《有机化学》项目四 含氮有机化合物(课件)甘肃省(生物与化工大类)专业技能资源
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普通
内容正文:
含氮有机化合物
CHAPTER
4
硝基化合物
胺和季铵化合物
1
2
含氮有机化合物
CHAPTER 4
硝基化合物
PART
1
含氮有机化合物
第一节 硝基化合物
含氮有机化合物
学习目标
1.熟悉硝基化合物的结构和分类;会熟练地对硝基化合物进行命名;
2.掌握硝基化合物的主要性质;会书写硝基化合物的典型化学反应式;
3.了解硝基化合物的制备方法;
4.熟悉重要的硝基化合物及其在药学中的应用;
5.能用化学方法鉴别伯、仲、叔硝基化合物。
第一节 硝基化合物
含氮有机化合物
案例导入
某化工厂硝基苯车间硝基苯精馏塔发生爆炸,造成1人轻伤,经济损失严重。事故主要原因是由于工作人员未按规定停止精馏,定期排出精馏塔底焦状物质导致塔釜中多硝基化合物含量偏高,是引发此次爆炸事故的原因之一。在硝化反应中,伴随着副反应,会生成 2,4-二硝基酚及其盐类、间二硝基苯等多硝基化合物,这些物质在高温、磨擦、撞击等条件下会分解放热而引起爆炸,爆炸能量再迅速推动全部硝基化合物引起爆炸,瞬间形成巨大的爆炸威力。
问题:1.上述硝基苯、2,4-二硝基酚、间二硝基苯等是一类什么样的物质?
2.以上物质为什么会发生爆炸?它们具有哪些主要性质?
含氮有机化合物
一、硝基化合物概述
1. 硝基化合物的定义、结构
硝基化合物是指烃分子中的氢原子被硝基(-NO2)取代后生成的化合物。常用RNO2或ArNO2表示。
烃 硝基化合物
含氮有机化合物
2. 硝基化合物的分类
(1)根据分子中所连接硝基的多少
类型 一硝基化合物 多硝基化合物
概念 连接一个硝基 连接多个硝基
举例
含氮有机化合物
(2)根据氮原子所连接碳原子的类型不同
类型 伯硝基化合物
(1°硝基化合物) 仲硝基化合物
(2°硝基化合物) 叔硝基化合物
(3°硝基化合物)
概念 氮原子与伯碳相连 氮原子与仲碳相连 氮原子与叔碳相连
举例
含氮有机化合物
(3)根据硝基所连接烃基的不同
类型 脂肪族硝基化合物 芳香族硝基化合物
概念 硝基与脂肪烃相连 硝基与芳香烃相连
举例
含氮有机化合物
3. 硝基化合物的命名
硝基化合物的命名通常是以烃为母体,将硝基作为取代基来命名,
2-硝基丙烷
对硝基苯乙酮
间硝基甲苯
含氮有机化合物
3. 硝基化合物的命名
多官能团硝基化合物命名时,硝基仍作为取代基
间硝基氯苯
邻硝基苯磺酸
对硝基苯酚
含氮有机化合物
练一练1
写出下列化合物的名称或结构简式
3-硝基苯甲醛
2,4,6-三硝基甲苯
4-硝基苯乙酮
4. 硝基苯
5. 对硝基甲苯
6. 2-硝基丙烷
含氮有机化合物
二、硝基化合物的物理性质
沸点比相应卤代烃高。
相对密度都大于1,比水重,不溶于水,溶于有机溶剂。
脂肪族硝基化合物是无色而具有香味的液体,难溶于水,而易溶于醇和醚。
名称 熔点/℃ 沸点/℃
硝基甲烷 -29 101.2
硝基乙烷 -89.52 114.07
1-硝基丙烷 -108 131.6
2-硝基丙烷 -93 120
硝基苯 5.7 210.9
邻硝基甲苯 -9.5 221.7
对硝基甲苯 15.6 230~231
2,4,6-三硝基甲苯 80.1 240
一些常见硝基化合物的物理常数
含氮有机化合物
二、硝基化合物的物理性质
大部分芳香族化合物都是淡黄色固体,通常具有爆炸性和毒性,可用作炸药,容易引起肝、肾和血液中毒。芳香族多硝基化合物爆炸性极强,使用时要注意安全。有的多硝基化合物有强烈香味,可作香料;有的可用作药物合成原料或中间体,有的药物分子中就含有硝基苯环的结构片段。
2,4,6-三硝基甲苯 二甲苯麝香(人造麝香)
简称TNT,是一种烈性炸药 可用作香料
含氮有机化合物
三、硝基化合物的化学性质
硝基是个很容易被还原的基团,尤其是直接连接在苯环上的硝基,更容易被还原,反应条件及介质对还原反应产物有较大的影响。硝基化合物可催化氢化或在酸性还原系统中(Fe、Zn、Sn和盐酸)可还原为胺,这是工业上制备芳伯胺常用的方法。
1.硝基的还原
Ni、Pt、Pd催化加氢。例如:
邻氨基乙酰苯胺
含氮有机化合物
Fe、Zn、Sn和盐酸酸性还原系统。例如:
该反应的中间产物是亚硝基苯及苯基羟胺,但它们比硝基苯更容易还原,不易分离出来,进一步还原为氨基。
亚硝基苯 N-羟基苯胺(苯基羟胺) 苯胺
苯胺
铁和盐酸作还原剂,价格便宜,但会产生大量铁泥,已限制使用。
含氮有机化合物
以二氯化锡为还原剂,还可选择性还原硝基,避免其他可被还原的取代基被还原。
钠或铵的硫化物或多硫化物,如硫化钠、硫化铵、硫氢化钠、硫氢化铵或多硫化铵等可以选择性地将多硝基化合物中的1个硝基还原成氨基。
含氮有机化合物
硝基苯在碱性条件下还原,可得双分子还原产物,如:
氢化偶氮苯
产物氢化偶氮苯若用酸处理可发生重排,主要生成联苯胺,这是联苯胺型化合物常用的制备方法。
联苯胺
含氮有机化合物
硝基是个强吸电子基团,它对苯环上取代基特别是邻、对位取代基的性质有很大的影响。卤苯型化合物中的卤素很不活泼,难以发生亲核取代反应,但当卤素的邻、对位有硝基存在时,卤原子活性增加,硝基越多,亲核取代越容易进行。例如:
2. 芳香族硝基化合物苯环上的亲核取代反应
含氮有机化合物
除了羟基,其他带负电核或含有孤对电子的亲核试剂如CH3O-、HS-等也能发生芳环的亲核取代反应。例如:
这是由于邻、对位硝基对卤素的强吸电子作用,使得与卤素连接的碳原子电子密度降低,容易受到亲核试剂的进攻,形成一个带负电的中间体,使得芳香亲核取代反应更易进行。
含氮有机化合物
练一练2
根据上面所学原理,想一想硝基对苯酚的酸性有何影响,即下面四种物质的酸性是如何变化的?为什么?
1.
2.
3.
4.
四种物质的酸性强弱顺序为:(1)<(2)<(3)<(4)
硝基是强吸电子基,使得硝基的邻、对位羟基所连碳原子电子密度降低,从而使羟基氢更容易电离,显示酸性,苯环上连接的硝基越多,酸性越强。
含氮有机化合物
3. α-氢原子的酸性
含α-氢原子的脂肪硝基化合物表现出明显的酸性,这是由于硝基是吸电子的取代基,导致其α-位上的氢有明显的酸性。所以,不溶于水的这类硝基化合物可与强碱氢氧化钠反应生成钠盐而溶于氢氧化钠水溶液中:
用盐酸酸化后,重新生成硝基化合物:
具有α-氢的伯、仲硝基化合物有这个性质,叔硝基化合物没有这种氢原子,因此没有这个性质。
含氮有机化合物
练一练3
向三支试管中分别加入几滴硝基甲烷、2-硝基丙烷和硝基苯,然后分别加入适量的蒸馏水,振荡摇匀,观察实验现象,再缓慢逐滴的加入适量的强碱氢氧化钠溶液,边加边振荡,观察实验现象。在三支试管中加入蒸馏水后,观察到了什么实验现象?继续加入强碱氢氧化钠溶液,摇匀后观察到了什么实验现象?说明了什么?
三支试管中加入蒸馏水后,试管中都出现分层现象,因为硝基化合物都不溶于水,且密度都比水大。继续加入强碱氢氧化钠溶液,摇匀后硝基甲烷、2-硝基丙烷的试管中分层现象消失,而装有硝基苯的试管无现象,因为硝基甲烷、2-硝基丙烷都含有α-H,显示明显的酸性,能与氢氧化钠反应生成可溶性盐。而硝基苯无α-H,与氢氧化钠不反应。
含氮有机化合物
四、硝基化合物的制备方法
芳烃和脂肪烃的直接硝化是制备硝基化合物最简捷、最重要的方法。
硝酸是最常用的硝化试剂之一,它能使许多芳香族化合物发生硝化,普通硝酸和发烟硝酸都能用于硝化。
含氮有机化合物
硝酸与硫酸组成的混酸是比硝酸更强的硝化剂,根据底物活性的高低可使用普通的硝酸或者发烟硝酸,这个方法可以顺利的得到多硝基取代产物。
含氮有机化合物
五、重要的硝基化合物及其在药学中的应用
1. 硝基苯
硝基苯,又名密斑油、苦杏仁油,无色或淡黄色具有苦杏仁味的油状液体,熔点5.7℃,沸点210.9℃,相对密度1.205,难溶于水,密度比水大; 易溶于乙醇、乙醚、苯和油。
能通过呼吸道和皮肤进入血液中,破坏血红素输送氧的能力,有很大的毒性。遇明火、高热会燃烧、爆炸。硝基苯是重要的硝基化合物,常用作有机合成的中间体,是合成苯胺、联苯胺、偶氮苯的重要原料。
含氮有机化合物
2. 2,4,6-三硝基甲苯
2,4,6-三硝基甲苯简称TNT,白色或淡黄色针状晶体,无臭,有吸湿性,熔点为80.1℃,沸点为240℃,相对密度为1.65,几乎不溶于水,微溶于乙醇,溶于苯、甲苯和丙酮。有毒,我国车间空气中最高容许浓度为1 mg·m-3(皮)。
TNT是由甲苯与混酸经过分步硝化制得,它是一种重要的炸药,熔点较低,熔融方便,易同其它成分混合,易灌注弹壳内,是既便宜又安全的猛烈炸药,亦称黄色炸药。除直接用作炸药外,它还是许多炸药及其中间体的原料,即可单独使用也可与其它炸药混合使用,还可用于制造染料、医药品等。烈性炸药TNB(1,3,5-三硝基苯)就是以TNT为原料制得的:
含氮有机化合物
3. 2,4,6-三硝基苯酚
2,4,6-三硝基苯酚又名苦味酸,是黄色针状或块状晶体熔点为121.8℃,沸点大于300℃,相对密度为1.76,有毒,味极苦。能溶于热水,乙醇,苯及乙醚,难溶于冷水,水溶液呈酸性。
苦味酸用于制造硫化染料及炸药,也是检验生物碱的重要试剂。由于它的酸性很强,会腐蚀弹壳,且生成的铁盐对震动和摩擦特别敏感,作炸药使用很不安全,现在弹药趋于完全不用。
TNT TNB
胺和季铵化合物
PART
2
含氮有机化合物
第二节 胺和季铵化合物
含氮有机化合物
学习目标
1.熟悉胺的结构和分类;会熟练地对胺进行命名;
2.掌握胺的主要性质;会书写有关典型反应方程式;
3.化学方法鉴别伯、仲、叔胺;
4.了解胺类化合物的制备方法;
5.熟悉重要的胺和季铵化合物;
6.了解胺类化合物在药学中的应用。
第二节 胺和季铵化合物
含氮有机化合物
案例导入
某年某月某市食品厂因污水调节池发生堵塞,造成污水外溢。1名工人下池疏通,下到一半即从梯子上跌落池底,随后又有2名工人因下池救人相继跌落池底。其他人员见状,立即报警求救。1h后,消防人员佩戴防毒面具下池将3人救上地面。3人呈昏迷状态,嘴角流出粉红色泡沫状分泌物、鼻孔渗血,经医务人员抢救无效,3人当场死亡。现场流行病学调查,此食品厂是生猪屠宰企业,在生产过程中产生的污水中,含有猪的内脏和血水等杂物。实验室人员立即赶赴现场进行现场检验,检验结果表明污水调节池内空气中三甲胺平均浓度为50104.7mg/m3,是国外参考标准的4175.4倍。
含氮有机化合物
三甲胺毒理学试验表明,三甲胺浓度为11.56 mg/m3时,可见试验动物4h后出现死亡;尸检发现呼吸道淤血、渗血。此次中毒死亡者症状与之相似。
文献资料表明,猪的内脏和血水等杂物长时间滞留,经发酵分解可产生胺类化合物(一甲胺、二甲胺、三甲胺,氧气严重缺乏时三甲胺最多)、甲烷、硫化氢等有害气体。
问题:1. 胺类化合物是一类什么样的物质?它具有哪些主要性质?
2. 为什么胺类化合物会导致人体中毒,中毒后有哪些急救措施?
含氮有机化合物
一、胺的概述
1. 胺的定义、结构
胺可以看作氨分子(NH3)中的氢原子被烃基取代后生成的化合物。其通式为:
氨 胺
胺的官能团以氨基(-NH2)为代表:
乙胺 二甲胺 甲乙胺 苯胺
含氮有机化合物
2. 胺的分类
(1)按照氨分子中的氢原子被烃基取代的数目不同
类型 伯胺 仲胺 叔胺
概念 被一个烃基取代 被二个烃基取代 被三个烃基取代
举例
R2NH R3N
RNH2
胺也可以根据分子中氮原子所连接烃基的不同,将胺分为脂肪胺和芳香胺。氮原子直接与脂肪烃基相连的胺称为脂肪胺,氮原子直接与芳环相连的胺称为芳香胺。
含氮有机化合物
2. 胺的分类
(2)根据分子中氮原子所连接烃基的不同
类型 脂肪胺 芳香胺
概念 氮原子直接与脂肪烃基相连 氮原子直接与芳环相连
举例 CH3CH2NH2
含氮有机化合物
(3)根据胺分子中所含氨基(-NH2)的数目不同
类型 一元胺 二元胺 多元胺
概念 胺分子中所含1个氨基 胺分子中所含2个氨基 胺分子中所含多个氨基
举例 CH3CH2NH2 H2NCH2CH2NH2
含氮有机化合物
3. 胺的命名
简单的胺是以胺作母体,烃基作为取代基,命名时将烃基的名称和数目写在母体胺的前面,“基”字一般可以省略。
乙胺 二甲胺 甲乙胺 苯胺
含氮有机化合物
当氮原子上同时连有芳香烃基和脂肪烃基时则以芳香胺作为母体,命名时在脂肪烃基前加上字母“N”,表示该脂肪烃基是直接连在氮原子上。
4-甲基-N-乙基苯胺 N-甲基-N-乙基苯胺
含氮有机化合物
比较复杂的胺,是以烃作为母体,氨基作为取代基来命名。
2-甲基-4-氨基己烷
命名时注意氨、胺和铵的含义,在表示基团时用“氨”;表示NH3的烃基衍生物时用“胺”;表示铵盐或季铵化合物时用“铵”。
含氮有机化合物
练一练1
命名下列化合物
1.
2.
3.
N,N-二甲基苯胺
叔丁胺
N,N-二乙基-3-甲基-2-氨基戊烷
含氮有机化合物
二、胺的物理性质
胺有难闻的气味,许多脂肪胺都有鱼腥臭,丁二胺与戊二胺有腐烂肉的臭味,它们又分别被称为腐胺与尸胺。
胺和氨一样,都是极性物质。除了叔胺外,都能形成分子间氢键,因此,沸点比不能以氢键缔合的相对分子质量相近的醚高,由于氮的电负性小于氧,N-H的极性比O-H键弱,形成氢键较弱,因此伯胺、仲胺的沸点比相对分子质量相近的醇和羧酸低。叔胺由于氮上没有氢原子,不能形成氢键,其沸点与相对分子质量相近的烷烃相似。碳原子相同的脂肪族胺中,伯胺的沸点最高,仲胺次之,叔胺最低。
含氮有机化合物
低级胺易溶于水,随着相对分子质量的增加,其溶解度迅速降低。例如,甲胺、二甲胺、乙胺、二乙胺等可与水以任意比例混溶,C6以上的胺则不溶于水。这是因为低级胺与水分子间能形成氢键,所以易溶于水。随着胺分子中的烃基增大,空间位阻增强,难与水形成氢键,因此高级胺难溶于水。
芳胺是无色的高沸点液体或低熔点固体,毒性很大。与皮肤接触或吸入其蒸气都会引起中毒,如苯胺可以通过吸入、食入或透过皮肤吸收而致中毒,食入0.25ml就会严重中毒,所以使用时要格外小心。有些芳香胺能致癌,如β-萘胺与联苯胺就是能导致恶性肿瘤的物质。
含氮有机化合物
表4-2 一些胺的物理常数
名称 熔点/℃ 沸点/℃ 溶解度/mol·L-1 pKa(25℃)
甲胺 -93.5 -4.3 易溶 10.62
乙胺 -80.6 16.6 易溶 10.75
丙胺 -83.0 49~50 易溶 10.70
异丙胺 -101.0 32.4 易溶 10.72
叔丁胺 -67.5 44.4 易溶 10.45
苯胺 -6.3 184.4 3.6 4.60
二甲胺 -96.0 7.4 易溶 10.73
三甲胺 -117 3.2~3.8 易溶 9.78
含氮有机化合物
三、胺的化学性质
1. 碱性
胺具有碱性,这是由于氮原子上的孤对电子易与水中的质子相结合的缘故。胺在水中存在下列平衡:
含氮有机化合物
胺类的碱性强弱与其结构有关。其基本规律为:
(1)脂肪胺的碱性比氨大
在水溶液中,脂肪胺中2°胺的碱性最强,1°胺、3°胺次之,但它们的碱性均比氨强。
化合物 (NH3)2NH CH3NH2 (CH3)3N NH3
pKa 10.73 10.65 9.78 9.24
含氮有机化合物
总的来说,胺是一类弱碱,其盐与氢氧化钠溶液作用时,又能释放出游离胺。
可利用这一类性质纯化胺类化合物。
(2)芳香胺的碱性比氨小
这是由于苯环和相连的氨基之间存在电子效应,氮原子上电子云向苯环方向偏移,使氮原子周围电子云密度减小,接受质子的能力也随着减小,因而碱性减弱。同时苯环又占据较大的空间,阻止质子和氨基结合,故苯胺的碱性比氨弱得多,这和实际测定的pKa大小顺序完全一致:
含氮有机化合物
pKa 10.65 9.24 4.60
由此可知,胺在水溶液中的碱性强弱为:
二甲胺>甲胺>三甲胺>NH3>芳香胺
芳香胺的碱性强弱与氮原子所连的苯基(芳基)数目有关:
pKa 4.60 1.0 近于中性
含氮有机化合物
练一练2
1.甲胺、二甲胺、苯胺
2.苯胺、对甲氧基苯胺、对硝基苯胺
比较下列化合物的碱性强弱
2. 碱性:对甲氧基苯胺>苯胺>对硝基苯胺
1. 碱性:二甲胺>甲胺>苯胺
含氮有机化合物
2. 酰基化反应
伯胺和仲胺能与酰卤、酸酐等酰基化试剂反应生成酰胺。例如:
N-甲基-N-乙基苯甲酰胺
乙酰苯胺
叔胺分子中的氮原子上没有连接氢原子,所以不能进行酰基化反应。伯胺、仲胺经酰基化反应后得到具有一定熔点的结晶固体,因此酰基化反应可以鉴别伯胺和仲胺。
含氮有机化合物
酰胺可在酸碱催化下水解除去酰基,因此在有机合成上,常利用酰化反应来保护氨基。例如由对甲苯胺制备对氨基苯甲酸时,由于氨基易被氧化,可先在氨基上导入乙酰基生成不易被氧化的N-乙酰对甲苯胺,然后再氧化甲基成酸,产物经水解即生成对氨基苯甲酸。
含氮有机化合物
3. 磺酰化反应
伯胺、仲胺在碱存在下与苯磺酰氯作用,生成苯磺酰胺。
伯胺生成的苯磺酰胺,氨基上的氢原子受磺酰基的影响呈弱酸性,能溶于碱而生成水溶性的盐。
仲胺所生成的苯磺酰胺,氨基上没有氢原子不显酸性,不能溶于碱溶液中。
叔胺与苯磺酰氯不起反应,可溶于酸。
所以在有机分析中常利用苯磺酰氯(或对甲基苯磺酰氯)来分离、鉴别三种胺类化合物。这个反应称为兴斯堡反应,是胺的分析方法之一。
含氮有机化合物
可溶于水的盐
不溶于NaOH
含氮有机化合物
练一练3
想一想,下列化合物中,哪些能和苯磺酰氯发生磺酰化反应,哪些不能?
1.
2.
3.
4.
5.
(1)是仲胺,(2)、(4)是伯胺,能和苯磺酰氯发生磺酰化反应;(3)、(5)是叔胺,不能和苯磺酰氯发生磺酰化反应。
含氮有机化合物
4. 与亚硝酸反应
胺类化合物可以与亚硝酸发生反应,但伯、仲、叔胺各有不同的反应结果和现象。由于亚硝酸不稳定,通常采用亚硝酸钠和强酸(盐酸或硫酸)作为亚硝化试剂。
脂肪伯胺在强酸存在下与亚硝酸反应,能定量地放出氮气。此反应常用于脂肪伯胺与和其它有机物中氨基的含量测定。
重氮盐
芳香伯胺与亚硝酸在常温下的反应与脂肪伯胺相似,生成酚并放出氮气。
含氮有机化合物
但若在强酸性溶液中和低温条件下,与亚硝酸作用则生成重氮盐,称为重氮化反应。
重氮化反应生成的芳香重氮盐溶于水,在低温(0~5℃)时较稳定,加热时水解成酚类。干燥的重氮盐稳定性很差,易爆炸,故制备后直接在水溶液中应用。
含氮有机化合物
脂肪仲胺和芳香仲胺都能与亚硝酸反应生成N-亚硝基胺,为黄色不溶于水的油状物,具有强烈的致癌作用。
N-亚硝基胺(黄色油状物)
脂肪叔胺只能与亚硝酸形成不稳定的盐。
芳香叔胺可以在芳环上发生亚硝化反应,生成芳环上有亚硝基的化合物。
含氮有机化合物
四、季铵盐和季铵碱
季铵化合物是氮原子上连有四个烃基的化合物,在结构上可以看作是铵离子NH 中的4个氢都被烃基所取代而生成的化合物。
季铵化合物分为季铵盐和季铵碱。
1. 季铵盐
将叔铵与卤代烷加热,形成季铵盐。
例如:
含氮有机化合物
氯化苄基三甲铵
溴化正十六烷基三甲铵
季铵盐(R4N+X–,R为烃基) 是白色结晶固体,具有盐的性质,能溶于水,不溶于非极性有机溶剂,熔点高,常在熔融时分解。带有长链的季铵盐主要用途作为阳离子表面活性剂,具有去污、杀菌、消毒等功效。
含氮有机化合物
季铵盐与伯、仲、叔胺的盐不同,它与强碱作用时,不能使胺游离出来,而是得到含有季铵碱的平衡混合物:
该反应如果在醇溶液中进行,由于碱金属的卤化物(如卤化钾)不溶于醇而析出沉淀,可破坏上述平衡,使反应向正向进行比较彻底,全部生成季铵碱。若用湿的氧化银代替氢氧化钾,由于生成卤化银沉淀,也能使反应进行完全,生成季铵碱。
含氮有机化合物
2. 季铵碱
季铵碱(R4N+OH–,R为烃基)是强碱,碱性和氢氧化钠相近,分子结构与氢氧化铵(NH4OH)相似,可看作是NH4OH中氢原子被取代而得到的衍生物。季铵碱易潮解,易溶于水并完全电离。最简单的季铵碱氢氧化四甲铵(CH3)4NOH。季铵碱受热分解,分解产物与烃基结构有关。
当分子没有β-氢原子时,分解成叔胺和醇。例如:
当分子有β-氢原子时,分解成叔胺、烯烃和水。例如:
含氮有机化合物
五、胺的制备
胺类化合物的制备方法很多,除了通过前面有关章节介绍的硝基化合物、腈的还原反应制备胺外,还可采用还原氨化和盖布瑞尔合成等方法制备胺。
酮或醛在氨或伯胺存在下进行催化氢化可直接得到伯胺或仲胺,这个过程称为还原胺化。
含氮有机化合物
邻苯二甲酰亚胺分子中亚氨基上的氢原子受两个酰基的影响,有弱酸性,可以和碱作用生成盐,后者与卤代烃等烃化剂反应生成N-烃基邻苯二甲酰亚胺,然后水解可得纯的伯胺,该方法称为盖布瑞尔合成法。
也可用水合肼代替氢氧化钠,在温和的回流条件下反应,因为肼比胺的碱性略强,能和胺发生交换,使胺游离析出。
含氮有机化合物
1. 二甲胺
二甲胺为无色气体,沸点7.4℃,易溶于水、乙醇和乙醚。其低浓度气体有鱼腥臭味,高浓度气体有令人不愉快的氨味。易燃,与空气可形成爆炸性混合物,爆炸极限为2.80%~14.40%(体积分数)。二甲胺有毒,对皮肤、眼睛和呼吸器官都有刺激性。空气中允许浓度为10μg/g。工业上由甲醇与氨在高温、高压和催化剂存在下制得。
二甲胺主要用于医药、农药、染料等工业,是合成磺胺类药物、杀虫脒、二甲基甲酰胺等的中间体。
六、重要的胺类化合物及其在药学中的应用
含氮有机化合物
2. 乙二胺
乙二胺是最简单的二元胺,为无色粘稠状液体,沸点116.5℃,易溶于水。主要用于环氧树脂固化剂、农药、医药、低分子量聚酰胺树脂、螫合剂、表面活性剂、润滑油添加剂、纸张湿强剂等领域。乙二胺可以生产约20余个医药品种,主要有氨茶碱、甲硝羟基唑等,多为传统药物,随着全国医疗制度改革的全面启动,许多疗效好的传统药物还将占有相当市场,而且出口前景也看好。乙二胺与氯乙酸在碱性溶液中作用生成乙二胺四乙酸盐,后者经酸化得到乙二胺四乙酸,简称EDTA。
含氮有机化合物
EDTA及其盐类在分析化学中具有重要的应用,它能与碱土金属和重金属具有强烈的配位作用,形成非常稳定的螯合物,EDTA二钠盐还是重金属中毒的解药。
EDTA二钠盐
含氮有机化合物
3. 苯胺
苯胺是最简单也是最重要的芳香伯胺,是合成药物,染料等的重要原料,如可以合成磺胺类药物等。苯胺为油状液体,沸点184℃,微溶于水,易溶于有机溶剂。新蒸馏的苯胺无色,但久置会因氧化而颜色变深。苯胺有毒,能透过皮肤或吸入蒸气使人中毒,可引起皮肤起疹、恶心、视力不清、精神不安,因此使用苯胺时要谨防中毒。
苯胺与溴水反应,立即生成2,4,6-三溴苯胺白色沉淀。
含氮有机化合物
练一练4
将9g(0.16mol)还原Fe粉、17ml H2O、1ml冰醋酸放入250ml三颈烧瓶,振荡混匀,装上回流冷凝管。小火微微加热煮沸3~5min ,冷凝后分几次加入7ml硝基苯,用力振荡,混匀。加热回流,在回流过程中,经常用力振荡反应混合物,以使反应完全。
观察与思考:
1. 以上反应是我们前面所学习过的什么反应?
2. 你观察到的实验现象是什么?
答:1.该反应时硝基苯在酸性条件下的还原反应,生成苯胺。
2.实验现象:硝基苯不溶于水,生成的苯胺易溶于水。
谢谢!
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