第十一章含氮有机化合物（课件）《有机化学》第一课时同步教学（化学工业出版社第4版）

第十一章 含氮有机化合物 11.1硝基化合物 11.2胺的分类、命名法和结构 11.3胺的制法 11.4胺的物理性质 11.5胺的化学性质 有机化学 分子内含有C-N键的有机化合物称为含氮化合物。它的种类很多。 结构特征是含有： C-N N-N N-O C=N N=N N=O C≡N N≡N N-H 第十一章 含氮有机化合物 有机化学 11.1硝基化合物 硝基化合物的概念和命名： 烃分子中的氢原子被硝基(-NO2)取代的化合物称为硝基化合物。 通式：R-NO2 Ar-NO2 硝基化合物命名时,是以烃为母体,硝基为取代基。 有机化学 11.1硝基化合物 CH3NO2 NO2 CH3-CH-CH3 NO2 Cl NO2 NO2 CH3 硝基甲烷 2-硝基丙烷 间硝基氯苯 硝基苯 对硝基甲苯 例如： 有机化学 R N O O R N O O R N O O · · ‥ 11.1硝基化合物 11.1.1硝基的结构 价键理论认为 （由一个N=O和一个N→O配 位键组成）物理测试表明，两个N—O键键长相等（0.122nm），O-N-O键角127° ——这说明硝基为—P-π共轭体系，N原子是以sp2杂化轨道成键的，其结构表示如下： 有机化学 11.1硝基化合物 11.1.2芳香族硝基化合物的制法 芳香族硝基化合物一般可在芳环上直接硝化而制得。常用混酸作催化剂。 例如: NO2 NO2 CH3 HNO3,H2SO4 30℃ CH3 CH3 + (34%) (63%) 有机化学 11.1硝基化合物 11.1.2芳香族硝基化合物的制法 例如: Cl NO2 NO2 HNO3,H2SO4 100-110℃ + Cl Cl 有机化学 11.1硝基化合物 11.1.3硝基化合物的性质 1.物理性质 低级硝基烷微溶于水，其它不溶于水，但能溶解油 脂、纤维素和许多合成树脂； 芳香族一硝基化合物是无色或淡黄色的液体或固体，多硝基化合物则为黄色固体，易于爆炸，常做炸药（如TNT、苦味酸）；有的芳香族多硝基化合物有香味，用做香料或定香剂。 有机化学 11.1硝基化合物 11.1.3硝基化合物的性质 1.物理性质 硝基化合物的密度都大于1； 硝基化合物均有毒，皮肤接触或吸入蒸气，通过血红素作用引起中毒。 有机化学 11.1硝基化合物 11.1.3硝基化合物的性质 2.化学性质 (1)还原反应 硝基化合物还原的最终产物是相应的胺。 ArNO2 或 RNO2 ArNH2 或 RNH2 还原 芳香胺 脂肪胺 主要讨论芳香族硝基化合物的还原反应。 常用还原方法有催化加氢、化学还原剂方法等。 有机化学 11.1硝基化合物 NH2 H2,硫化镍 300-475℃ NO2 NH2 H2,Cu 270-350℃,0.2-1MPa NO2 (90%-95%) 11.1.3硝基化合物的性质 2.化学性质 (2)还原反应 –催化加氢 苯胺 工业生产苯胺的方法 有机化学 11.1硝基化合物 NO2 NH2 H2,Pt NHCOCH3 C2H5OH NHCOCH3 11.1.3硝基化合物的性质 2.化学性质 (2)还原反应 –催化加氢 催化加氢是在中性条件下进行的, 因此对于带有酸性或碱性条件下水解的基团的化合物可用此法。 例如: 酰胺易水解 有机化学 11.1硝基化合物 CH3 NO2 NO2 Fe + HCl 乙醇 CH3 NH2 NH2 (74%) 11.1.3硝基化合物的性质 2.化学性质 (2)还原反应 (a)金属加酸性介质 有机化学 11.1硝基化合物 NO2 Zn + HCl 乙醇 NH2 11.1.3硝基化合物的性质 2.化学性质 (2)还原反应 (a)金属加酸性介质 CHO NO2 Sn+ HCl CHO NH2 有机化学 14.1硝基化合物 14.1.3硝基化合物的性质 2.化学性质 (2)还原反应 –氢化铝锂还原 氢化铝锂是很强的还原剂,它能还原羰基、羧基、酯基、酰胺、硝基、氰基等,但不能还原碳碳双键和碳碳三键。 有机化学 11.1硝基化合物 CH2=CH-CH2 ①LiAlH4,干醚 ②H2O NO2 CH2=CH-CH2 NH2 11.1.3硝基化合物的性质 2.化学性质 (2)还原反应 –氢化铝锂还原 有机化学 11.1硝基化合物 11.1.3硝基化合物的性质 2.化学性质 (3)苯环上的取代反应 硝基是间位定位基。由于硝基的强拉电子诱导效应和共轭效应,使苯环上的电子云密度大大下降,亲电取代比苯困难,以至于不能与较弱的亲电试剂发生反应,如硝基苯不发生傅氏反应。 有机化学 11.1硝