有机含氮化合物

有机含氮化合物的导图笔记，知识点有硝基化合物、重氮化合物、偶氮化合物、季铵盐和季铵碱、胺（分类、命名、结构、化学性质）。

有机含氮化合物

• 胺
  • 分类
    • 伯胺（氮原子上连有一个烃基）
    • 仲胺（氮原子上连有两个烃基）
    • 叔胺（氮原子上连有三个烃基）
  • 命名：在胺前面加上烃基名字，简单烃基在前复杂烃基在后
  • 结构：N原子不等性sp3杂化
  • 化学性质
    • 碱性（胺分子中N原子的未共用电子对与水中质子结合，使OH-浓度增加，水溶液中呈碱性）
      • 脂肪胺的碱性
        • 气态时（只有烷基的给电子效应）：叔胺>仲胺>伯胺
        • 在水溶液中（电子效应和溶剂化效应）：仲胺>伯胺>叔胺
        • 综合作用：仲胺>伯胺>叔胺
      • 芳胺的碱性：伯胺>仲胺>叔胺
      • 季胺碱>脂肪碱>氨>芳香胺
    • 烷基化反应
      • N上存在孤对电子，有明显的亲核性一般按照SN2反应历程进行
    • 酰基化和磺基化反应
      • 酰基化反应
        • 伯胺或仲胺与酰化试剂（酰卤、酸酐）反应生成N-取代酰胺
      • 磺基化反应（兴斯堡反应）
        • 胺与磺酰化试剂（常用苯磺酰氯、对甲基苯磺酰氯）反应生成磺酰胺
    • 与醛、酮反应
      • 伯胺与羰基化合物生成含C=N键的化合物，被称为席夫碱（席夫碱水解可以得到原来的胺和醛，可以用来保护氨基和醛基）
    • 与亚硝酸反应
      • 脂肪胺
        • 伯胺：先生成重氮盐，重氮盐立马分解，定量放出氮气
        • 仲胺：生成黄色油状或固体的N-亚硝基化合物
        • 叔胺：脂肪叔胺上没有氢，在同样条件下不发生类似反应，只能生成不稳定的亚硝酸盐
      • 芳香胺
        • 伯胺：低温强酸的水溶液中生成重氮盐，低温条件下稳定不分解，温度升高会分解释放氮气
        • 仲胺：生成 性质稳定的N-亚硝基胺
        • 叔胺：亚硝化发生在芳环上，许多亚硝基化合物都有明显的颜色，可用于鉴别芳香族叔胺
• 季铵盐和季铵碱
  • 季铵盐
    • 制法：叔胺和卤代烷作用生成季铵盐
  • 季铵碱
    • 制法：季铵盐与氢氧化银作用
    • 性质
      • 强碱性：碱性与NaOH相近，易潮解，易溶于水
      • 化学特性反应：加热分解反应
• 重氮和偶氮化合物
  • 取代反应
    • 被羟基取代（水解反应）
    • 被氢原子取代（去氨基反应）
  • 还原反应
    • 重氮盐可被氯化亚锡、锡和盐酸、锌和乙酸还原成苯肼
  • 偶联反应（亲电取代反应）
    • 重氮盐与芳伯胺或酚类化合物作用，生成颜色鲜艳的偶氮化合物
• 硝基化合物
  • 分类
    • 脂肪族硝基化合物
    • 芳香族硝基化合物
    • 脂环族硝基化合物
    • 一硝基化合物、多硝基化合物
  • 命名：烃为母体，硝基为取代基
  • 结构：p-Π共轭体系
  • 化学性质
    • 酸性
      • 硝基为强吸电子基，α-H被激活，具有一定酸性
    • 与羰基化合物缩合
    • 还原反应
      • 硝基化合物在酸性条件下可以用Fe、Zn、Sn来还原
      • 硝基苯在酸性条件下用Zn、Fe为还原剂，最终产物是伯胺
      • 使用含硫的还原剂可以还原单个硝基
    • 芳环上的亲核取代
      • 容易直接发生亲电取代
      • 直接亲核取代困难，但环上有强吸电子基硝基时，反应变容易，且邻对位数量越多该影响越明显（具备叠加效应）
    • 使酚的酸性增强