有机化学含氮化合物

关于有机化学含氮化合物的思维导图。图中包含硝基化合物、重氮和偶氮化合物、尿素的化学性质了等内容。

含氮有机化合物

• 胺
  • 分类
    • 根据与氮原子直接相连的烃基数目分类
      • 伯胺
      • 仲胺
      • 叔胺
      • 季铵
      • 伯仲叔胺以N原子上所连烃基数目来分类；伯仲叔醇以羟基所连C的种类的区分
    • 氮原子所连烃基种类不同
      • 脂肪胺
      • 芳香胺
  • 命名
    • 区分“胺”、“氨”、“铵”
      • 胺：表示母体(胺类化合物母体)
      • 氨：表示氨气、各类氨基(—NR2)
      • 铵：表示季铵(季铵盐、季铵碱)
    • 简单胺的命名：“胺”作母体，在“胺”字前面加上烃基的名称和数目
    • 当N原子上连有多个取代基时，将简单的基团作为取代基对待，并指明取代基位置
    • 复杂胺是以烃作为母体，把氨基作为取代基
    • 季铵盐(碱)的命名与无机化合物铵盐的命名相似
  • 结构
    • 氨和胺的N原子为SP3不等性杂化，一个SP3杂化轨道被一对未共用电子对所占据
    • 胺分子呈棱柱形，N在锥顶
    • 当N上连有3中不同取代基时，分子理论上应有手性，但由于两种构型易相互转化而没有手性
    • 上述情况的季铵盐(碱)有手性
  • 性质
    • 物理性质
      • 胺类化合物沸点大于相应的烃和醚，小于醇和酸
      • 氮原子数相同的胺，沸点：伯胺＞仲胺＞叔胺
      • 低级脂肪胺可溶于水
    • 化学性质
      • 胺的碱性
        • 碱性影响因素
          • N原子上所连取代基的电性
          • 质子进攻N原子孤电子对的位阻
          • N—连芳环使胺的碱性减弱(构成p-π共轭效应)
          • 胺碱性强弱排序
            • 脂肪族仲胺＞脂肪族伯胺＞脂肪族叔胺＞氨＞芳香族伯胺＞芳香族仲胺＞芳香族叔胺
        • 季铵碱和NaOH的碱性类似，其制备方法时从季铵盐和氢氧化银得来
      • 胺的烷基化
        • NH3与卤代烃的取代通常可得到伯、仲、叔胺和季铵盐的混合物
      • 胺的酰基化
        • 与酰氯、酸酐、羧酸反应
          • 所生成的酰胺水解成酸和胺
          • 酰胺可用于氨基(胺)的保护
      • 胺的磺酰化(Hinsbreg反应)
        • 用于分离、鉴定不同类型的胺
      • 和亚硝酸反应
        • 伯胺反应
          • 脂肪族伯胺
          • 芳香族伯胺
        • 仲胺反应
          • 脂肪族仲胺
          • 芳香族仲胺
        • 叔胺反应
          • 脂肪族叔胺
          • 芳香族叔胺
        • 反应现象不同，可用于区别三种胺
      • 苯环上的亲电取代反应
        • 卤代
          • 与溴水反应立即生成白色沉淀
        • 硝化
          • 若先转变为硫酸氢盐再硝化，则在间位硝化
        • 磺化
• 酰胺的化学性质
  • 酰胺水解成酸和胺(用于氨基的保护)
  • 酰亚胺的酸性
  • 霍夫曼降解反应
• 尿素的化学性质
  • 尿素的碱性：与硝酸、草酸生成不溶性盐
  • 水解反应
  • 与亚硝酸作用放出氮气
  • 二缩脲反应
    • 分子中含两个酰胺键的化合物都可与铜离子显紫色
• 重氮和偶氮化合物
  • 简介
    • 重氮：只有一端和C相连，是盐类；氮氮三键
    • 偶氮：两端均和C相连，不是盐，氮氮双键
  • 化学性质
    • 重氮盐的反应
      • 与H2O
      • 与KX
      • 与CuX
      • 与H3PO4或EtOH或NaBH4
    • 偶联反应
      • 重氮盐和酚或芳香胺发生偶联反应，得到偶氮化合物
      • 如果羟基或氨基的对位有其他取代基时，则偶联反应发生在邻位
      • 反应条件
        • 与酚：在弱碱性溶液中
        • 与芳香叔胺：在中性或弱酸性溶液中
• 硝基化合物
  • 命名
    • 硝基作为取代基出现，其优先次序低于烃基和卤素
  • 结构
    • 硝基中两个氮氧键完全等同
    • 硝基中两个氧各提供1个电子，氮提供两个电子，构成四电子三原子的p-π共轭体系
  • 性质
    • 物理性质
      • 密度一般大于1，不溶于水，溶于有机溶剂和浓硫酸
      • 有毒，能通过皮肤吸收
      • 通常硝基化合物有特殊气味——苦或香
    • 化学性质
      • 硝基化合物的酸性
        • 酸性强于苯酚
          • 原因
            • 硝基是强吸电子基团
            • 存在类似酮式-烯醇式互变异构
              • 无α-H时不产生互变异构，无酸性
              • 硝基式和酸式互变异构可逆，加入强碱，碱与酸式反应生成相应的盐
      • 硝基还原
        • 催化加氢
        • 金属(Fe、Sn、Zn)与盐酸体系还原
      • 硝基化合物对苯环电子性的影响
        • 苦味酸的酸性强于碳酸