10.2 含氮化合物的性质与鉴定（讲义）-《有机化学实验实训》同步教学（高教版）

含氮化合物的性质与鉴定 1、任务介绍 1）胺的碱性 胺是一类具有碱性的有机化合物。六个碳以下的胺能与水混溶，其水溶液可使pH试纸呈碱性反应，这是检验胺类的简便方法之一，也是鉴定胺类的重要依据。 胺能与无机酸反应生成水溶性的盐，所以不溶于水的胺可溶于强酸溶液中。胺是弱碱，在其盐溶液中加人强碱时，胺又游离出来，利用这一性质，可将胺从混合物中分离出来。 2）酰化反应 胺能与酰氯或酸酐反应生成酰胺。伯胺与苯磺酰氯作用生成的磺酸胺，因氨原子上有酸性氢原子，所以能溶解在氢氧化钠溶液中： 仲胺与苯磺酰氯作用生成的磺酰胺不溶于氢氧化钠溶液，呈沉淀析出： 叔胺分子中，因为氮原子上没有氢原子，不能发生酰化反应。利用这一性质，可鉴别伯、仲、叔三级胺。 3）与亚硝酸的反应 胺类可与亚硝酸发生反应，不同结构的胺反应现象也不相同。脂肪族伯胺与亚硝酸作用生成相应的醇，同时放出氮气： 芳香族伯胺与亚硝酸在低温下作用生成重氮盐，重氮盐与β-萘酚发生偶联反应生成橙红色的染料： 仲胺与亚硝酸作用生成黄色的亚硝基化合物（油状物或固体）： 芳香族叔胺与亚硝酸作用发生环上取代反应，生成绿色沉淀： 脂肪族叔胺与亚硝酸发生酸碱中和反应，生成可溶性的盐，没有明显的现象变化。 胺类与亚硝酸的反应不仅可用作伯、仲、叔胺的鉴别，还可用于区别脂肪族和芳香族伯胺、脂肪族和芳香族叔胺。 4）苯胺的特殊反应 苯胺是重要的芳胺，由于氨基对苯环的影响，具有一些特殊的化学性质。如容易与溴水作用生成2，4，6-三溴苯胺白色沉淀： 此反应灵敏度高，现象明显，可用来鉴定苯胺。苯酚也能发生同样反应，可通过检验酸碱性或用氯化铁溶液加以区别。 苯胺非常容易被氧化，放置日久会被空气中的氧氧化成红棕色。 苯胺与漂白粉作用显紫色，与重铬酸钾的硫酸溶液作用生成黑色的苯胺黑。这些反应都可用来鉴定苯胺。 5）尿素的性质 尿素是碳酸的二酰胺（），具有弱碱性，可与浓硝酸作用，生成硝酸脲，也可与草酸作用生成草酸脲： 硝酸脲和草酸脲都是难溶于水的脲盐，利用这一性质，可将尿素从混合物中分离出来。尿素也能与亚硝酸作用，放出氮气，反应可定量完成，因此常用作尿素含量的测定。 此外，尿素在受热时可发生缩台反应，生成二缩脲： 二缩脲与稀硫酸铜溶液在碱性介质中发生颜色反应，产生紫红色，可用于尿素的鉴定。 2、学习目标 1）知识目标 ①掌握胺的化学反应机理。 ②掌握苯胺的化学反应机理。 ③掌握尿素的化学反应机理。 2）技能目标 ①学会鉴别和检验胺。 ②学会鉴别和检验苯胺。 ③学会鉴别和检验尿素。 3）素养目标 ①具备安全环保意识。 ②具备团结合作精神。 3、仪器设备与药品 1）仪器设备 酒精灯、三角架、石棉网玻璃棒、烧杯、试管、塞子。 2）药品 亚硝酸钠（25％）、饱和尿素、氢氧化钠（10％）、红色石蕊试纸、硫酸（3mol/L） 、饱和草酸、盐酸（6mol/L）、漂白粉、硫酸铜（2％）、甲基苯胺、饱和重铬酸钾、苯磺酰氯、饱和溴水、异戊胺、二乙胺、尿素、苯胺、浓硝酸、N-甲基苯胺、N，N-二甲基苯胺、淀粉-碘化钾试纸、pH试纸、三乙胺、浓盐酸。 4、训练方法 1）胺的碱性 ①在3支试管中各加入1mL蒸馏水，再分别加人2滴异戊胺、二乙胺、三乙胺。振摇后用pH试纸检验其酸碱性。 ②在试管中加入2滴苯胺和1mL蒸馏水，振摇，观察其是否溶解。向试管中滴加盐酸溶液，边滴加边振摇，有什么现象发生?再向其中滴加氢氧化钠溶液，直至溶液呈碱性，又发生了什么变化？ 记录上述实验过程中的现象变化并解释原因。 2）酰化反应 在3支编码试管中分别加入0.5mL苯胺、N-甲基苯胺、N，N-二甲基苯胺，再各加入3mL氢氧化钠溶液和0．5mL苯磺酰氯，配上塞子，用力振摇3～5min。取下塞子在水浴中温热并继续振摇2 min。冷却后用pH试纸检验溶液，若不呈碱性，可再加人几滴氢氧化钠溶液。 ①在有沉淀析出的试管中加入1mL水稀释．振摇后沉淀不溶解，表明为仲胺。 ②在无沉淀析出（或经稀释后沉淀溶解）的试管中，缓慢滴加盐酸溶液至呈酸性，此时若有沉淀析出，表明为伯胺。 ③试验过程中无明显现象变化者为叔胺。 3）与亚硝酸的反应 在5支编码试管中各加入1mL浓盐酸和2mL水，再分别加入0.5mL异戊胺、三乙胺、苯胺、N-甲基苯胺、N，N-二甲基苯胺。将试管放入冰水浴中冷却至0～5℃，在振摇下缓慢滴加亚硝酸钠溶液，直至混台液使淀粉碘化钾试纸变蓝为止。观察并记录实验现象。 ①若试管中冒出大量气泡，表明为脂肪族伯胺。 ②若溶液中有黄色固体（或油状物）析出，滴加碱液不变化的为仲胺。 ③溶液中有黄色固体析出，滴加碱液时固体转为绿色的为芳香族叔胺。 ④向其余两支试管中滴加β-萘酚溶液，有橙红色染料生成的为芳香族伯胺。另一支试管中则为脂肪族叔胺。 4）苯胺与溴水反应 在试管中加人4mL水和1滴苯胺