第十一章含氮有机化合物 Microsoft PowerPoint 演示文稿
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大学有机化学第11章 含氮化合物
+ -
OH 用
N
2H SO 4
,避 免 Cl 取 代 O H
-
-
HCl
C uC l
Cl + N 2
N aN O 2 Cu
NO2
HBr
CuBr
B r + N N a2SO 3 2 Cu CN + N 2 K SC N Cu
SO 3
KCN
CuCN
SCN
H 3P O 2 + H 2O + N2 or H C H O + N aO H 最 早 用 C 2H 5O H ， 只 有 5 0 ~ 6 0 % 的 产 率
R 4N
+
OH +
+ Na + Cl A gC l
+ A gO H
R 4N O H
5/26/2013
电子效应对胺在水中碱性的影响
A. (C H 3 ) 2 N H B . C H 3N H 2 C. NH2 D . O 2N NH2
p K b 3 .2 7
p K b 3 .3 8
p K b 9 .4 0
+ H 3P O 3 + H C l + H C O O N a + N aC l + H 2O
5/26/2013
N 2 + C lH 3P O 2 H 2O
（此方法可以利用氨基的定位基效应引入其它基团，然后脱掉氨基）
CH3
CH3
Br CH3 CH3 HNO3 H 2S O 4 NO2 Br B r2 HN CH3 O CH3 NH2 1 . O H - /H 2 O CH3 2. N aN O 2 + H C l 3 . H 2O 2 Br Fe + H Cl CH3 (C H 3 C O ) 2 O HN CH3 O CH3
OH 用
N
2H SO 4
,避 免 Cl 取 代 O H
-
-
HCl
C uC l
Cl + N 2
N aN O 2 Cu
NO2
HBr
CuBr
B r + N N a2SO 3 2 Cu CN + N 2 K SC N Cu
SO 3
KCN
CuCN
SCN
H 3P O 2 + H 2O + N2 or H C H O + N aO H 最 早 用 C 2H 5O H ， 只 有 5 0 ~ 6 0 % 的 产 率
R 4N
+
OH +
+ Na + Cl A gC l
+ A gO H
R 4N O H
5/26/2013
电子效应对胺在水中碱性的影响
A. (C H 3 ) 2 N H B . C H 3N H 2 C. NH2 D . O 2N NH2
p K b 3 .2 7
p K b 3 .3 8
p K b 9 .4 0
+ H 3P O 3 + H C l + H C O O N a + N aC l + H 2O
5/26/2013
N 2 + C lH 3P O 2 H 2O
（此方法可以利用氨基的定位基效应引入其它基团，然后脱掉氨基）
CH3
CH3
Br CH3 CH3 HNO3 H 2S O 4 NO2 Br B r2 HN CH3 O CH3 NH2 1 . O H - /H 2 O CH3 2. N aN O 2 + H C l 3 . H 2O 2 Br Fe + H Cl CH3 (C H 3 C O ) 2 O HN CH3 O CH3
大学有机化学课件含氮化合物详解演示文稿
R3N
蒸出物 R3N
蒸馏
残留物
Na C6H5SO2N -R
滤液 抽滤
Na 1. H3 O
C6H5SO2N -R
R-NH2
2. OH
C6H5SO2N -R2
滤饼 C6H5SO2N -R2
1. H3 O R2NH 2. OH
34
第34页，共89页。
三）、与亚硝酸的反应（P91）
1、脂肪胺与亚硝酸的反应
4
第4页，共89页。
三、硝基化合物的化学性质
1、脂肪族硝基化合物 ⑴、酸性
CH3-NO2
pKa: 10.2
H
O
R-CHN
O
假酸式 （硝基式）
CH3CH2-NO2 8.5
CH3-CH-CH3
NO2 7.8
OH
R-CHN
NaOH
O
酸式 （假酸式）
O-
R-CHN
Na+
O
5
第5页，共89页。
⑵、与羰基化合物的缩合反应
溶解
SO2-Cl + H-N-R2
仲胺
NaOH
SO2NR2
沉淀
SO2Cl + N-R3
叔胺
NaOH
R3N +
SO2O-Na+ + NaCl
不反应 （黄色油状物）
33
第33页，共89页。
用兴斯堡反应分离伯、仲、叔胺的混合物：
RNH2 R2NH R3N
C6H5SO2Cl NaOH
Na C6H5SO2N -R C6H5SO2N -R2
第二节 胺
胺类广泛地存在于生物界，具有极其 重要的生理作用。
绝大多数的药物含有胺的官能团——氨基。 蛋白质、核酸、许多激素、抗生素和生物
蒸出物 R3N
蒸馏
残留物
Na C6H5SO2N -R
滤液 抽滤
Na 1. H3 O
C6H5SO2N -R
R-NH2
2. OH
C6H5SO2N -R2
滤饼 C6H5SO2N -R2
1. H3 O R2NH 2. OH
34
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三）、与亚硝酸的反应（P91）
1、脂肪胺与亚硝酸的反应
4
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三、硝基化合物的化学性质
1、脂肪族硝基化合物 ⑴、酸性
CH3-NO2
pKa: 10.2
H
O
R-CHN
O
假酸式 （硝基式）
CH3CH2-NO2 8.5
CH3-CH-CH3
NO2 7.8
OH
R-CHN
NaOH
O
酸式 （假酸式）
O-
R-CHN
Na+
O
5
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⑵、与羰基化合物的缩合反应
溶解
SO2-Cl + H-N-R2
仲胺
NaOH
SO2NR2
沉淀
SO2Cl + N-R3
叔胺
NaOH
R3N +
SO2O-Na+ + NaCl
不反应 （黄色油状物）
33
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用兴斯堡反应分离伯、仲、叔胺的混合物：
RNH2 R2NH R3N
C6H5SO2Cl NaOH
Na C6H5SO2N -R C6H5SO2N -R2
第二节 胺
胺类广泛地存在于生物界，具有极其 重要的生理作用。
绝大多数的药物含有胺的官能团——氨基。 蛋白质、核酸、许多激素、抗生素和生物
第十一章 含氮化合物共27页文档
N2 O
0.38
三、 重要硝基化合物
⒈ 硝基苯
⒉苦味酸
Cl
Cl
OH
OH
HN 3 O H 2S4 O
N2O H 2O, 2CN 3Oa
N2O HN 3 O O 2N N2O
H 2S4 O
关凌⒊霄T制N作T
N2O
N2O
N2O
7
一、 分类和命名
§11—2 胺
⒈ 分类 胺可看作氨的烃基衍生物
⑴ 按烃基可分为 脂肪胺和芳香胺 ⑵ 据NH3上H原子被取代的数目可分为
无机化合物
相应的有机氮化合物
名称
结构式
名称
结构式
氨
氢氧化铵 铵盐 硝酸 亚硝酸
NH3
NH4OH NH4Cl HO-NO2 HO-NO
胺
季铵碱 季铵盐 硝基化合物 亚硝基化合物
RNH2，ArNH2 伯胺 R2NH，（Ar）2NH 仲 胺 R3NH，（Ar）3NH 叔 胺
R4N+OHR4N+ClR-NO2，Ar-NO2 R-NO，Ar-NO
C3H N2H
N(2 C C 3 )2 H H
2—甲基—4—氨基戊烷
N,N—二乙氨基丁烷
⑸ 季铵类
二、结构
季铵碱: Me4N+OH— 氢氧化四甲铵 季铵盐: [Me3NEt]+Cl - 氯化三甲基乙基铵
Me2N+H2I- 碘化二甲铵
⒈问题的提出：N原子的电子构型: 1S22S22P3 , 键角应是90°
胺是弱碱，所以胺盐遇强碱则释放出游离胺，可分离提纯胺。
⑴ 脂肪胺
Me2NH 〉 MeNH2 〉 Me3N 〉 NH3
PKb 3.27
含氮有机化合物全解PPT共125页
END
45、法律的制定是为了保证每一个人 自由发 挥自己 的才能 ，而不 是为了 束缚他 的才能 。—— 罗伯斯 庇尔
பைடு நூலகம் 16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
含氮有机化合物全解
41、实际上，我们想要的不是针对犯 罪的法 律，而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民，就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律，法律受制于情 理。— —托·富 勒
有机含氮化合物总结 ppt课件
在水溶液中芳香胺的碱性比脂肪胺弱得多，甚至比氨还弱。这是由于氮上的未共用电子 对与苯环共轭，或多或少地移向苯环所致，故氮原子上的电子云密度有所降低。
对于苯胺来说，有以下规律：碱性强弱大到小：苯胺，二苯胺，三苯胺；事实上，苯 胺与盐酸等强酸生成盐在水溶液中只有部分水解；二苯胺与强酸生成的盐则在水溶液中 完全水解；三苯胺即使和强酸也不能成盐。前者有电子效应，也有空间效应，后者主要 是空间效应。
有机含氮化合 物总结
ห้องสมุดไป่ตู้
• 氨分子中的官能团—NH2决定了胺的化学性质，包 括与它相连的烃基的影响而表现出的一些性质。
有机含氮化合物总结
上面是因为水的溶剂化效应。伯胺的共轭酸较叔胺的共轭酸的水合作用强，所以其共轭 酸较稳定，酸性小，即伯胺的碱性较叔胺强。而仲胺的酸性介于上述两者之间。综合烃 基的电子效应和溶剂化效应，仲胺的碱性最强。此外立体效应也有一定影响，胺中烷基 越大，空间位阻越大，致使质子不易与氮原子靠近，也不利于溶剂化作用，故使叔胺的 碱性降低。
有机含氮化合物总结
2014 06 19
有机含氮化合物总结
❖ 硝基化合物 ❖胺 ❖腈 • 异腈 • 异腈酸酯 ❖ 重氮及重氮化化合物
❖ 12.1硝基化合物的分类、结构与物理性质 ❖ 12.2硝基化合物的化学性质 ❖ 12.3胺的分类及结构 ❖ 12.4胺的物理性质 ❖ 12.5胺的化学性质 • 12.6烯胺 • 12.7腈 • 12.8异腈及异腈酸酯
根据氨分子中氮上相连的烃基的数目：伯仲叔、季胺盐 根据氨基数目：一元、二元或多元胺
12.3.2结构 重点在结构
有机含氮化合物总结
有机含氮化合物总结
有机含氮化合物总结
有机含氮化合物总结
有机含氮化合物总结
十一章含氮有机化合物
（二）烷基化反应
R-NH2+R`-X
R2NH+R`-X
R3N+R`-X
R-NH-R`+R-NR2`
R2N-R`
R3NR`X -
三、酰化反应 碳酰化反应 磺酰化反应
碳酰化反应
RNH2
O
+ R’ C X
酰化剂 （酰卤、酸酐、酯）
O
R’ C NHR
酰胺
+ HX
酰化能力：酰卤＞酸酐＞酯（苯胺不被酯酰化）
胺的对映体的转变
氮在环内，翻转受阻
N N
H3C
Troger 碱 季铵盐 不能进行氮的翻转
形成N氧化物，不能翻转
CH3 Ph N O
C2H5
可分离出稳定的旋光异构体
CH3
H5C2
N Ph
CH2CH CH2
S-
CH3
N Ph
H2C CHCH2
C2H5
R-
四.物理性质
分子间氢键 b.P较高 低分子量的易溶于水
1° 胺
6、羰基化合物的还原胺化 (Reductive Amination)
O R C H (R) + R''R'NH2 H2/Ni
NR'R''
R CH NR'R'' H(R')
R C H (R)
CH3CH=O + NH3
H2/Ni CH3CH2NH2
NH3
1° 胺
CH3CH2CHO + CH3CH2NH2 H2/Ni CH3CH2CH2NHCH2CH3 1° 胺
表面活性剂
表面活性剂的分类： 按用途分：洗涤剂、乳化剂、润湿剂、
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当氮原子上连有4个烃基时， 形成季铵类化合物。
NH4 X
+
-
4R
[R4N] X
季铵盐
+
-
R 可以相同或不同
X 为卤原子或酸根
R4
+ NX
OH
R4
+ N OH
季铵碱
（二）命名
1、简单胺命名时，以胺为母体，
烃基作取代基。 烃基名称＋胺
①烃基相同： 烃基数目＋烃基名称＋胺
H5C2 NH2
乙胺
H3C N CH3 CH3
HO—C—OH
O=
（一）尿素 （脲）
O H2N C NH2
是人和哺乳动物蛋白质代谢的最终产 物，可配成注射液，可降低颅内压及眼 内压，用于治疗急性青光眼和脑水肿。
1.弱碱性
O H2N C NH2
O
+HNO3
H2N
C
NH2
﹒HNO
3
硝酸脲
硝酸脲不溶于水，易结晶，借此可以 从尿液中提取尿素。
2.水解反应
C2H5
H2N COOCH2CH2N+HCl-
C2H5
作用于外周神经产生传导阻滞作
用，依靠浓度梯度以弥散方式穿 透神经细胞膜，在内侧阻断钠离 子通道，使神经细胞兴奋阈值升 高，丧失兴奋性和传导性，信息 传递被阻断，具有良好的局部麻 醉作用。
用于浸润麻醉，溶液浓度多为
0．25％～0．5％，每次用量 0．05～0．25g，每小时不可 超过1．5g。用作腰麻，1次量 不宜超过0．15g，用5％溶液。 用于四肢的局部静脉麻醉， 0．5％溶液40～150ml。神经 传导阻滞时用 1％～2％溶液，1次不超过1g。
O C NH C C O NH O
C 6H 5 C 2H 5
O C NH C C O NH O
(H3C)2HCH2CH2C C 2H 5
O C NH C C O NH O
C2H5
C2H5
巴比妥
苯巴比妥
异戊巴比妥
用作镇静和催眠药物，适用于治疗神经过度 兴奋引起的失眠症，能引起安稳的睡眠。但 不宜长期服用，因其会引起全身无力、呕吐、 头痛等副作用。
R2CO
N-亚硝基化合物
来源
A 食品中亚硝胺的污染1 1）鱼、肉制品中的亚硝胺 2）蔬菜水果中的二甲基亚硝胺 3）啤酒中的二甲基亚硝胺 B 亚硝基化合物前体物在体内合成
肉类和鱼制品中亚硝胺的含量水平
国家或地区 含量μg/Kg
干香肠 咸鱼 干鱿鱼 炖猪肉 加拿大 英国 日本 前苏联 10--20 1--9 300 0.9-2.5
健康危害：该品主要引起高铁血红蛋白血症、 溶血性贫血和肝、肾损害。易经皮肤吸收。 急性中毒：患者口唇、指端、耳廓紫绀，有 头痛、头晕、恶心、呕吐、手指发麻、精神 恍惚等；重度中毒时：皮肤、粘膜严重青紫， 呼吸困难，抽搐，甚至昏迷，休克。出现溶 血性黄疸、中毒性肝炎及肾损害。可有化学 性膀胱炎。眼接触引起结膜角膜炎。慢性中 毒：患者有神经衰弱综合征表现，伴有轻度 紫绀、贫血和肝、脾肿大。皮肤接触可引起 湿疹。 环境危害：对环境有危害，对水体可造成污 染。 燃爆危险：该品可燃，有毒。
贮存蔬菜中亚硝酸盐含量的变化（mg/Kg)
贮存时间 新鲜 2天 4天 6 天（开始腐烂）
亚硝酸盐含量 0.00 0.42 1.10 6.70
8 天（完全腐烂）
146.0
鱼不同加工方法亚硝胺含量 加工方法 新鲜 亚硝胺含量(vg/kg) 4
烟熏
盐腌
4~9
12 ~ 14
N-亚硝基化合物的毒性
（1）急性毒性：较少报道。主要症状：头晕、 乏力、肝脏肿大、腹水、黄疸及肝实质 病变，报道4例，2例死亡。 （2）致癌作用 多次长期摄入致癌； 一次冲击量致癌 多种靶器官产生肿瘤 成年幼年动物均可致癌
H3C N CH3 CH3
pKb 二甲胺3.27
甲胺3.34
三甲胺.4.19
NH3
pKb
NH2
氨4.75
苯胺9.40
碱性强弱顺序 :
脂肪胺 > 氨 > 芳香胺
脂肪胺碱性强弱顺序 : 仲胺 > 伯胺 > 叔胺
HCl
NH2
OH-
NH3Cl
+
或
NH2 HCl
普鲁卡因:局部麻醉剂
H2N COOCH2CH2N(C2H5)2 +HCl
O
酸、碱、脲酶
H2N
C
NH2
CO2 + NH3
3.与亚硝酸反应
O H2N C NH2
+HNO2
+N2+H2O
CO2 +H2O
通过测量氮气的体积，可测定尿 素的含量，也可以破坏和除去亚硝酸
4.缩二脲的生成：
O H2N C NH H O H2N C O
+
H
NH
C
NH2
O NH C NH2
缩二脲
NH
应用
常温下为微黄色粘稠状液体，稀释性 强，易溶于水，芳香而味苦，无刺激 性，水溶液呈碱性。由于分子中见含 有疏水的烷基，又含有亲水的季铵离 子，所以是一种表面活性剂，乳化脂 肪，具有去污清洁作用。
应用
他又能渗入细菌内部，引起细胞破裂 或溶解，起到抑菌或杀菌的作用，临 床上常用1：1000~1：2000的稀释溶 液用于皮肤、粘膜、创面、手术器械 和术前的消毒。
H3C H3C
CH2CH2CHCH3 NH2
2-甲基-4-氨基戊烷
4、季铵盐、季铵碱的命名： 与无机氢氧化物及铵盐相似。
CH3 H3C
+
Cl-
N CH3
CH3
氯化四甲铵
C2H5 H3C
+
OH-
N CH3
CH3
氢氧化三甲乙铵
注意
表示氨基时用“氨”，如： －NH2（氨基）、 －NH－（亚 氨基）; －N－（次氨基）
N-亚硝基化合物对人类致癌的可能
1. 食物及其它环境中有亚硝基化合物及其前体 物存在人类能摄入这些物质 2. 人胃内可合成亚硝基化合物 3. 尚未发现任何一种动物对亚硝基化合物的诱 变性有抵抗力，包括灵长类动物及对化学致 癌物不够敏感的动物。 4. 人肝的体外代谢证实人肝与其他动物对亚硝 基化合物代谢类似 5. 人类亚硝胺中毒与动物类似 6. 胃癌高发区，饮水中或土壤内硝酸盐含量高
亚硝胺
NDMA NDMA NDMA NDMA
熏肉
中国
0.3—6.5
NDMA
某县新蔬菜中硝酸盐含量
蔬菜品种
韭菜
大白菜
硝酸盐 （mg/Kg) 160---240 600
亚硝酸盐 （mg/Kg) 0.1 0.6---2.0
小白菜 胡萝卜婴 冬瓜
700---800 24---320 100
1.0---1.2 0.2---0.3 0.5
（二）酰化反应
分子中引入酰基的反应。 常用的酰化剂： (CH3CO)2O、CH3COCl
酸酐 酰氯
O NH H + Cl CH3 NH
O CH3
NH2 +
O H3C C
O H3C C O
O NH C CH3
叔胺无此反应。 （原因：氮原子上无氢原子）
酰化反应在医药上具有重要 意义。在胺类药物分子中引 入酰基后常可增加药物的脂 溶性，利于机体的吸收，以 提高或延长疗效，并可降低 毒性。
氨 H-N-H H
胺
R
R
NH2
NH R
酰基 O ‖ R—C—
氨氮原子上的氢被酰基取代 H-N-H H
O
酰基 + 氨基 （-NH2）
CH3
C
NH2
胺氮原子上的氢被酰基取代
R
O CH3 C NH
NH2
R
H
NH
O C N
R
CH3 CH3
酰基 + 烃氨基
(-NH-R, -NR2)
二、碳酸衍生物
H2CO3
NH2
+Br2
Br
NH2
Br Br
2.胆碱与乙酰胆碱
+ HOCH2CH2N(CH3)3 OH
胆碱
最初从胆汁中发现，具有碱性， 故名胆碱，化学名称为 氢氧化三甲基-β -羟乙基胺
胆碱广泛分布与生物体内，脑组 织和蛋黄中含量较高，是卵磷脂
的组成成分，在体内参与脂肪代
谢，有抗脂肪肝的作用。
乙酰胆碱
含氮有机化合物
含氮有机化合物：
分子中碳原子与氮原子直接相连的 化合物
NH2 H3C CH COOH
硝基化合物
含 氮 有 机 化 合 物
NO2
胺类
酰胺
H5C2 NH2
R
O C NH2
NH2
氨基酸
肟
H3C CH COOH
R
H
C N OH
N N
含氮杂环化合物
第一节
胺
定义: 是指氨(NH3)分子中的氢原 子被烃基取代而生成的化合物。
注意
表示氨的烃基衍生物时，则用 “胺”，如：C2H5NH2（乙胺）;
注意
表示季铵类化合物用“铵”， + 如[(CH3)4N] Cl （氯化四甲 铵）、[(CH3)4N]+OH- （氢氧化
四甲铵）
(一)碱性
R NH2 + HOH
R+NH3 + OH-
胺类化合物在水溶液中表现碱性。
H3C NH CH3 H2N CH3
+
O CH3
OH
H3C C O CH2 CH2 N CH3 CH3