有毒。多硝基化合物通常具有爆炸性，可用作炸药，如1,3,5-三硝基苯、2,4,6-三硝基甲苯等。有的多硝基化合物具有香味，可用作香料，如二甲苯麝香。1,3,5-三硝基苯2,4,6-三硝基甲苯二甲苯麝香（TNB）（TNT）三、芳香族硝基化合物的化学性质1.还原反应选择还原

硝基是间位定位基、强钝化基团。故硝基苯的环上取代反应发生在间位且不能发生傅-克反应。2.芳环上的亲电取代反应四、硝基对苯环上其他基团的影响1．活化卤原子2.使酚的酸性增强

当酚羟基的邻、对位上有硝基时，硝基、苯环和羟基三者形成共轭体系，由于硝基的吸电作用，使酚羟基氧原子上的电子云密度降低，氧负离子的稳定性增强，对氢原子的吸引力减弱，容易变成质子离去，因而使酚的酸性增强，硝基越多，酸性越强。第二节胺

胺可以看作是氨分子被烃基取代后的产物，氨分子中的一个、两个或三个氢原子分别被烃基取代后得到伯胺、仲胺和叔胺。例如：CH3CH2NH2(CH3CH2)2NH(CH3CH2)3N

乙胺（伯胺）二乙胺（仲胺）三乙胺（叔胺）一、胺的分类、构造异构和命名１.胺的分类甲胺（脂肪胺）苯胺（芳香胺）按照胺分子中所连烃基的不同，可将胺分为脂肪胺和芳香胺。例如：季铵盐季铵碱胺盐

第二节胺一、胺的分类、构造异构和命名１.胺的分类乙胺（一元胺）己二胺（二元胺）按照胺分子中氨基数目的不同，可分为一元胺、二元胺和多元胺。例如：还有相当于氢氧化铵和铵盐的化合物，分别称为季铵碱和季铵盐。2.胺的命名(1)简单胺的命名以胺为母体，在烃基名称后面加“胺”字，称为“某胺”。例如：若仲胺或叔胺分子中的氮原子同时连有环基和烷基，命名时烷基作为取代基并在烷基的名称前加符号“N”。例如：当N上所连接的2个或3个烃基相同时，要在取代基前面标明数目；若烃基不同时，按照次序规则将优先基团放在后面。例如：

(2)复杂胺的命名

以烃为母体，氨基及取代氨基作为取代基。例如：

(3)胺盐、季铵盐和季铵碱的命名

与无机盐、无机碱的命名原则相似，在铵字前加上每个烃基的名称。例如：二、胺的物理性质常温常压下，甲胺、二甲胺、三甲胺、乙胺为无色气体，其他胺为液体或固体。低级胺有类似氨的气味，高级胺无味。芳胺有特殊气味且毒性较大，与皮肤接触或吸入其蒸汽都会引起中毒，所以使用时应注意防护。伯胺和仲胺分子中有极性的N-H键，都能形成分子间氢键，所以沸点比相对分子质量相近的烃和醚高，但比醇和羧酸低。在相对分子质量相同的脂肪胺中，伯胺的沸点最高，仲胺次之，叔胺最低。伯、仲、叔胺都能与水分子形成氢键，故低级胺易溶于水，随着相对分子质量的增加，胺的溶解度降低。三、胺的化学性质1.碱性和成盐

(1)弱碱性碱性强弱规律为：脂肪胺＞氨＞芳香胺脂肪胺：仲＞伯＞叔芳香胺：苯胺＞二苯胺＞三苯胺芳胺的碱性强弱顺序为：对甲苯胺＞苯胺＞对氯苯胺＞对硝基苯胺(2)成盐利用这一性质可分离、提纯和鉴别不溶于水的胺类化合物。2.烃基化反应3.酰基化反应

酰基化试剂:酰卤、酸酐或酯

在有机合成中常用酰基化反应来保护氨基。对甲基苯甲酰胺对乙酰氨基苯甲酸对氨基苯甲酸4.磺酰化反应——兴斯堡（Hinsberg）反应

兴斯堡反应可用来分离和鉴别伯、仲、叔胺。5.与亚硝酸反应

重氮化反应(1)脂肪族伯胺的反应

(2)芳香族伯胺的反应(3)仲胺的反应5.与亚硝酸反应

(4)脂肪族叔胺的反应

(5)芳香族叔胺的反应6.芳环上的取代反应

(1)卤化

可用于芳胺的鉴别和定量分析(3)磺化(2)硝化保护氨基

6.芳环上的取代反应

一、重氮化合物和偶氮化合物

第三节重氮化合物和偶氮化合物重氮和偶氮化合物分子中都含有—N2—官能团。其中—N2—基团的一端与烃基相连，另一端与非碳原子相连的化合物，叫做重氮化合物。例如：

氯化重氮苯苯重氮氨基苯氢氧化重氮苯(重氮苯盐酸盐)若—N2—基团的两端都与碳原子相连的化合物称为偶氮化合物。例如：甲基偶氮苯偶氮苯对羟基偶氮苯(对偶氮苯酚)二、重氮化反应

芳伯胺与亚硝酸在低温、强酸溶液中作用生成重氮盐的反应叫做重氮化反应。

三、重氮盐的性质及在有机合成中的应用重氮基被取代的反应⑵被羟基取代⑴被氢原子取代

从芳环上除去硝基或氨基的方法

用于制备不能用其他方法得到酚的合成路线⑶被卤原子取代用于制备用其它方法不易得到的一些芳卤化合物

⑷被氰基取代在苯环上引入羧基的一种方法

(2)偶联反应在一定的条件下，重氮盐与酚或芳胺反应生成偶氮化合物，这个反应称为偶联反应。

2．保留氮的反应(1)还原反应

对二甲氨基偶氮苯（黄色）一、腈的命名

第四节腈腈可以看作是氢氰酸（HCN）分子中的氢原子被烃基取代后的化合物，通式为R—CN或Ar—CN，其中氰基是官能团。习惯命名法：根据腈分子中所含碳原子的数目称为“某腈”。系统命名法：以烃为母体，氰基为取代基，称为“氰基某烃”。乙腈丙烯腈异丁