内容正文:
第二单元 胺和酰胺
题型01 胺的定义、结构、分类及命名
题型02 胺的化学性质与应用
题型03 酰胺定义、结构和分类
题型04 常见的酰胺及其物理性质
题型05 酰胺的化学性质
题型06 酰胺的制备
题型01 胺的定义、结构与分类
1. 胺的定义、结构与分类
(1)定义:氨分子中的氢原子被烃基取代而形成的一系列的衍生物称为胺。
(2)结构:胺的分子结构与氨气相似,都是三角锥形。
(3)分类:
①根据氢原子被烷基取代的数目,可以将胺分为一级胺(伯胺)、二级胺(仲胺)和三级胺(叔胺)。
类别
结构特点
举例
通式
一级胺
一个氮原子连接着两个氢原子和一个烃基
CH3NH2(甲胺)、C6H5NH2(苯胺)
RNH2
二级胺
一个氮原子连接着一个氢原子和两个烃基
(CH3)2NH(二甲胺)、(吡咯烷)
R2NH
三级胺
一个氮原子连接着三个烃基
(CH3)3N(三甲胺)、十二烷基二甲基叔胺
R3N
②根据胺分子中含有氨基的数目,还可以将胺分为一元胺、二元胺、三元胺等。
③根据胺中的烃基R的不同,分为为脂肪胺,如乙胺CH3CH2NH2、芳香胺,如苯胺C6H5NH2。
胺类化合物的命名
普通命名法
结构简单的胺常在烃基后直接加“胺”、如CH3NH2:甲胺、CH3NHCH3:二甲胺、C6H5NH2:苯胺等。
名称书写需注意
①表示基团用“氨”;②表示氨的烃类衍生物时用“胺 ”;③表示胺的盐用“铵”。
伯、仲、叔胺的意义
伯、仲、叔胺中分别含有氨基(—NH2)、亚氨基(—NH—)和次氨基()
【典例1】(25-26高二上·江苏无锡·期中)和因开发“不对称有机催化”荣获2021年诺贝尔奖,下图是一个典型的不对称催化反应(图中“楔形”结构表示该基团不在纸张平面上)。下列说法不正确的是
A.化合物A的分子式为C10H14O3
B.化合物B是两性分子
C.图中反应(A→C)属于加成反应
D.化合物C可以在Cu催化作用下与O2发生催化氧化反应
【答案】D
【详解】A.化合物A分子中,含有10个C原子、3个O原子,不饱和度为4,则H原子个数为2×10+2-4×2=14,所以分子式为C10H14O3,A正确;
B.化合物B分子中含有氨基和羧基,氨基显碱性,羧基显酸性,则该分子是两性分子,B正确;
C.图中反应(A→C)中,甲基与酮羰基加成生成醇,属于加成反应,C正确;
D.化合物C分子中,羟基碳原子上不连有氢原子,不能在Cu催化作用下与O2发生催化氧化反应,D不正确;
故选D。
【变式1-1】(2024高三·江苏·专题练习)下列说法不正确的是
A.含有氨基(-NH2)的物质都属于胺类物质
B.吡咯烷()属于一元胺
C.对苯二胺的结构简式为
D.乙胺的官能团为氨基,可与盐酸反应生成氯化乙胺
【答案】A
【详解】A.胺是氨分子中氢原子被烃基取代的产物,胺类物质含有氨基,但氨基酸、多肽、蛋白质等物质中也含有氨基,因此含有氨基(-NH2)的物质不都属于胺类物质,A错误;
B.吡咯烷是NH3分子中的2个H原子被一个烃基-CH2-CH2CH2-CH2-取代产生的物质,属于一元胺,B正确;
C.根据胺的定义可知:对苯二胺可以看作是苯环处于对位上的2个H原子被2个-NH2取代生成的位置,故其结构简式为,C正确;
D.乙胺是乙基与氨基相连形成的化合物,其官能团为氨基,由于氨基-NH2的N原子上有孤对电子,因此可与盐酸电离产生的H+通过配位键结合,故可以反应生成氯化乙胺,D正确;
故合理选项是A。
【变式1-2】(2024高三·江苏·专题练习)胺是指含有—NH2,—NHR或者—NR2(R为烃基)的一系列有机化合物,下列说法正确的是
A.胺与羧酸反应生成肽键的反应类型与酯化反应的反应类型不同
B.胺类物质具有碱性
C.C3H9N的胺类同分异构体共有5种
D.胺类物质中氨基不易被氧化
【答案】B
【详解】A.胺与羧酸反应生成肽键的过程是羧基失去羟基,胺失去氢原子,脱去一个水分子,反应类型属于取代反应,酯化反应也属于取代反应,反应类型相同,A项错误;
B.胺类物质中含有氮原子,可以接受氢离子,可以和酸性物质反应,故具有碱性,B项正确;
C.C3H9N的胺类同分异构体有、、、等4种结构,C项错误;
D.胺类物质中氨基易被氧化,D项错误;
答案选B。
2.(23-24高二上·江苏常州·期末)病毒核酸保存液中的胍盐(可由胍与盐酸反应制得,胍的结构简式如下图所示)能使蛋白质变性,胍盐在碱性溶液中水解产物中含有氨和尿素[]。下列说法不正确的是
A.胍的水溶液呈碱性 B.HCl分子属于极性分子
C.1个尿素分子中含有8个σ键 D.尿素晶体为分子晶体
【答案】C
【详解】A.胍中含有氨基,因此胍的水溶液呈碱性,故A正确;
B.HCl分子正负电荷的重心不相重合,属于极性分子,故B正确;
C.尿素分子中存在4个N-Hσ键、2个C-Nσ键、1个C=O键中含有1个σ键,所以尿素分子中含有7个σ键,故C错误;
D.尿素是由分子组成的,因此尿素晶体为分子晶体,故D正确;
故选:C。
【变式1-3】(2025·江苏南京·二模)阅读下面一段材料,完成下列小题:
离子晶体的熔点,有的很高,如CaO的熔点为2613℃,有的较低,如NH4NO3、Ca(H2PO4)2的熔点分别为170℃、109℃。早在1914年就有人发现,引入有机基团可降低离子化合物的熔点,如C2H5NH3NO3的熔点只有12℃,比NH4NO3低了158℃!大多数离子液体含有体积很大的阴、阳离子。常见的阴离子如四氯铝酸根(AlCl)、六氟磷酸根(PF)、四氟硼酸根(BF)等,常见的阳离子如季铵离子(R4N+,即NH的H被烃基R取代)、带烃基侧链的咪唑、嘧啶等有环状含氮结构的有机胺正离子等。1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐是常见的离子液体,其结构为,阳离子中五元环上的原子共平面。
1.下列说法正确的是
A.元素的第一电离能:F>O>N B.分子的极性:BF3>NF3
C.氢化物的沸点:HF>NH3>PH3 D.键角:NH3<PH3
2.有关1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐的结构,下列叙述错误的是
A.1-丁基-3-甲基咪唑阳离子中共面的原子最多有18个
B.咪唑环上C原子和N原子均采取sp2杂化
C.1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐在水中的溶解度比在苯中大
D.PF的空间结构为正八面体
3.下列有关离子液体的叙述,错误的是
A.离子液体之所以在常温下呈液体,是因为其阴、阳离子的体积大,离子键强度小
B.四氟合硼酸四甲基铵[(CH3)4N+BF]相对分子质量小于四氟合铝酸四甲基铵[(CH3)4N+AlF],因此前者的熔点比后者低
C.咪唑()有较强的碱性,一般通过2号氮原子体现
D.离子液体熔点低,但难挥发,且具有良好的导电性,可用于制造原电池的电解质
【答案】1.C 2.A 3.B
【解析】1.A.N原子2p轨道半充满稳定,第一电离能大于O,元素的第一电离能:F >N>O,A错误;
B.BF3中心原子价层电子对数为3+=3,且不含孤电子对,空间构型为平面三角形,正负电中心重合,是非极性分子,NF3中心原子价层电子对数为3+=3,含1个孤电子对,空间构型为三角锥形,正负电中心不重合,是极性分子,分子的极性:PH3<NH3,B错误;
C.HF和NH3中都存在氢键,熔、沸点较高,HF分子间的氢键强度比NH3分子间的强,则熔、沸点:HF>NH3>PH3,C正确;
D.NH3和PH3的中心原子都是sp3杂化,N元素的电负性大,对成键电子对的吸引力强,成键电子对之间的排斥力大,键角大,D错误;
答案选C;
2.A.1-丁基-3-甲基咪唑阳离子中环状含氮结构是平面结构,环外的碳原子均为sp3杂化,与sp3杂化的C原子相连的原子最多还有2个共面,则该阳离子中共面的原子最多为15个,A错误;
B.咪唑为有环状含氮结构,环上原子共平面,咪唑环上的C原子和N原子均发生sp2杂化,杂化方式相同,B正确;
C.1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐属于离子化合物,在水中的溶解度比在苯中大,C正确;
D.的中心原子P的价层电子对数为6+=6,孤电子对数为0,空间结构为正八面体,D正确;
答案选A;
3.A.离子液体的熔沸点与其中离子键的强弱有关,离子液体中阴、阳离子体积大,离子键强度小,所以呈液态,A正确;
B.两种物质都是离子晶体,熔点取决于离子键的强弱而非相对分子质量,Al原子半径大于B,使得的离子半径大于,故含Al的离子晶体熔点反而低,B错误;
C.1号氮原子上的孤对电子参与形成了大π键,2号氮原子的孤对电子没有参与大π键的共轭体系,可以自由地接受质子,因此碱性较强,C正确;
D.离子液体中含有自由移动的带电离子,且熔点低,难挥发,具有良好的导电性,是制造原电池电解质的理想材料,D正确;
答案选B。
题型02 胺的化学性质与应用
胺的化学性质与应用
1、胺的弱碱性
胺与氨相似,水溶液呈弱碱性。这是由于胺分子中氮原子上未共用的电子对能接受水中的H+,使溶液中OH-浓度增大,溶液呈碱性。
NH3+H2ONH+OH-
R-NH2+H2OR-NH+OH-
2、胺与铵盐的转化
(1)胺与强酸反应生成铵盐:
CH3-NH2+HCl—→CH3-NHCl- (或CH3-NH2·HCl)
氯化甲铵 盐酸甲胺
+HCl—→(或)
氯化苯铵 盐酸苯胺
(2)铵盐与强碱作用生成有机胺
+NaOH—→+NaCl+H2O
应用:实验室可从含有胺的植物组织中分离、提纯胺类化合物(生物碱)。
3、胺的酰化反应
胺与酰卤或酸酐反应,胺的氮原子上氢原子被酰基(RCO—)取代生成酰胺的反应。例如:
CH3CH2NH2 + (CH3CO)2O→CH3CONHCH2CH3 + CH3COOH
乙胺 乙酸酐 乙酰乙胺
4.应用:在胺类药物的合成中,常利用胺与酸和强碱的反应将某些难溶于水、易被氧化的胺,转化为可溶于水的铵盐,增加药物的稳定性,便于保存和运输。
几种常见的胺及其应用
(1)乙二胺(H2NCH2CH2NH2):无色透明液体,溶于水和醇,具有扩张血管的作用。它是制备药物、乳化剂和杀虫剂的原料。乙二胺的戊酸盐是治疗动脉硬化的药物。乙二胺与氯乙酸作用,生成乙二胺四乙酸,简称EDTA,是重要的分析试剂。
(2)己二胺(H2N(CH2)6NH2:合成化学纤维“尼龙66”的主要原料。
(3)苯胺是染料工业中最重要的原料之一。
【典例2】(25-26高三上·江苏扬州·期中)化合物Z是某药物的中间体,其合成路线如下:
下列说法正确的是
A.X在的乙醇溶液中加热可发生消去反应
B.Y分子中所有碳原子可能在同一平面上
C.可与生成的酸反应,提高Z的产率
D.,在水中的溶解度比Z在水中的小
【答案】C
【详解】A.X分子中含有醇羟基,在浓硫酸、加热条件下X可发生消去反应,但在NaOH的乙醇溶液中加热不能发生消去反应,A不正确;
B.Y分子中,与3个甲基相连的碳原子为饱和碳原子,饱和碳原子与其直接相连的四个原子形成四面体结构,则Y分子中所有碳原子不可能在同一平面上,B不正确;
C.属于胺,呈碱性,可与反应生成的HCl反应,从而促进反应正向进行,使Z的产率提高,C正确;
D.X分子中含有亲水性基团羟基,而Z分子中不含亲水基,则在水中的溶解度比Z在水中的大,D不正确;
故选C。
【变式2-1】(24-25高二下·江苏扬州·阶段练习)制备重要的有机合成中间体丙的反应如下。下列说法正确的是
A.1mol甲最多可以与3mol H2反应 B.甲→乙的反应类型为加成反应
C.丙能与盐酸和金属钠发生反应 D.丙分子中所有碳原子共平面
【答案】C
【详解】A.甲中的酮羰基和苯环都能与H2反应,1mol甲最多可以与4mol H2反应,A项错误;
B.根据图示可知,甲→乙的反应类型为取代反应,B项错误;
C.丙分子中的-NH-能和盐酸反应,羟基能和Na反应,C项正确;
D.丙分子中有较多的饱和碳原子,所有碳原子不可能共平面,D项错误;
答案选C。
【变式2-2】(24-25高二下·江苏扬州·期中)已知苯胺(液体)、苯甲酸(固体)微溶于水,苯胺盐酸盐易溶于水。实验室初步分离甲苯、苯胺、苯甲酸混合溶液的流程如图。下列说法正确的是
A.苯胺既可与盐酸也可与溶液反应
B.由①、③分别获取相应粗品时可采用相同的操作方法
C.由该流程可以说明苯甲酸和苯甲酸钠在水中的溶解度差别很大
D.苯胺、苯甲酸、甲苯粗品依次由①、②、③获得
【答案】C
【分析】向甲苯、苯胺、苯甲酸混合溶液中加盐酸,盐酸将苯胺转化为易溶于水的苯胺盐酸盐,分液得到水相I和有机相I。向水相I中加入氢氧化钠溶液将苯胺盐酸盐转化为苯胺,由①分液得到苯胺粗品。向有机相I中加水,洗涤除去混有的盐酸,分液得到废液和有机相II,向有机相II中加入碳酸钠溶液,将微溶于水的苯甲酸转化为易溶于水的苯甲酸钠,由②分液得到甲苯粗品和水相II,向水相II中加入盐酸,将苯甲酸钠转化为苯甲酸,由③经结晶或重结晶、过滤、洗涤得到苯甲酸粗品,据此分析;
【详解】A.苯胺分子中有氨基能与盐酸反应,但不能与氢氧化钠反应,A错误;
B.操作①为分液,操作③为结晶或重结晶,B错误;
C.由该流程可以说明苯甲酸(微溶于水)和苯甲酸钠(易溶于水)在水中的溶解度差别很大,C正确;
D.经过①分液得到苯胺粗品,由②分液得到甲苯粗品,由③经结晶或重结晶、过滤、洗涤得到苯甲酸粗品,D错误;
故选C。
【变式2-3】(25-26高三上·江苏镇江·月考)化合物Z是合成药物长春碱的中间体,部分合成路线如下:
下列说法不正确的是
A.X分子存在顺反异构体 B.Y分子能与盐酸反应
C.1molZ最多能和6mol发生加成反应 D.Y→Z的反应类型为取代反应
【答案】A
【详解】A.X分子中虽然含碳碳双键、且碳碳双键两端连接不同的原子或基团,但由于环的空间位阻,因此不存在顺反异构体,A错误;
B.Y分子中含有的仲胺基(-NH-)和含氮杂环,显碱性,能与盐酸反应生成盐,B正确;
C.Z分子中可与加成的基团包括:1个苯环(3 mol )、1个含N的环(1 mol )、1个酮羰基(1 mol)、1个碳碳双键(1 mol),1 mol Z最多与6 mol 加成,C正确;
D.Y→Z的反应中,Y的仲胺基(-NH-)上的H原子被乙酰基()取代,生成酰胺基(),属于取代反应,D正确;
故答案选A。
题型03 酰胺的定义、结构和分类
酰胺的定义、结构和分类
(1)定义:酰胺是羧酸分子中羟基被氨基或烃氨基(—NHR或—NR2)所替代得到的化合物。
(2)结构:
其结构一般表示为,其中的叫做酰基,叫做酰胺基。
(3)分类:根据氮原子上取代基的多少,酰胺可以分为伯、仲、叔酰胺三类。
【典例3】(24-25高二下·江苏宿迁·期末)乙酰苯胺()是微溶于冷水、可溶于热水的白色结晶性粉末。以苯胺和乙酰氯()为原料,添加,通过酰胺化反应生成乙酰苯胺;再经硝化、水解反应制备对硝基苯胺。下列有关说法不正确的是
A.酰胺化时添加,可以提高乙酰苯胺的产率
B.酰胺化制得的乙酰苯胺粗产物,可以通过重结晶的方法提纯
C.苯胺与浓硝酸进行硝化,可以加快制备对硝基苯胺的速率
D.工业废水中的乙酰苯胺,可以通过高温碱性水解去除
【答案】C
【详解】A.酰胺化反应会生成HCl,NaHCO3与HCl反应,使HCl浓度降低,平衡正向移动,提高乙酰苯胺产率,A正确;
B.乙酰苯胺微溶于冷水、可溶于热水,利用溶解度差异,重结晶可提纯,B正确;
C.苯胺直接硝化时,氨基易被氧化,且易生成多硝基取代物,不能直接制对硝基苯胺,C错误;
D.乙酰苯胺可溶于热水,在碱性条件下水解生成苯胺和乙酸盐,因此乙酰苯胺可以通过高温碱性水解去除,D正确;
故选C。
【变式3-1】(24-25高二下·江苏淮安·期末)莫西赛利可改善脑梗塞或脑出血后遗症等症状。其合成路线中间体X的结构如下图所示,下列关于该中间体的说法不正确的是
A.1mol中间体X与盐酸反应,最多消耗1molHCl
B.中间体X中sp2杂化和sp3杂化的碳原子数目之比为7:9
C.中间体X中所有碳原子不可能在同一平面
D.中间体X与足量H2加成后的产物中含有4个手性碳原子
【答案】A
【详解】A.1mol该物质与盐酸反应,酰胺基消耗等量HCl,右侧N也有碱性,也消耗等量HCl,1mol中间体最多消耗2molHCl,A错误;
B.1个该分子中有9个饱和碳原子,如图标注,即含有9个sp3杂化的碳原子,苯环上的碳原子和形成碳氧双键的碳原子是sp2杂化,1个分子含有7个sp2杂化碳原子,中间体X中sp2杂化和sp3杂化的碳原子数目之比为7∶9,B正确;
C.该中间体有碳原子为sp3杂化,以四面体结构通过单键连接了3个另外的碳原子和1个氢原子,所有碳原子不可能共面,C正确;
D.手性碳原子连有4个不同的原子或基团,中间体X与足量H2加成后的产物:,含有4个手性碳原子(*所示),D正确;
故选A。
【变式3-2】(23-24高二下·江苏南京·阶段练习)达菲的主要成分为磷酸奥司他韦,具有抗病毒的生物学活性,结构简式如图所示,下列关于奥司他韦的说法不正确的是
A.分子中含有3个手性碳原子
B.能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色
C.奥司他韦既具有酸性,又具有碱性,是一种两性化合物
D.1mol奥司他韦最多能与2mol NaOH反应
【答案】C
【详解】A.手性碳原子是指与四个各不相同原子或基团相连的碳原子,该分子中含有手性碳原子,位置为,故A正确;
B.奥司他韦含有碳碳双键,可被酸性高锰酸钾氧化,可使酸性高锰酸钾溶液褪色,含有碳碳双键,可以和溴发生加成反应,能够使溴水褪色,故B正确;
C.分子内含有酯基、肽键和氨基,氨基呈碱性,没有呈酸性的官能团、无酸性,故C不正确;
D.分子内含有1个酯基和1个酰胺键,可以和NaOH溶液发生水解反应,1 mol奥司他韦最多能与2mol NaOH反应,故D正确;
故选C。
【变式3-3】(23-24高二下·江苏无锡·期末)化合物C是一种重要的药物中间体,可由下列方法获得。下列说法正确的是
A.A分子所含硝基和氨基中N的化合价相同
B.B分子苯环上的一氯代物有4种
C.C中的含氧官能团有硝基、酰胺键和碳氯键
D.A、B生成C的反应类型是取代反应
【答案】D
【详解】A.氮非金属性小于氧,硝基中是氮氧原子之间形成极性键,共用电子对偏离氮原子,氮呈正价,氮非金属性大于氢,氨基中是氮氢原子之间形成极性键,共用电子对偏向氮原子,氮呈负价,则硝基和氨基中N的化合价不同,A错误;
B. B分子苯环上有2种氢,故苯环上的一氯代物有2种,B错误;
C.碳氯键不是含氧官能团,C中的含氧官能团有硝基、酰胺键,C错误;
D.A、B生成C同时有HCl生成,A、B生成C的反应类型是取代反应,D正确;
答案选D。
题型04 常见的酰胺及其物理性质
1、常见的酰胺
乙酰胺:
N,N-二甲基甲酰胺(简称DMF): ,是有机物和无机物的优良溶剂。
对乙酰氨基酚(“扑热息痛”):,是重要的解热镇痛药。
尼龙-66:,高分子材料。
构成生命体的基础物质蛋白质中也含有酰胺键,在二肽、多肽和蛋白质中,酰胺键又称为肽键。
2、物理性质
除甲酰胺外,大部分是白色晶体。酰胺的熔点、沸点均比相应的羧酸高。低级的酰胺能溶于水,随着相对分子质量的增大,酰胺的溶解度逐渐减小。
【典例4】(24-25高三上·江苏南通·开学考试)如图所示的自催化反应,Y做催化剂。下列说法正确的是
A.X不能发生水解反应 B.Y与盐酸反应的产物不溶于水
C.X中存在1个手性碳原子 D.Z分子中最多有24个原子共平面
【答案】D
【详解】A.根据X的结构简式可知,其结构中含有酯基和酰胺基,因此可以发生水解反应,A错误;
B.有机物Y中含有亚氨基,其溶液呈碱性,可以与盐酸发生反应生成盐,生成的盐在水溶液中溶解性较好,B错误;
C.手性碳原子连接4个不同的原子或原子团,该有机物不含手性碳原子,C错误;
D.Z分子中苯环上原子一定共平面,碳碳双键上的原子共平面,则最多共有24个原子共平面,D正确;
故选D。
【变式4-1】(2025·江苏镇江·模拟预测)盐酸恩沙替尼(J)是首个由中国企业主导在全球上市的小分子肺癌靶向创新药,其合成路线如下。
已知:
回答下列问题:
(1)A→C的反应类型是___________。B中手性碳原子数为___________。
(2)C分子中含氧官能团的名称为硝基和___________。
(3)在G转化为H的过程中,加入足量三乙胺[]可提高H的产率,原因是___________。
(4)写出满足下列条件的()的同分异构体的结构简式:___________。
①含4个;②含五元环的环状结构;③核磁共振氢谱显示有2组峰;④使酸性溶液褪色。
(5)据题中信息,以苯为原料,设计合成食品香料的路线___________(用流程图表示,其他无机试剂任选)。
【答案】(1) 取代反应 2
(2)酰胺基
(3)在G转化为H的过程中有HCl生成,三乙胺为碱性物质,能够消耗反应生成的HCl,促进平衡正向移动,提高H的产率
(4)
(5)
【分析】由图知,A和B发生取代反应生成C,C和Boc2O发生取代反应生成D,保护-NH-上的氢,D发生还原反应生成E,F和Boc2O发生取代反应生成G,G发生已知信息的反应原理生成H,H和LiOH发生取代反应生成I,E和I经过多步反应生成J,以此解答。
【详解】(1)
A和B发生取代反应生成C,A→C的反应类型是取代反应;B中手性碳原子数为2个();
(2)C分子中含氧官能团的名称为硝基(-NO2)和酰胺基;
(3)在G转化为H的过程中,加入足量三乙胺可提高H的产率,原因是:在G转化为H的过程中有HCl生成,三乙胺为碱性物质,能够消耗反应生成的HCl,促进平衡正向移动,提高H的产率;
(4)
()的同分异构体满足下列条件:①含4个;②含五元环的环状结构;③核磁共振氢谱显示有2组峰,含有2种环境的H原子,说明其是对称的结构,O原子需要参与成环;④使酸性溶液褪色,说明其中含有碳碳双键;则满足条件的同分异构体为: ;
(5)
苯先和Cl2发生取代反应生成,和CO在催化剂条件下反应生成,和NaBH4发生还原反应生成,和发生取代反应生成目标产物,合成路线为: 。
【变式4-2】(24-25高三上·江苏常州·期末)氯硝西泮(H)可用作镇静药物,其合成路线如下:
已知:氨基易被氧化;可选择性地将羰基还原为羟基,但不影响苯环的结构。
(1)A的碱性比D的_______(填“强”、“弱”或“无差别”)。
(2)B中含氧官能团的名称是_______。
(3)未直接使用“A→D”合成,而使用“A→B→C→D”三步的原因是_______。
(4)整个合成路线中,与D→E的反应类型相同的步骤共有_______步(含D→E)。
(5)G→H的反应需要经历G→X→H的过程,中间体X与G互为同分异构体。X的结构简式为_______。
(6)是某种抗血栓药物中间体。写出以和为原料制备该中间体的合成路线流程图_______(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
【答案】(1)强
(2)酰胺基
(3)保护氨基,防止硝化时被氧化,(同时酰胺基因空间位阻增大,有利于硝基在其对位发生取代)
(4)6
(5)
(6)
【分析】
A与乙酸脱水发生取代反应生成B,结合B的分子式可得B的结构简式为,B在浓硝酸、浓硫酸作用下发生苯环上的硝化反应生成C,根据D中硝基的位置可知,C的结构简式为,C水解生成D,D与发生取代反应引入新的支链生成E,结合质量守恒另一产物为HCl,该反应为取代反应,E与BrCH2COBr发生取代反应生成F,F与NH3发生取代反应生成G,最后G脱水成环生成H;
【详解】(1)胺类物质的碱性随氮原子电子云密度的增大而增强,因D中含有硝基,硝基为吸电子基团,导致D中氨基氮原子周围电子云密度减小,碱性减弱,则A的碱性比D的强;
(2)
B的结构简式为,含氧官能团的名称是酰胺基;
(3)A→B过程-NH2和-COOH反应生成酰胺基,C→D过程酰胺基水解生成-NH2,因浓硝酸具有强氧化性,氨基有还原性,为了避免硝化时氨基被氧化,所以未直接使用“A→D”合成,而使用“A→B→C→D”三步的原因:保护氨基不被氧化;
(4)根据分析可知,D→E的反应类型为取代反应,A→B、B→C、C→D、E→F、F→G也是取代反应,所以整个合成路线中,与D→E的反应类型相同的步骤共有6步(含D→E);
(5)
G→H的反应需要经历G→X→H的过程,中间体X与G互为同分异构体,X为G中羰基和G中支链上的氨基发生加成反应生成羟基成环得到X,然后X中羟基发生消去反应生成碳氮双键得到H,则X的结构简式为;
(6)
根据G生成H的反应可知,目标产物可以由和反应得到,发生碱性水解后酸化得到,催化氧化使得羟基转化为醛基,再酯化得到,可以由还原得到,根据已知信息,还原剂可以用LiAlH4,所以合成路线流程图为:。
【变式4-3】(2025·江苏南通·一模)有机物H可通过如下路线合成得到:
(1)有机物D中含氧官能团的名称为___________。D→E的转化中N(C2H5)3的作用是___________。
(2)C→D的反应分C→X→D二步,C→X为加成反应,X与D互为同分异构体,则X的结构简式为___________。
(3)写出满足下列条件的G的一种同分异构体的结构简式___________。
①含苯环和氰基(-CN),分子中有三种化学环境不同的氢原子;
②碱性条件下水解有二甲基胺生成。
(4)已知:①;
②苯环上连有时,会将新引入的基团连接到间位;苯环上连有-Br时,会将新引入的基团连接到邻位或对位;
③ RUTEU : -NHR(R表示氢或烃基)易被氧化。
以、、为原料合成,写出合成路线流程图___________(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
【答案】(1) 酰胺键 吸收生成的HCl,促进反应的正向进行
(2)
(3)或
(4)
【分析】A→B是羧基上的取代反应,B→C也是取代反应,C→D中碳碳双键、氰基与氢气发生加成反应,D→E、E→F、F→G、G→H都是取代反应。
【详解】(1)有机物D中含氧官能团的名称为酰胺键;
D→E的转化中产物除了E还有HCl,的具有碱性,可以与生成的HCl发生酸碱中和反应,从而促进该反应的正向进行,故D→E的转化中的作用是吸收生成的HCl,促进反应的正向进行。
(2)C→X为加成反应,故C中的碳碳双键和氰基与氢气发生加成反应生成烷基和氨甲基,X与D互为同分异构体即分子式相同结构不同,故X 的结构应该是 C 分子中的氰基()被加成为氨甲基()、碳碳双键与氢气加成后的结构,故X为 。
(3)
根据信息分析,分子中有3种等效氢,说明结构高度对称。含苯环和 ,且水解生成 ,说明结构中应含酰胺键,故其结构式为或 。
(4)从产物结构分析可知,的甲氨基先发生D→E的反应生成酰胺键,接着要在邻位的甲基上引入基团,需要先把甲基氧化成羧基,再发生A→B的反应生成酰氯,再与溴苯发生邻位取代反应。故合成路线为 ,
题型05 酰胺的化学性质
化学性质
酰胺与酯类有机化合物一样,都是羧酸衍生物,两者的结构类似,具有相似的性质。在酸、碱作用下,它们都能发生水解反应,酰胺水解生成羧酸和氨(胺),酯水解生成羧酸和醇。酰胺的化学性质
1、酸碱性:酰胺无明显的碱性,二酰亚胺类化合物受两个酰基影响,N—H键极性增加,显弱酸性。如:
(1)与酸反应:乙酰胺与硫酸反应的化学方程式:2CH3CONH2+2H2O+H2SO42CH3COOH+(NH4)2SO4。
(2)与碱反应:乙酰胺与NaOH溶液反应的化学方程式:CH3CONH2+NaOHCH3COONa+NH3↑。
2、水解反应:酰胺在强酸、强碱或酶的催化下,发生水解反应生成羧酸(或羧酸盐)和氨、胺(或铵盐)。
应用:胺可以转化成酰胺,酰胺又可以水解变成胺,常利用这种转化关系来保护氨基。
特别提醒
氨、胺、酰胺和铵盐在组成、结构、性质和用途上的不同
组成
结构
性质
用途
氨
N、H
溶于水显碱性,能和酸或酸性物质发生反应
制冷剂、制造化肥和炸药
胺
C、N、H
R—NH2
具有碱性
合成医药、农药和染料等的化工原料
酰胺
C、N、O、H
在酸或碱存在并加热的条件下可以发生水解反应
作溶剂和化工原料
铵盐
N、H等
NH和酸根阴离子
受热易分解,可与碱反应产生氨气
工业、农业及日常生活中都有用途
【典例5】(25-26高二上·江苏·期中)1 mol某有机物在稀硫酸作用下,水解生成2 mol相同的物质。有下列物质:
①蔗糖 ②麦芽糖 ③淀粉 ④ ⑤ ⑥ ⑦
其中符合题目要求的是
A.②⑤⑥⑦ B.②④⑤ C.①②⑤⑦ D.①④⑤⑥
【答案】A
【详解】①1 mol蔗糖在稀硫酸作用下,水解生成1 mol葡萄糖和1 mol果糖,①不符合题意;
②1 mol麦芽糖在稀硫酸作用下,水解生成2 mol葡萄糖,②符合题意;
③淀粉的分子式为,1 mol淀粉在稀硫酸作用下,水解生成n mol葡萄糖,③不符合题意;
④1 mol 在稀硫酸作用下,水解生成和,④不符合题意;
⑤ 1 mol 在稀硫酸作用下,水解生成,⑤符合题意;
⑥1 mol 在稀硫酸作用下,水解生成2 mol的 3,4,5-三羟基苯甲酸,⑥符合题意;
⑦1 mol 水解生成,⑦符合题意;
则符合题意的是②⑤⑥⑦,故选A。
【变式5-1】(24-25高二上·江苏徐州·期中)在指定条件下,下列选项所示的物质间转化不能实现的是
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】
A.酸性:羧酸>碳酸>苯酚,所以与碳酸氢钠反应生成 ,故选A;
B.和氢气发生加成反应生成,故不选B;
C.中乙基能被酸性高锰酸钾氧化为羧基,故不选C;
D.酰胺基在酸性条件下能发生水解反应,能水解为,故不选D;
选A。
【变式5-2】(25-26高二上·江苏无锡·期中)在给定条件下,下列选项中所示物质间转化均能实现的是
A.
B.在溶液中水解,
C.
D.
【答案】B
【详解】
A.甲苯在溴化铁做催化剂作用下与溴发生苯环上的取代反应,只有在光照条件下与溴单质发生取代反应可生成,A错误;
B.在溶液中水解生成铵盐和羧酸,,B正确;
C.葡萄糖与新制氢氧化铜反应需要碱性条件,生成氢氧化铜加入的氢氧化钠为少量,无法实现反应,C错误;
D.卤代烃在氢氧化钠醇溶液条件下发生消去反应,,D错误;
故选B。
【变式5-3】(24-25高二下·江苏南通·期末)阿斯巴甜是一种甜味剂,甜度是蔗糖的100多倍,结构简式如图所示。下列说法正确的是
A.阿斯巴甜属于糖类
B.阿斯巴甜分子中含有4个手性碳原子
C.阿斯巴甜可以发生缩聚反应
D.1mol阿斯巴甜最多能与反应
【答案】C
【详解】A.糖类是多羟基醛或多羟基酮及其缩聚物和某些衍生物的总称,阿斯巴甜分子中没有多羟基醛或多羟基酮的结构,不属于糖类,故A错误;
B.手性碳原子是连接 4 个不同原子或原子团的碳原子,由图可知,阿斯巴甜分子中与氨基相连的碳原子和与酯基相连的碳原子是手性碳原子,共有2个,故B错误;
C.阿斯巴甜中含有氨基和羧基,能发生缩聚反应生成高分子化合物,故C正确;
D.阿斯巴甜分子中含有的羧基、酯基、酰胺基能与氢氧化钠溶液反应,则1mol阿斯巴甜的分子最多能消耗3molNaOH,故D错误;
故答案为:C。
题型06 酰胺的制备
酰胺的制备
酰胺可以通过氨气(或胺)与羧酸在加热条件下反应得到,或用羧酸的铵盐加热脱水得到。
合成乙酰胺的反应为:CH3COOH+NH3CH3CONH2+H2O。
【典例6】(24-25高三上·江苏南通·期中)合成抗肿瘤药氟他胺的部分流程如下。已知吡啶的结构简式为()。下列说法正确的是
A.甲分子中所有原子共平面
B.乙在水中的溶解度小于甲
C.1 mol丙最多与4 mol H2发生加成反应
D.乙→丙过程中加入吡啶是为了结合反应中产生的HCl
【答案】D
【详解】A.甲分子中—CF3的C原子是饱和C原子,采用sp3杂化,为四面体结构,因此该物质分子中所有原子不可能共平面,A错误;
B.物质乙分子中的氨基—NH2是亲水基,导致物质乙在水中的溶解度大于物质甲,B错误;
C.苯环能够与H2发生加成反应,但是酰胺基中的羰基具有特殊的稳定性,不能与H2发生加成反应,故1 mol丙最多只能与3 mol H2发生加成反应,C错误;
D.根据物质乙、丙结构简式的不同,可知反应时,物质乙分子中—NH2上的H原子与中的除Cl原子之外的基团发生取代反应产生丙,同时H与Cl原子结合产生HCl,D正确;
故合理选项是D。
【变式6-1】(24-25高二上·江苏盐城·期中)乙酰苯胺()在工业上可作橡胶硫化促进剂、纤维酯涂料的稳定剂、过氧化氢的稳定剂等,可通过苯胺()和乙酸酐()反应制得。已知:纯乙酰苯胺是白色片状晶体,相对分子质量为135,熔点为114℃,易溶于有机溶剂。在水中的溶解度如下:
温度
20
25
50
80
100
溶解度/(g/100g水)
0.46
0.56
0.84
3.45
5.5
实验室制备粗乙酰苯胺的步骤如下(部分装置省略):
①将7mL(0.075mol)乙酸酐放入三颈烧瓶c中,在恒压滴液漏斗a中放入5mL(0.055mol)新制的苯胺。将苯胺在室温下逐滴滴加到三颈烧瓶中。
②苯胺滴加完毕,在石棉网上用小火加热回流30min,使之充分反应。
③待反应完成,在不断搅拌下,趁热把混合物缓慢倒入盛有100mL冷水的烧杯中,乙酰苯胺晶体析出。
④充分冷却至室温后,减压过滤(装置如上图),洗涤晶体2-3次。用滤液冲洗烧杯上残留的晶体,再次过滤,两次过滤得到的固体合并在一起。
回答下列问题:
(1)仪器b的名称是_______。恒压滴液漏斗a的支管的作用是:_______。
(2)乙酰苯胺分子中最多有_______个碳原子共面。
(3)写出上述反应的化学方程式_______。
(4)减压过滤的优点是_______。
(5)请补充完整提纯乙酰苯胺的实验方案:_______,得到纯净的乙酰苯胺晶体。(实验中须使用试剂:粗乙酰苯胺、冰水、活性炭、热蒸馏水。已知活性炭可用于吸附杂质和色素。)
【答案】(1) 球形冷凝管 平衡气压,使液体顺利流下
(2)8
(3)
(4)可加快过滤速度,并能得到较干燥的沉淀
(5)将上述制得的粗乙酰苯胺固体移入250mL烧杯中,加入100mL热蒸馏水,加热至沸腾,待粗乙酰苯胺完全溶解后,再补加少量蒸馏水;稍冷后,加入少量活性炭吸附色素等杂质,在搅拌下微沸5min,趁热过滤;待滤液稍冷却后置于冰水浴中,有晶体析出,过滤、洗涤、干燥
【分析】
苯胺与乙酸酐发生取代反应生成乙酰苯胺和乙酸,方程式为:,制备过程如下:乙酸酐放入三颈烧瓶c中,在恒压滴液漏斗a中放入新制得的苯胺,将苯胺在室温下逐滴滴加到三颈烧瓶中,苯胺滴加完毕,在石棉网上用小火加热回流30min,使之充分反应。待反应完成,在不断搅拌下,趁热把反应混合物缓慢地倒入盛有100mL冷水的烧杯中,乙酰苯胺晶体析出;充分冷却至室温后,减压过滤,用冷水洗涤晶体2-3次;用滤液冲洗烧杯上残留的晶体,再次过滤,两次过滤得到的固体合并在一起,得到粗产品,后续再进行提纯。
【详解】(1)由装置图可知装置仪器b的名称是球形冷凝管;恒压滴液漏斗a的支管的作用是平衡气压,使液体顺利流下;
(2)
分子中苯环为平面结构,6个碳共面,碳氧双键所连原子共面,单键可以旋转,最多有8个碳原子共面;
(3)
苯胺与乙酸酐发生取代反应生成乙酰苯胺和乙酸,方程式为;
(4)减压过滤的操作优点是:可加快过滤速度,并能得到较干燥的沉淀;
(5)乙酰苯胺在水中的溶解度随温度升高而增大,故用重结晶法提纯,将上述制得的粗乙酰苯胺固体移入250mL烧杯中,加入100mL热蒸馏水,加热至沸腾,待粗乙酰苯胺完全溶解后,再补加少量蒸馏水;稍冷后,加入少量活性炭吸附色素等杂质,在搅拌下微沸5min,趁热过滤;待滤液稍冷却后置于冰水浴中,有晶体析出,过滤、洗涤、干燥,得到纯净的乙酰苯胺晶体。
【变式6-2】(25-26高三上·江苏·月考)吗氯贝胺(H)临床上为单胺氧化酶抑制剂类抗抑郁药,其中的一种合成路线如下(部分试剂和条件省略)。
回答下列问题:
(1)化合物C中含氧官能团的名称为___________,化合物C的结构简式为___________。
(2)B→C的反应类型为___________。
(3)F+G→H的化学方程式为___________。
(4)化合物G同时符合下列条件的同分异构体的结构简式为___________(任写一种)。
①分子中有3种不同类型的氢原子;②分子中存在。
(5)设计由对二甲苯和CH3NH2制备的合成路线___________(无机试剂任选)。
【答案】(1) 羧基
(2)氧化反应
(3)+ +HBr
(4)、、(任写一种)
(5)
【分析】
A发生取代反应生成B和HCl,B中甲基被酸性高锰酸钾溶液氧化为羧基(-COOH),结合C的分子式知,C的结构简式为,SOCl2是常见的有机氯化试剂,C和SOCl2发生取代反应生成 D,D和E在氢氧化钠作用下反应生成F,结合F的结构简式和E的分子式可知,E为 NH2CH2CH2Br,E和D发生取代反应生成F和HCl,F和G加热条件下反应生成H,结合H的结构简式和G的分子式可知,G为 ,G和F发生取代反应生成H和HBr。据此分析解答。
【详解】(1)
根据C的结构 可知:C中含氧官能团的名称为:羧基
故答案为:羧基;;
(2)
由分析可知,B→C即 → ,该反应属于氧化反应;故答案为:氧化反应;
(3)
由分析可知,F+G→H的化学方程式为:++HBr;
故答案为:++HBr;
(4)
G的分子式为:,根据①分子中有3种不同类型的氢原子可知:该分子结构具有较高的对称性;根据②分子中存在,可以确定该物质可能为:、、(任写一种)
故答案为:、、(任写一种)
(5)
仿照题干流程中B→C→D→F的转化,把对二甲苯中甲基转化为羧基、羧基转化为-COCl,再和氨基发生取代反应得到目标产物,故合成路线为:。
【变式6-3】(2026·江苏徐州·模拟预测)药物G的合成路线如下:
(1)的反应类型为______,B分子中含氧官能团名称为______。
(2)会产生与C互为同分异构体且含四元环的副产物,其结构简式为______。
(3)写出同时满足下列条件的D的一种芳香族同分异构体的结构简式:______。碱性条件下水解,生成氨和X、Y两种羧酸盐。X酸化后分子中碳原子轨道杂化类型相同,有3种不同化学环境的氢原子;Y酸化后分子中含有一个手性碳原子。
(4)可简写为Ms。E中“*”标记的键比D中“*”标记的键更易断裂的原因是______。
(5)已知:(R、代表烃基)。写出以、和为原料制备的合成路线流程图______。(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线示例见本题题干)
【答案】(1) 加成反应 酯基
(2)
(3)
(4)E中“*”标记的键所连的基团属于强吸电子基团,O周围的电子云密度更小,键的极性更强,更易断裂。
(5)
【分析】通过B的结构简式与A的结构简式对比可知,是A断开了碳碳双键中的一个键,与断开氰基和亚甲基之间的碳碳单键发生加成反应得到B。B在和、催化剂作用下还原为C。C经过还原,得到D。D经过磺化反应得到E和,三乙胺中的N原子含孤对电子,可与结合,促进反应正向进行。E经过取代反应得到F,F用还原,得到G。
【详解】(1)由分析可知,A→B的反应类型为加成反应,根据B的结构简式可得B的含氧官能团为酯基。
(2)
由图可知,B→C是N原子与和亚甲基相连的酯基碳原子相连,而在B的结构简式知,右下角还有一个酯基,也可与其反应,得到的副产物结构简式为。
(3)
D的同分异构体为芳香族化合物,必有苯环。碱性条件下水解可生成氨和X、Y两种羧酸盐,说明含结构。X酸化后为羧酸,分子中碳原子杂化类型相同,所以X中所有碳原子均为杂化的碳原子,即羧基与苯环相连,而且要有3种化学环境不同的氢原子,所以应把F原子和羧基连在苯环的对位上。Y酸化后有一个手性碳原子,则该C原子连着一个羧基,一个甲基,一个乙基,结构简式为。
(4)E中“*”碳连接,该基团具有强吸电子诱导效应,使键的极性增强,电子对偏向氧原子,键能降低,更易断裂。
(5)由已知条件可知,三乙胺可由仲胺烷基化可得,而仲胺需由伯胺烷基化得到,伯胺可利用氰基还原制得,完整的合成路线为。
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第二单元 胺和酰胺
题型01 胺的定义、结构、分类及命名
题型02 胺的化学性质与应用
题型03 酰胺定义、结构和分类
题型04 常见的酰胺及其物理性质
题型05 酰胺的化学性质
题型06 酰胺的制备
题型01 胺的定义、结构与分类
1. 胺的定义、结构与分类
(1)定义:氨分子中的氢原子被烃基取代而形成的一系列的衍生物称为胺。
(2)结构:胺的分子结构与氨气相似,都是三角锥形。
(3)分类:
①根据氢原子被烷基取代的数目,可以将胺分为一级胺(伯胺)、二级胺(仲胺)和三级胺(叔胺)。
类别
结构特点
举例
通式
一级胺
一个氮原子连接着两个氢原子和一个烃基
CH3NH2(甲胺)、C6H5NH2(苯胺)
RNH2
二级胺
一个氮原子连接着一个氢原子和两个烃基
(CH3)2NH(二甲胺)、(吡咯烷)
R2NH
三级胺
一个氮原子连接着三个烃基
(CH3)3N(三甲胺)、十二烷基二甲基叔胺
R3N
②根据胺分子中含有氨基的数目,还可以将胺分为一元胺、二元胺、三元胺等。
③根据胺中的烃基R的不同,分为为脂肪胺,如乙胺CH3CH2NH2、芳香胺,如苯胺C6H5NH2。
胺类化合物的命名
普通命名法
结构简单的胺常在烃基后直接加“胺”、如CH3NH2:甲胺、CH3NHCH3:二甲胺、C6H5NH2:苯胺等。
名称书写需注意
①表示基团用“氨”;②表示氨的烃类衍生物时用“胺 ”;③表示胺的盐用“铵”。
伯、仲、叔胺的意义
伯、仲、叔胺中分别含有氨基(—NH2)、亚氨基(—NH—)和次氨基()
【典例1】(25-26高二上·江苏无锡·期中)和因开发“不对称有机催化”荣获2021年诺贝尔奖,下图是一个典型的不对称催化反应(图中“楔形”结构表示该基团不在纸张平面上)。下列说法不正确的是
A.化合物A的分子式为C10H14O3
B.化合物B是两性分子
C.图中反应(A→C)属于加成反应
D.化合物C可以在Cu催化作用下与O2发生催化氧化反应
【变式1-1】(2024高三·江苏·专题练习)下列说法不正确的是
A.含有氨基(-NH2)的物质都属于胺类物质
B.吡咯烷()属于一元胺
C.对苯二胺的结构简式为
D.乙胺的官能团为氨基,可与盐酸反应生成氯化乙胺
【变式1-2】(2024高三·江苏·专题练习)胺是指含有—NH2,—NHR或者—NR2(R为烃基)的一系列有机化合物,下列说法正确的是
A.胺与羧酸反应生成肽键的反应类型与酯化反应的反应类型不同
B.胺类物质具有碱性
C.C3H9N的胺类同分异构体共有5种
D.胺类物质中氨基不易被氧化
2.(23-24高二上·江苏常州·期末)病毒核酸保存液中的胍盐(可由胍与盐酸反应制得,胍的结构简式如下图所示)能使蛋白质变性,胍盐在碱性溶液中水解产物中含有氨和尿素[]。下列说法不正确的是
A.胍的水溶液呈碱性 B.HCl分子属于极性分子
C.1个尿素分子中含有8个σ键 D.尿素晶体为分子晶体
【变式1-3】(2025·江苏南京·二模)阅读下面一段材料,完成下列小题:
离子晶体的熔点,有的很高,如CaO的熔点为2613℃,有的较低,如NH4NO3、Ca(H2PO4)2的熔点分别为170℃、109℃。早在1914年就有人发现,引入有机基团可降低离子化合物的熔点,如C2H5NH3NO3的熔点只有12℃,比NH4NO3低了158℃!大多数离子液体含有体积很大的阴、阳离子。常见的阴离子如四氯铝酸根(AlCl)、六氟磷酸根(PF)、四氟硼酸根(BF)等,常见的阳离子如季铵离子(R4N+,即NH的H被烃基R取代)、带烃基侧链的咪唑、嘧啶等有环状含氮结构的有机胺正离子等。1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐是常见的离子液体,其结构为,阳离子中五元环上的原子共平面。
1.下列说法正确的是
A.元素的第一电离能:F>O>N B.分子的极性:BF3>NF3
C.氢化物的沸点:HF>NH3>PH3 D.键角:NH3<PH3
2.有关1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐的结构,下列叙述错误的是
A.1-丁基-3-甲基咪唑阳离子中共面的原子最多有18个
B.咪唑环上C原子和N原子均采取sp2杂化
C.1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐在水中的溶解度比在苯中大
D.PF的空间结构为正八面体
3.下列有关离子液体的叙述,错误的是
A.离子液体之所以在常温下呈液体,是因为其阴、阳离子的体积大,离子键强度小
B.四氟合硼酸四甲基铵[(CH3)4N+BF]相对分子质量小于四氟合铝酸四甲基铵[(CH3)4N+AlF],因此前者的熔点比后者低
C.咪唑()有较强的碱性,一般通过2号氮原子体现
D.离子液体熔点低,但难挥发,且具有良好的导电性,可用于制造原电池的电解质
题型02 胺的化学性质与应用
胺的化学性质与应用
1、胺的弱碱性
胺与氨相似,水溶液呈弱碱性。这是由于胺分子中氮原子上未共用的电子对能接受水中的H+,使溶液中OH-浓度增大,溶液呈碱性。
NH3+H2ONH+OH-
R-NH2+H2OR-NH+OH-
2、胺与铵盐的转化
(1)胺与强酸反应生成铵盐:
CH3-NH2+HCl—→CH3-NHCl- (或CH3-NH2·HCl)
氯化甲铵 盐酸甲胺
+HCl—→(或)
氯化苯铵 盐酸苯胺
(2)铵盐与强碱作用生成有机胺
+NaOH—→+NaCl+H2O
应用:实验室可从含有胺的植物组织中分离、提纯胺类化合物(生物碱)。
3、胺的酰化反应
胺与酰卤或酸酐反应,胺的氮原子上氢原子被酰基(RCO—)取代生成酰胺的反应。例如:
CH3CH2NH2 + (CH3CO)2O→CH3CONHCH2CH3 + CH3COOH
乙胺 乙酸酐 乙酰乙胺
4.应用:在胺类药物的合成中,常利用胺与酸和强碱的反应将某些难溶于水、易被氧化的胺,转化为可溶于水的铵盐,增加药物的稳定性,便于保存和运输。
几种常见的胺及其应用
(1)乙二胺(H2NCH2CH2NH2):无色透明液体,溶于水和醇,具有扩张血管的作用。它是制备药物、乳化剂和杀虫剂的原料。乙二胺的戊酸盐是治疗动脉硬化的药物。乙二胺与氯乙酸作用,生成乙二胺四乙酸,简称EDTA,是重要的分析试剂。
(2)己二胺(H2N(CH2)6NH2:合成化学纤维“尼龙66”的主要原料。
(3)苯胺是染料工业中最重要的原料之一。
【典例2】(25-26高三上·江苏扬州·期中)化合物Z是某药物的中间体,其合成路线如下:
下列说法正确的是
A.X在的乙醇溶液中加热可发生消去反应
B.Y分子中所有碳原子可能在同一平面上
C.可与生成的酸反应,提高Z的产率
D.,在水中的溶解度比Z在水中的小
【变式2-1】(24-25高二下·江苏扬州·阶段练习)制备重要的有机合成中间体丙的反应如下。下列说法正确的是
A.1mol甲最多可以与3mol H2反应 B.甲→乙的反应类型为加成反应
C.丙能与盐酸和金属钠发生反应 D.丙分子中所有碳原子共平面
【变式2-2】(24-25高二下·江苏扬州·期中)已知苯胺(液体)、苯甲酸(固体)微溶于水,苯胺盐酸盐易溶于水。实验室初步分离甲苯、苯胺、苯甲酸混合溶液的流程如图。下列说法正确的是
A.苯胺既可与盐酸也可与溶液反应
B.由①、③分别获取相应粗品时可采用相同的操作方法
C.由该流程可以说明苯甲酸和苯甲酸钠在水中的溶解度差别很大
D.苯胺、苯甲酸、甲苯粗品依次由①、②、③获得
【变式2-3】(25-26高三上·江苏镇江·月考)化合物Z是合成药物长春碱的中间体,部分合成路线如下:
下列说法不正确的是
A.X分子存在顺反异构体 B.Y分子能与盐酸反应
C.1molZ最多能和6mol发生加成反应 D.Y→Z的反应类型为取代反应
题型03 酰胺的定义、结构和分类
酰胺的定义、结构和分类
(1)定义:酰胺是羧酸分子中羟基被氨基或烃氨基(—NHR或—NR2)所替代得到的化合物。
(2)结构:
其结构一般表示为,其中的叫做酰基,叫做酰胺基。
(3)分类:根据氮原子上取代基的多少,酰胺可以分为伯、仲、叔酰胺三类。
【典例3】(24-25高二下·江苏宿迁·期末)乙酰苯胺()是微溶于冷水、可溶于热水的白色结晶性粉末。以苯胺和乙酰氯()为原料,添加,通过酰胺化反应生成乙酰苯胺;再经硝化、水解反应制备对硝基苯胺。下列有关说法不正确的是
A.酰胺化时添加,可以提高乙酰苯胺的产率
B.酰胺化制得的乙酰苯胺粗产物,可以通过重结晶的方法提纯
C.苯胺与浓硝酸进行硝化,可以加快制备对硝基苯胺的速率
D.工业废水中的乙酰苯胺,可以通过高温碱性水解去除
【变式3-1】(24-25高二下·江苏淮安·期末)莫西赛利可改善脑梗塞或脑出血后遗症等症状。其合成路线中间体X的结构如下图所示,下列关于该中间体的说法不正确的是
A.1mol中间体X与盐酸反应,最多消耗1molHCl
B.中间体X中sp2杂化和sp3杂化的碳原子数目之比为7:9
C.中间体X中所有碳原子不可能在同一平面
D.中间体X与足量H2加成后的产物中含有4个手性碳原子
【变式3-2】(23-24高二下·江苏南京·阶段练习)达菲的主要成分为磷酸奥司他韦,具有抗病毒的生物学活性,结构简式如图所示,下列关于奥司他韦的说法不正确的是
A.分子中含有3个手性碳原子
B.能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色
C.奥司他韦既具有酸性,又具有碱性,是一种两性化合物
D.1mol奥司他韦最多能与2mol NaOH反应
【变式3-3】(23-24高二下·江苏无锡·期末)化合物C是一种重要的药物中间体,可由下列方法获得。下列说法正确的是
A.A分子所含硝基和氨基中N的化合价相同
B.B分子苯环上的一氯代物有4种
C.C中的含氧官能团有硝基、酰胺键和碳氯键
D.A、B生成C的反应类型是取代反应
题型04 常见的酰胺及其物理性质
1、常见的酰胺
乙酰胺:
N,N-二甲基甲酰胺(简称DMF): ,是有机物和无机物的优良溶剂。
对乙酰氨基酚(“扑热息痛”):,是重要的解热镇痛药。
尼龙-66:,高分子材料。
构成生命体的基础物质蛋白质中也含有酰胺键,在二肽、多肽和蛋白质中,酰胺键又称为肽键。
2、物理性质
除甲酰胺外,大部分是白色晶体。酰胺的熔点、沸点均比相应的羧酸高。低级的酰胺能溶于水,随着相对分子质量的增大,酰胺的溶解度逐渐减小。
【典例4】(24-25高三上·江苏南通·开学考试)如图所示的自催化反应,Y做催化剂。下列说法正确的是
A.X不能发生水解反应 B.Y与盐酸反应的产物不溶于水
C.X中存在1个手性碳原子 D.Z分子中最多有24个原子共平面
【变式4-1】(2025·江苏镇江·模拟预测)盐酸恩沙替尼(J)是首个由中国企业主导在全球上市的小分子肺癌靶向创新药,其合成路线如下。
已知:
回答下列问题:
(1)A→C的反应类型是___________。B中手性碳原子数为___________。
(2)C分子中含氧官能团的名称为硝基和___________。
(3)在G转化为H的过程中,加入足量三乙胺[]可提高H的产率,原因是___________。
(4)写出满足下列条件的()的同分异构体的结构简式:___________。
①含4个;②含五元环的环状结构;③核磁共振氢谱显示有2组峰;④使酸性溶液褪色。
(5)据题中信息,以苯为原料,设计合成食品香料的路线___________(用流程图表示,其他无机试剂任选)。
【变式4-2】(24-25高三上·江苏常州·期末)氯硝西泮(H)可用作镇静药物,其合成路线如下:
已知:氨基易被氧化;可选择性地将羰基还原为羟基,但不影响苯环的结构。
(1)A的碱性比D的_______(填“强”、“弱”或“无差别”)。
(2)B中含氧官能团的名称是_______。
(3)未直接使用“A→D”合成,而使用“A→B→C→D”三步的原因是_______。
(4)整个合成路线中,与D→E的反应类型相同的步骤共有_______步(含D→E)。
(5)G→H的反应需要经历G→X→H的过程,中间体X与G互为同分异构体。X的结构简式为_______。
(6)是某种抗血栓药物中间体。写出以和为原料制备该中间体的合成路线流程图_______(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
【变式4-3】(2025·江苏南通·一模)有机物H可通过如下路线合成得到:
(1)有机物D中含氧官能团的名称为___________。D→E的转化中N(C2H5)3的作用是___________。
(2)C→D的反应分C→X→D二步,C→X为加成反应,X与D互为同分异构体,则X的结构简式为___________。
(3)写出满足下列条件的G的一种同分异构体的结构简式___________。
①含苯环和氰基(-CN),分子中有三种化学环境不同的氢原子;
②碱性条件下水解有二甲基胺生成。
(4)已知:①;
②苯环上连有时,会将新引入的基团连接到间位;苯环上连有-Br时,会将新引入的基团连接到邻位或对位;
③ RUTEU : -NHR(R表示氢或烃基)易被氧化。
以、、为原料合成,写出合成路线流程图___________(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
题型05 酰胺的化学性质
化学性质
酰胺与酯类有机化合物一样,都是羧酸衍生物,两者的结构类似,具有相似的性质。在酸、碱作用下,它们都能发生水解反应,酰胺水解生成羧酸和氨(胺),酯水解生成羧酸和醇。酰胺的化学性质
1、酸碱性:酰胺无明显的碱性,二酰亚胺类化合物受两个酰基影响,N—H键极性增加,显弱酸性。如:
(1)与酸反应:乙酰胺与硫酸反应的化学方程式:2CH3CONH2+2H2O+H2SO42CH3COOH+(NH4)2SO4。
(2)与碱反应:乙酰胺与NaOH溶液反应的化学方程式:CH3CONH2+NaOHCH3COONa+NH3↑。
2、水解反应:酰胺在强酸、强碱或酶的催化下,发生水解反应生成羧酸(或羧酸盐)和氨、胺(或铵盐)。
应用:胺可以转化成酰胺,酰胺又可以水解变成胺,常利用这种转化关系来保护氨基。
特别提醒
氨、胺、酰胺和铵盐在组成、结构、性质和用途上的不同
组成
结构
性质
用途
氨
N、H
溶于水显碱性,能和酸或酸性物质发生反应
制冷剂、制造化肥和炸药
胺
C、N、H
R—NH2
具有碱性
合成医药、农药和染料等的化工原料
酰胺
C、N、O、H
在酸或碱存在并加热的条件下可以发生水解反应
作溶剂和化工原料
铵盐
N、H等
NH和酸根阴离子
受热易分解,可与碱反应产生氨气
工业、农业及日常生活中都有用途
【典例5】(25-26高二上·江苏·期中)1 mol某有机物在稀硫酸作用下,水解生成2 mol相同的物质。有下列物质:
①蔗糖 ②麦芽糖 ③淀粉 ④ ⑤ ⑥ ⑦
其中符合题目要求的是
A.②⑤⑥⑦ B.②④⑤ C.①②⑤⑦ D.①④⑤⑥
【变式5-1】(24-25高二上·江苏徐州·期中)在指定条件下,下列选项所示的物质间转化不能实现的是
A.
B.
C.
D.
【变式5-2】(25-26高二上·江苏无锡·期中)在给定条件下,下列选项中所示物质间转化均能实现的是
A.
B.在溶液中水解,
C.
D.
【变式5-3】(24-25高二下·江苏南通·期末)阿斯巴甜是一种甜味剂,甜度是蔗糖的100多倍,结构简式如图所示。下列说法正确的是
A.阿斯巴甜属于糖类
B.阿斯巴甜分子中含有4个手性碳原子
C.阿斯巴甜可以发生缩聚反应
D.1mol阿斯巴甜最多能与反应
题型06 酰胺的制备
酰胺的制备
酰胺可以通过氨气(或胺)与羧酸在加热条件下反应得到,或用羧酸的铵盐加热脱水得到。
合成乙酰胺的反应为:CH3COOH+NH3CH3CONH2+H2O。
【典例6】(24-25高三上·江苏南通·期中)合成抗肿瘤药氟他胺的部分流程如下。已知吡啶的结构简式为()。下列说法正确的是
A.甲分子中所有原子共平面
B.乙在水中的溶解度小于甲
C.1 mol丙最多与4 mol H2发生加成反应
D.乙→丙过程中加入吡啶是为了结合反应中产生的HCl
【变式6-1】(24-25高二上·江苏盐城·期中)乙酰苯胺()在工业上可作橡胶硫化促进剂、纤维酯涂料的稳定剂、过氧化氢的稳定剂等,可通过苯胺()和乙酸酐()反应制得。已知:纯乙酰苯胺是白色片状晶体,相对分子质量为135,熔点为114℃,易溶于有机溶剂。在水中的溶解度如下:
温度
20
25
50
80
100
溶解度/(g/100g水)
0.46
0.56
0.84
3.45
5.5
实验室制备粗乙酰苯胺的步骤如下(部分装置省略):
①将7mL(0.075mol)乙酸酐放入三颈烧瓶c中,在恒压滴液漏斗a中放入5mL(0.055mol)新制的苯胺。将苯胺在室温下逐滴滴加到三颈烧瓶中。
②苯胺滴加完毕,在石棉网上用小火加热回流30min,使之充分反应。
③待反应完成,在不断搅拌下,趁热把混合物缓慢倒入盛有100mL冷水的烧杯中,乙酰苯胺晶体析出。
④充分冷却至室温后,减压过滤(装置如上图),洗涤晶体2-3次。用滤液冲洗烧杯上残留的晶体,再次过滤,两次过滤得到的固体合并在一起。
回答下列问题:
(1)仪器b的名称是_______。恒压滴液漏斗a的支管的作用是:_______。
(2)乙酰苯胺分子中最多有_______个碳原子共面。
(3)写出上述反应的化学方程式_______。
(4)减压过滤的优点是_______。
(5)请补充完整提纯乙酰苯胺的实验方案:_______,得到纯净的乙酰苯胺晶体。(实验中须使用试剂:粗乙酰苯胺、冰水、活性炭、热蒸馏水。已知活性炭可用于吸附杂质和色素。)
【变式6-2】(25-26高三上·江苏·月考)吗氯贝胺(H)临床上为单胺氧化酶抑制剂类抗抑郁药,其中的一种合成路线如下(部分试剂和条件省略)。
回答下列问题:
(1)化合物C中含氧官能团的名称为___________,化合物C的结构简式为___________。
(2)B→C的反应类型为___________。
(3)F+G→H的化学方程式为___________。
(4)化合物G同时符合下列条件的同分异构体的结构简式为___________(任写一种)。
①分子中有3种不同类型的氢原子;②分子中存在。
(5)设计由对二甲苯和CH3NH2制备的合成路线___________(无机试剂任选)。
仿照题干流程中B→C→D→F的转化,把对二甲苯中甲基转化为羧基、羧基转化为-COCl,再和氨基发生取代反应得到目标产物,故合成路线为:。
【变式6-3】(2026·江苏徐州·模拟预测)药物G的合成路线如下:
(1)的反应类型为______,B分子中含氧官能团名称为______。
(2)会产生与C互为同分异构体且含四元环的副产物,其结构简式为______。
(3)写出同时满足下列条件的D的一种芳香族同分异构体的结构简式:______。碱性条件下水解,生成氨和X、Y两种羧酸盐。X酸化后分子中碳原子轨道杂化类型相同,有3种不同化学环境的氢原子;Y酸化后分子中含有一个手性碳原子。
(4)可简写为Ms。E中“*”标记的键比D中“*”标记的键更易断裂的原因是______。
(5)已知:(R、代表烃基)。写出以、和为原料制备的合成路线流程图______。(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线示例见本题题干)
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