第九章 有机氮化物（课件）《有机化学》同步教学（化工版）

第九章 有机氮化物 学习目标 掌握有机氮化物的分类和命名 掌握有机氮化物的性质 掌握常用的氮化物制备方法 掌握常用的氮化物鉴别方法 了解有机氮化物在合成中的应用 了解氮化物结构与性质之间的关系 了解石油中的氮化物及对石油加工的影响 目录 9.1 碱性氮化物 9.2 非碱性氮化物 9.1 碱性氮化物 碱性氮化物包括有胺、吡啶、喹啉及其同系物。这些氮化物具有一定碱性，能与强酸形成盐，而溶于酸中，故从油层抽提到酸层。 9.1.1 胺 氨（NH3）分子中氢原子被烃基取代后的衍生物称为胺。-NH2称为氨基，-NH-称为亚氨基。 一、胺的分类和命名 1. 胺的分类 （1）根据氨分子中氢原子被烃基取代的个数分类 氨分子中1个氢原子被烃基取代称为怕胺 氨分子中2个氢原子被烃基取代称为仲胺。 氨分子中3个氢原子被烃基取代称为叔胺。 伯胺、仲胺、叔胺是按氨分子中氢原子被取代的个数分类，与伯醇、仲醇、叔醇分类完全不同。 （2）根据取代烃基的性质分类 根据取代烃基的性质分为脂肪族胺和芳香族胺。 （3）根据分子中氨基的数目分类 分子中只含有一个氨基的胺称为一元胺，分子中含有两个或两个以上氨基的胺称为多元胺。 2．胺的命名 （1）简单胺的命名 根据所连烃基来命名。例如： 氮原子连有2个或3个相同的烃基时．需表示出烃某的数目。例如： 如果所连烃基不同时，则把简单基团写在前面。例如： （2）复杂胺的命名 对于结构比较复杂的胺，把氨基作为取代基，以烃或其他官能团作母体来命名。 （3）芳仲胺和芳叔胺的命名 将连在氮上的基团表示出来，在基团前以“N”表示基团的位置，与连在芳环上的取代基区别开来。例如： 二、胺的物理性质 三、胺的化学性质 1．碱性 胺和氨相似，胺分子中氮原子上有孤对电子能接受质子形成铵离子，故具有碱性。 一般脂肪胺的pKb ＝3～5 ，芳香胺的pKb ＝7～10（氨的pKb ＝4.75）。 2．胺的烃基化反应    胺与卤代烷、醇等反应能在氮原子上引人烃基，称为胺的烃基化反应。此反应可用于工业上生产胺类。 3. 胺的酰基化反应 伯胺、仲胺与酰氯、酸酐、羧酸等反应，氨基上的氢原子被酰基取代，生成N-取代酰胺。这类反应称为胺的酰基化反应。叔胺的氮原子上没有可取代的氢不发生酰基化反应。 4．与亚硝酸反应 5．芳胺环上的取代反应 四、胺的制法 五、重要的胺 9.1.2吡啶 一、来源和应用    　吡啶存在于煤焦油、页岩油和骨焦油中，吡啶衍生物广泛存在于自然界，例如，植物所含的生物碱不少都具有吡啶环结构。吡啶是重要的有机合成原料（如合成药物）、良好的有机溶剂和有机合成催化剂。 二、吡啶的结构 分子式：C5H5N 结构式： 三、吡啶的性质 吡啶为有特殊臭味的无色液体，有毒，空气中允许浓度5ug·g-1。爆炸极限1.80％～12.40％（体积分数）。沸点115.5℃，相对密度0.982，可与水、乙醇、乙醚等任意混溶。本身也是一种良好的溶剂。 1．碱性 吡啶的环外有一对未作用的孤对电子，具有碱性。吡啶的碱性小于氨大于苯胺。 石油加工过程中采用酸洗除掉吡啶和吡啶同系物。即在油品中加人10％稀硫酸，能使吡啶及其同系物生成吡啶硫酸盐，并溶于稀硫酸中，与油品分离。然后，在稀酸中通人氨，则吡啶及其同系物即分离出来。 2．亲电取代反应 3．氧化还原反应 （1）氧化反应 （2）还原反应 吡啶比苯易于加氢，用铂作催化剂在常温常压下生成六氢吡啶，又名哌啶，为无色液体，能与水混溶。它的碱性比吡啶强，性质与脂肪仲胺相似，在有机反应中用作碱性试剂。 在高温、催化剂作用下加氢生成戊烷和氨。石油加工过程中利用加氢反应除去氮化物。 4．亲核取代 由于吡啶环上的电荷密度降低，且分布不均，故可发生亲核取代反应。例如：   　 四、重要吡啶衍生物 9.1.3 喹啉 喹啉存在于煤焦油中，为无色油状液体，放置时逐渐变成黄色，沸点238.05℃，有恶臭味，难溶于水。能与大多数有机溶剂混溶，是一种高沸点溶剂。它具有弱碱性（pKb＝9.1），与强酸可成盐。喹啉的亲电取代反应发生在苯环上，亲核取代反应发生在吡啶环上。氧化时，苯环先被氧化，还原时则吡啶环先被还原。 一、喹啉的合成 喹啉的合成方法有多种，常用的是斯克洛普（Skraup）法。是用苯胺与甘油、浓硫酸及一种氧化剂如硝基苯共热而生成。 二、喹啉的性质 1．取代反应 喹啉是由苯和吡啶稠合而成的，由于吡啶环的电子云密度低于与之并联的苯环，所以喹啉的亲电取代反应发生在电子云密度较