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含氮化合物1
这是一篇关于 含氮化合物1的思维导图。
编辑于2022-03-02 10:15:26- 医用有机化学详细版
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10.含氮化合物
10.1硝基化合物
硝基化合物
烃分子中含一个或多个硝基(-NO2)
命名
硝基作为取代基出现，其优先顺序低于烷基和卤素
结构
硝基中两个氮氧双键是完全等同的
硝基中两个氧原子各提供一个电子，一个氮原子提供两个两个电子形成一个四电子三原子的p-π共轭体系
物理性质
密度一般大于1，不溶于水，溶于有机溶剂或浓硫酸
有毒，能够通过皮肤吸收
一些硝基化合物有特殊气味---苦或香
化学性质
酸性
硝基乙烷酸性强于苯酚
原因：
存在类似于酮式-烯醇式互变异构
硝基是强的吸电子基团
硝基还原
还原法：催化加氢，金属(FE、Sn、Zn)与盐酸体系还原
硝基使酚酸性增强
吸电子的硝基增加了羟基中氢解离成质子的能力
10.2胺简介及命名
胺简介
胺是氨气(NH3)分子中的氢原子或全部烃基取代后的化合物
胺的分类
根据与氮原子直接相连烃基分类：
伯胺：RNH2
仲胺：R2NH
叔胺：R3N
季铵：R4N+
以N来区分，而伯仲叔醇以羟基所连C来区分
根据与氮原子连接烃基种类分类：
脂肪胺：
芳香胺：
胺的命名
胺：表示母体
氨：表示各类氨基(-NR2)、氨气
铵：表示季铵(季铵盐、季铵碱)
简单胺的命名：胺作母体，在胺字前面加上烷基的名称和数目
当N有多个取代基时，可将简单的基团作为取代基对待，并指明取代基位置
复杂胺以烃作为母体，把氨基作为取代基
季铵盐(碱)的命名与铵盐类似
胺的物理性质
胺类沸点大于相应的烃和醚，小于醇和酸(形成氢键能力)
胺可形成氢键
O比N形成氢键能力强
碳原子数相同胺，沸点：
伯胺>仲胺>叔胺
N所连H多，形成氢键能力更强
低级的脂肪胺可溶于水：
与水形成氢键
胺的结构
结构(1)
氨和胺N不等性杂化，一个SP3杂化轨道被一对未共用电子对所占据
胺分子呈棱锥形，N在锥顶
结构(2)
N为SP3不等性杂化，当N连有三种不同取代基时，分子应有手性，但由于两种构型易互化而没有手性
季铵盐具有手性
10.3胺的碱性及烃基化
胺的碱性
胺N(SP3)上有孤对电子，可接受质子，呈碱性
碱性影响因素：
N上所连取代基的电性
N-所连烷基使碱性增加，质子进攻的空间阻力也增加
脂肪族仲胺>脂肪族伯胺>脂肪族叔胺>氨
N-连芳环使胺碱性减弱
N原子存在孤对电子，但与苯环形成P-π共轭，从而使孤对电子向苯环转移
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
季铵盐：
季铵碱和NaOH碱性类似，其制备方法是从季铵盐和氢氧化银得来
胺的烷基化
胺作为亲核试剂，可以和卤代烃发生亲核取代
NH3与卤代烃的取代通常得到伯、仲、叔胺和季铵盐的混合物
亲核取代：
10.7酰胺
酰胺水解成酸和胺
可以用于氨基(胺)的保护
酰亚胺的酸性：
受氧原子吸电子影响，N-H含有酸性
霍夫曼降解：
用卤素的碱溶液处理含伯氨基的酰胺时，酰胺失去羰基，生成比酰胺少一个碳原子的伯胺
由CH3CH2CN合成CH3CH2NH2
二缩脲反应：
分子含两个酰胺键的化合物都可与铜离子显紫色(络合物)
蛋白质多肽多还有二缩脲结构
10.6重氮、偶氮化合物
分子中都含N2基团，根据结构不同，分为：
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
重氮盐的反应：
偶氮化合物(染料)的制备：
形成大的共轭体系，能量降低，可以吸收可见光，呈现有色
10.5胺与亚硝酸反应及苯环上的亲电取代
与亚硝酸反应
伯胺反应
脂肪属伯胺
芳香族伯胺
共轭作用使芳基重氮盐水溶液相对稳定，有合成意义
仲胺反应
脂肪族仲胺
芳香族仲胺(有毒)
叔胺反应
脂肪族叔胺
芳香族叔胺
苯环上的亲电取代
卤代
苯胺(供电子基团)和溴水反应立即生成白色三溴苯胺沉淀
酰苯胺和溴水反应(酰基为吸电子但N原子与苯环直接相连给电子能力减弱)
硝化
苯胺不宜直接硝化，若先转变成硫酸氢盐再硝化，则在间位硝化
胺类化合物容易被氧化，需要先进行保护
形成铵盐后，铵盐是吸电子基团所以在间位
磺化
苯胺和浓硫酸反应，先得到硫酸氢盐，加热脱水生成对氨基苯磺酸
10.4胺的酰基化和磺酰化
胺的酰基化
胺可以与酰基试剂反应，生成酰胺
酰胺特点：
酰胺水解成酸和胺
酰胺可以用于氨基(胺)的保护
胺的磺酰化
碱存在下，伯、仲胺和(对甲)苯磺酰氯反应得到磺酰胺，也称兴斯堡反应
氢离子会存在酸性(磺酰基为比较强的吸电子基团)
氮原子存在氢原子则可以溶于氢氧化钠溶液
关键在于N上是否有氢原子(无氢不反应)
胺类为油状
鉴别：