含氮含磷有机物
有机化学课件——Chapter 11 含氮和含磷有机化合物
C6H5NH3+ · Cl氯化苯铵
(C2H5NH3+)2 · SO42硫酸二乙铵
(CH3)3N+CH2C6H5 · Br- [(C2H5)2NH2+]2 · SO42溴化三甲基苄铵 硫酸二(二乙铵)
??? ???
C4H9N+ · OH四丁基氢氧化铵
有机化学课件
(C2H5)2NH2+ · HSO4硫酸氢二乙铵
有机化学课件 22 第11章 含氮和含磷有机化合物
一、胺的碱性
N上的未共用电子对能接受一个质子，能与大多数的无机酸成 盐，所以胺具有碱性.
R
NH2 + HCl
R
+NH Cl 3
碱性强弱顺序: 脂肪胺 > NH3 > 芳香胺 pKb 3—4.5 4.75 9—10
在脂肪胺中: RNH2 < R2NH > R3N 一级 二级 三级
Na+
(2) 与羰基化合物缩合
CH3 NO2
-
CH2 NO2
O + R C R'(H)
H2O
OH R C CH2NO2 R'(H)
有机化学课件
10
第11章 含氮和含磷有机化合物
五、硝基对芳环的影响
硝基是强吸电子基, 当其与苯环直接相连时, 使芳环上的亲电取代 反应活性降低, 以致不能进行(如F-C反应). 但在卤代芳烃卤原子(如-Cl)的邻、对位引入-NO2时，卤原子的 反应活性增加，易于发生亲核取代反应.
有机化学课件 25 第11章 含氮和含磷有机化合物
二、胺的酸性
伯、仲胺中N-H键可以电离.
R2NH
R 2N - + H +
人民卫生出版社-有机化学 第10章 氮、磷化合物
NaNO2 + HCl
HO−N=O + NaCl 亚硝酸
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41 41
伯胺 伯胺与HNO2反应生成重氮盐（重氮化反应）。
脂肪重氮盐 氨基酸和多肽的定量分析
醇、烯、卤代烃 等混合物
芳香重氮盐 （氯化重氮苯）
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42 42
干燥的重氮盐通常极不稳定，受热或振荡易爆炸。升高 温度重氮盐会逐渐分解放出氮气，反应通常在低温下进行。
45 45
叔胺 脂肪叔胺氮上没有H，不发生亚硝化作用，与HNO2 作 用生成不稳定易水解的盐，若以强碱处理，则重新游离析出 叔胺。
（弱酸弱碱盐）
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46 46
芳香叔胺与 HNO2 作用生成对-亚硝基胺。
对位被占的芳香叔胺与 HNO2作用发生邻位取代。
N,N-二甲基-4-亚硝基苯胺 （绿色晶体，mp 86 ℃ ）
伯胺
仲胺
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38 38
强吸电子 基团
显一定酸性
2
2
3
（溶于水）
Hinsberg(兴斯堡)试验——鉴别伯、仲和叔胺。
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39 39
磺胺 （对氨基苯磺酰胺）
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40 40
与亚硝酸的反应 胺与亚硝酸（HNO2）作用，伯、仲、叔胺各不同， 脂肪胺与芳香胺有差异；可用于鉴别。 亚硝酸是不稳定的弱酸，只能在反应过程中由亚硝酸 盐与盐酸或硫酸作用产生。
？
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34 34
酰胺N采取sp2杂化，与羰基形成p-π共轭，使C-N键具有 部分双键性质。 由于羰基的吸电子作用，大大降低了N上电子云密度， 使酰胺N的碱性极弱（比水的碱性还弱，强酸也不容易使其 质子化）。
各种肥料化合物元素含量
各种肥料化合物元素含量肥料是用来供应植物所需的营养元素，以促进其生长和发展。
肥料中包含的元素种类繁多，通常包括主要营养元素、次要营养元素以及微量元素。
下面将介绍一些常见的肥料化合物元素含量。
1.主要营养元素：主要营养元素是植物生长所需的关键元素，包括氮（N）、磷（P）和钾（K）。
-氮：氮元素是植物体内蛋白质、氨基酸、核酸等有机物的主要组成部分。
氮肥中最常见的化合物是尿素，其含氮量可达到46%以上。
-磷：磷元素是植物体内酶、ATP、DNA等生物大分子的重要组成部分。
磷肥中最常见的化合物是磷酸二铵，其含磷量可达到50%以上。
-钾：钾元素参与调节物质运输、渗透调节等许多生理过程。
钾肥中最常见的化合物是氯化钾和硫酸钾，其含钾量可达到50%以上。
2.次要营养元素：次要营养元素是植物生长所需的次要元素，包括钙（Ca）、镁（Mg）和硫（S）。
-钙：钙元素参与细胞壁形成、离子平衡等许多生理过程。
钙肥中常见的化合物有硝酸钙和硝酸铵钙，其含钙量可达到25%以上。
-镁：镁元素参与叶绿素合成、光合作用等许多生理过程。
镁肥中最常见的化合物是硫酸镁，其含镁量可达到9%以上。
-硫：硫元素是植物体内蛋白质、酶等有机物的重要组成部分。
硫肥中最常见的化合物是硫酸铵，其含硫量可达到23%以上。
3.微量元素：微量元素是植物生长所需的微量元素，包括铁（Fe）、锰（Mn）、锌（Zn）、铜（Cu）、钼（Mo）和硼（B）等。
-铁：铁元素参与叶绿素合成、呼吸作用等许多生理过程。
铁肥中最常见的化合物是硫酸亚铁，其含铁量可达到30%以上。
-锰：锰元素参与叶绿素合成、呼吸作用等许多生理过程。
锰肥中最常见的化合物是硫酸锰，其含锰量可达到24%以上。
-锌：锌元素参与激素合成、酶活性等许多生理过程。
锌肥中最常见的化合物是硫酸锌，其含锌量可达到30%以上。
-铜：铜元素参与酶活性、光合作用等许多生理过程。
铜肥中最常见的化合物是硫酸铜，其含铜量可达到25%以上。
第十一章 含卤和含氮有机化合物
醇
R-CH=CH2 + NaX + H2O
X X Hβ '
+ 2NaOH
乙醇
+ 2NaX + 2H2O
基础化学
第十一章 含卤和含氮含 磷有机化合物
1）消除反应的活性： 3°RX > 2°RX > 1°RX 2） 2°、3°RX脱卤化氢时，遵守扎依采夫（Sayzeff）规则— —主要产物是生成双键碳上连接烃基最多的烯烃。例如：
基础化学
第十一章 含卤和含氮含 磷有机化合物
2）与金属钠的反应（Wurtz 武兹反应） 2R—X + 2 Na R—R + 2NaX 此反应可用来从卤代烷制备含偶数碳原子，结构对称的烷烃 （只适用于同一伯卤代烷，不同烷基无实用价值）。 3）与金属锂反应 卤代烷与金属锂在非极性溶剂（无水乙醚、石油醚、苯）中 作用生成有机锂化合物：
基础化学
第十一章 含卤和含氮含 磷有机化合物
RMgX与醛、酮、酯、二氧化碳、环氧乙烷等反应，生成醇、 酸等一系列化合物。所以RMgX在有机合成上用途极广。格林 尼亚因此而获得1912年的诺贝尔化学奖（41岁）。
用于合成其它有机金属化合物
3RMgCl + AlCl3 2RMgCl + CdCl2 4RMgCl + SnCl4 R3Al + 3MgCl2 R2Cd + 2MgCl2 R4Sn + 4MgCl2
次
CH3 + CH3
极少
CH3 CH2
基础化学
第十一章 含卤和含氮含 磷有机化合物
3 与金属的反应
卤代烃能与某些金属发生反应，生成有机金属化合物——金属 原子直接与碳原子相连接的化合物。 1）与金属镁的反应
影响土壤有机质分解转化的因素有哪些-转化过程可以分为哪几步
影响土壤有机质分解转化的因素有哪些?转化过程可以分为哪几步有机残体的状态：水分含量更多，体积更小的有机残体转化速度更快。
有机残体的碳氮比：有机残体的碳氮比小于25：1，分解速度较快；小于25：1，分解速度较慢。
温度：土壤中的微生物的适宜温度为25-35°C，在0-35°C之间时，随着温度升高，能够加速有机残体的分解速度。
一、影响土壤有机质分解转化的因素有哪些？1、有机残体的状态：一般来说，水分含量更多的动植物残体比干枯的动植物残体分解的更快；体积更小的残体比体积大的残体分解速度更快。
2、有机残体的碳氮比：微生物在生命活动过程中，有机质的碳氮比为25：1比较合适。
如果有机残体的碳氮比小于25：1，由于氮的含量较高，此时不仅分解速度快，还能使多余的有机态氮转化为无机态氮留在土壤中为植物利用。
如果有机残体的碳氮比大于25：1，由于碳多氮少，微生物所需要的的氮不足，导致活力降低，所以分解速度会有所下降。
3、有机质灰分元素含量：灰分元素含量高，说明营养元素丰富，也易于中和有机质分解时所产生的酸类，从而更有利于有机质的转化。
4、温度：一般情况下，对于土壤中的微生物，其适宜的生活温度为25-35°C。
温度高于45°C，微生物会受到抑制；温度在0-35°C之间时，随着温度升高，能够加速有机残体的分解速度。
5、湿度和透气性：一般情况下，土壤透气性良好，土壤含水量为土壤田间持水量的60-80%时适合微生物分解有机残体。
如果土壤湿度过大，会堵塞土壤间的孔隙，导致氧气不足，此时分解速度慢，分解不完全，并且容易产生乙酸、丙酸和丁酸等有机酸。
6、酸碱度：适宜ph值取决于土壤里的微生物种类。
大多数细菌的适宜ph值为6.5-7.5；放线菌的适宜ph值偏碱性；真菌的适宜ph 值偏酸性（适宜ph在3-6之间）。
二、土壤有机质转化过程可以分为哪几步土壤有机质转化过程可以分为矿质化过程和腐殖化过程。
土壤指标(全氮、全磷、全钾、有机质、速效磷、速效钾、解性氮、PH)
全氮、全磷、全钾、有机质、速效磷、速效钾、解性氮、PH一、土壤全氮的测定—凯氏定氮法一、目的1、掌握土壤中全氮含量测定的方法。
2、了解测定土壤全氮的原理二、原理土壤中的氮大部分以有机态（蛋白质、氨基酸、腐殖质、酰胺等）存在，无机态（NH4+ 、NO3 - 、NO2- ）含量极少，全氮量的多少决定于土壤腐殖质的含量。
土壤中含氮有机化合物在还原性催化剂的作用下，用浓硫酸消化分解，使其中所含的氮转化为氨，并与硫酸结合为硫酸铵。
给消化液加入过量的氢氧化钠溶液，使铵盐分解蒸馏出氨，吸收在硼酸溶液中，最后以甲基红-溴甲酚绿为指示剂，用标准盐酸滴定至粉红色为终点，根据标准盐酸的用量，求出分析样品中的含氮全量。
三、试剂：1、混合催化剂：称取硫酸钾100g、五水硫酸铜10g、硒粉1g。
均匀混合后研细。
贮于瓶中。
2、比重1.84浓硫酸。
3、40%氢氧化钠：称400g氢氧化钠于烧杯中，加蒸馏水600ml，搅拌使之全部溶解。
4、2%硼酸溶液：称20g硼酸溶于1000ml水中，再加入2.5ml混合指示剂。
（按体积比100:0.25加入混合指示剂）5、混合指示剂：称取溴甲酚绿0.5g和甲基红0.1克,溶解在100ml95%的乙醇中,用稀氢氧化钠或盐酸调节使之呈淡紫色，此溶液pH应为4.5。
6、0.01的盐酸标准溶液：取比重1.19的浓盐酸0.84ml，用蒸馏水稀释至1000ml，用基准物质标定之。
四、操作步骤1、消煮：在分析天平上准确称取通过60号筛的风干土0.5000g左右，移入干燥的凯氏瓶中，加入1.5g的还原性混合催化剂。
用注射器加入4ml浓硫酸，放到通风柜内的消煮器上消煮1.5h左右。
直至内容物呈清彻的淡蓝色为止。
2、蒸馏：消煮完毕后冷却。
将三角瓶置于冷凝管的承接管下，管口淹没在硼酸溶液中（三角瓶用2%的硼酸20ml作吸收剂），然后打开冷凝器中的水流，进行蒸馏。
在整个蒸馏过程中注意冷凝管中水不要中断，当接受液变蓝后蒸馏5min,将冷凝管下端离开硼酸液面，再用蒸馏水冲净管外。
含氮含磷有机物
一、概念
11.1.5 亚硝胺
脂肪仲胺和芳香仲胺与亚硝酸反应均能生成稳定的N—亚硝基 化合物（亚硝胺）
二、致癌作用和机理
三、应用
①吸烟者癌症发病率比不吸烟者高（硫氰根离子的浓度 100—
300倍）②腌制品和快餐食品有促癌作用③水果和新鲜蔬菜有防癌
作用（维生素C的还原作用）
17
11.2 重氮化合物和偶氮化合物
4．对于磷酸、亚磷酸、膦酸及亚膦酸分子中的OH基团被卤原 子或氨基取代后的产物，则看作是相应的含氧酸的酰卤或酰胺来命 名
26
二、磷酸酯
（一）磷酸酯的种类
（二）生物体内的磷酸酯
27
（三）生物体内的磷酸酯化反应
三、有机磷农药
（一）有机磷农药的种类
绝大多数属于磷酸酯和硫代磷酸酯，少数属于膦酸酯和磷酰胺
（一）重氮化合物的概念 重氮盐中含有基团一N2一，此基团一端与碳原子相连，
另一端与非碳原子基团相连，这类化合物称为重氮化合物
18
（二）取代反应
（二）偶联反应
重氮盐在一定条件下与芳香叔胺或酚类作用，生成有色的偶氮
化合物，这个反应称为偶联反应
19
1．与芳香叔胺的偶联反应
20
2．与酚的偶联反应
14.7 生源胺
4.由亚膦酸衍生的烃基亚膦酸酯
5.由磷酸衍生的磷酸酯
23
6.由膦酸衍生的烃基膦酸酯 7.由硫代磷酸衍生的硫代磷酸酯 8.由二硫代磷酸酯衍生的二硫代焦磷酸酯
24
（三）命名
1. 对于PH3的烃基衍生物，命名方法和胺相似 2. 膦酸、亚膦酸的命名，是在相应的类名前面加上烃基的名称
25
3．磷酸、亚磷酸、硫代磷酸及焦磷酸的酯类命名，凡烃基连 接在氧原子上的，前面加“O—”凡烃基连接在硫原子上的，前 加“S—”
大学有机化学含氮和含磷有机化合物
磷酸酐
具有酸酐的性质，易水解， 可发生酯交换反应。
04 含氮和含磷有机化合物的 反应机理
亲核反应与亲电反应
亲核反应
亲核试剂进攻带正电荷或电子密度较高的中心，形成稳定的 负离子中间体。例如，胺的烷基化反应中，醇进攻胺的N原 子，形成负离子中间体。
亲电反应
亲电试剂进攻带负电荷或电子密度较低的中心，形成稳定的 正离子中间体。例如，硝基化合物的取代反应中，亲电试剂 进攻硝基的碳原子，形成正离子中间体。
大学有机化学：含氮和含磷有机化 合物
目 录
• 引言 • 含氮有机化合物 • 含磷有机化合物 • 含氮和含磷有机化合物的反应机理 • 含氮和含磷有机化合物的生物活性与药物设计 • 结论
01 引言
主题简介
含氮和含磷有机化合物是大学有机化 学中一个重要的研究领域，主要涉及 氮和磷元素在有机分子中的存在形式 、性质、合成和反应机制。
腈的合成
通过烃基与氰化物的反应或重氮化反应制备。
代表性化合物与性质
010203 Nhomakorabea苯胺
无色油状液体，有强烈气 味，能溶于水，有毒，是 制造染料、药物等的原料。
硝基苯
无色至淡黄色晶体，有苦 杏仁气味，有毒，是制造 炸药、染料等的原料。
丙烯腈
无色液体，有刺激性气味， 易聚合，是制造合成纤维、 合成橡胶的原料。
建议四
加强跨学科合作。含氮和含磷有机化合物的研究涉及化学 、生物学、医学等多个领域，加强跨学科合作有助于推动 研究的深入发展，实现创新突破。
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03
这类抗生素主要通过抑制细菌DNA复制和蛋白质合成发挥抗菌
作用，如四环素和强力霉素等。
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2. 仲胺与亚硝酸作用 3.叔胺与亚硝酸作用
含氮含磷有机物
4. 应用：鉴别伯、仲、叔三种胺 （六）缩二脲的生成与缩二脲反应
1. 缩二脲的生成
2. 缩二脲反应 在缩二脲的碱性溶液中，滴加硫酸铜溶液生成紫色物质，这一 颜色反应称为缩二脲反应 ●分子中含有两个或两个含以氮含上磷有酰机胺物 键的化合物均能发生此反应
●与季铵盐、季铵碱相似，也有季鏻盐、季鏻碱 3.由亚磷酸衍生的亚磷酸酯
4.由亚膦酸衍生的烃基亚膦酸酯
5.由磷酸衍生的磷酸酯
含氮含磷有机物
6.由膦酸衍生的烃基膦酸酯 7.由硫代磷酸衍生的硫代磷酸酯 8.由二硫代磷酸酯衍生的二硫代焦磷酸酯
含氮含磷有机物
（三）命名
1. 对于PH3的烃基衍生物，命名方法和胺相似 2. 膦酸、亚膦酸的命名，是在相应的类名前面加上烃基的名称
一、概念
11.1.5 亚硝胺
脂肪仲胺和芳香仲胺与亚硝酸反应均能生成稳定的N—亚硝基 化合物（亚硝胺）
二、致癌作用和机理
三、应用
①吸烟者癌症发病率比不吸烟者高（硫氰根离子的浓度 100— 300倍）②腌制品和快餐食品有促癌作用③水果和新鲜蔬菜有防癌 作用（维生素C的还原作用） 含氮含磷有机物
11.2 重氮化合物和偶氮化合物
（二）生物体内的磷酸酯
含氮含磷有机物
含氮含磷有机物
（三）生物体内的磷酸酯化反应
三、有机磷农药
（一）有机磷农药的种类
绝大多数属于磷酸酯和硫代磷酸酯，少数属于膦酸酯和磷酰胺 酯，还有更少数属于焦磷酸酯含和氮含硫磷代有机焦物 磷酸酯
（二）有机磷农药的杀虫机理
突键(神 胆碱在突键处积累 神经传导阻抑 肌肉收缩的纤 维性颤搐 麻痹 死亡
1.胺的磺酰化（Hinsberg）反应
含氮含磷有机物
●利用Hinsberg反应可区别伯、仲、叔胺 2. 磺胺类药物 （1）基本结构
含氮含磷有机物
（2）理化性质 ①白色或淡黄色结晶粉末，无臭，几乎无味。在酸性或碱性溶
液中均不易水解。 ②易溶于酸性及碱性溶液
（3）构效关系 当N1上的氢原子被某些基团取代时，能增强其抑菌作用，有
较好的疗效和较低的毒性，这些取代基团多半是杂环化合物。如 果N4上的氢原子被其他基团取含氮代含时磷有，机物将降低甚至丧失其抗菌作用，
但如果N4 上的取代基在体内能被分解而恢复原来的游离氨基时， 则仍具有原来的抑菌作用。
（3）个别的磺胺药物
含氮含磷有机物
（五）胺与亚硝酸的反应及重氮盐的形成 1.伯胺与亚硝酸作用 （1）脂肪伯胺与亚硝酸作用 （2）芳香伯胺与亚硝酸作用
（二）芳香伯胺、仲胺，以芳香胺为母体，注意烃基名称前冠以 “N”
含氮含磷有机物
（三）比较复杂的胺的命名，常以烃为母体，氨基作为取代基 （四）铵盐和季铵类化合物的命名
含氮含磷有机物
11.1.3 胺的物理性质
一、胺类化合物一般都有类似氨的气味或鱼腥味或臭味 二、叔胺的沸点比伯胺、仲胺低的多
一、胺的碱性 （一）反应通式
含氮含磷有机物
3．磷酸、亚磷酸、硫代磷酸及焦磷酸的酯类命名，凡烃基连 接在氧原子上的，前面加“O—”凡烃基连接在硫原子上的，前加 “S—”
4．对于磷酸、亚磷酸、膦酸及亚膦酸分子中的OH基团被卤原 子或氨基取代后的产物，则看作是相应的含氧酸的酰卤或酰胺来命 名
含氮含磷有机物
二、磷酸酯
（一）磷酸酯的种类
（三）有机磷农药的评价
1.好农药应具备的特点 第一高效，第二低毒，第三低残毒。
2.对有机磷农药的评价 有机磷农药，高效、低残毒，但高毒
四、有害有机磷化合物
（一）常见的有害有机磷化合物
含氮含磷有机物
11.1.4. 胺的化学性质
（二）碱性大小
理论根据(1)氮原子上电子云密度的大小(2)与质子结合形成铵离 子的溶剂化程度(3)氮原子连接烃基的立体效应
含氮含磷有机物
1. R2NH＞RNH2＞R3N＞NH3＞ArNH2 （三）应用
1.制药
2.胺从其他有机物中分离出来 3. 季胺碱的制备
含氮含磷有机物
（一）重氮化合物的概念 重氮盐中含有基团一N2一，此基团一端与碳原子相连，
另一端与非碳原子基团相连，这类化合物称为重氮化合物
含氮含磷有机物
（二）取代反应
（二）偶联反应
重氮盐在一定条件下与芳香叔胺或酚类作用，生成有色的偶氮 化合物，这个反应称为偶联反含应氮含磷有机物
1．与芳香叔胺的偶联反应
含氮含磷有机物
第11章 含氮含磷有机化合物
含氮含磷有机物
11.1 胺
概念：NH3分子中的氢原子被烃基取代的化合物（amine）。 通式：RNH2 R2NH R3N 意义：①胺是生命科学中重要的含氮有机化合物②胺具有重要 的生理作用和药理作用③某些胺的衍生物严重危害人类健康
11.1.1 胺的结构
含氮含磷有机物
11.1.2 胺的分类和命名
2．与酚的偶联反应
14.7 生源胺
生源胺(biogenic amine)是指人体中担负神经冲动传导作用的胺 类化合物
含氮含磷有机物
11.3 含磷有机化合物
一、概念、分类和命名
（一）概念
含磷有机化合物通常是指磷和碳直接相连所形成的化合物
（二）分类
1.三价磷化合物和五价磷化合物
2.由PH3衍生出的
含氮含磷有机物
一、胺的分类
（一）一元胺、多元胺 （二）脂肪胺、芳香胺 （三）一级胺(伯胺)、二级胺含(仲氮含胺磷有)、机物三级胺(叔胺)
●伯、仲、叔胺与伯、仲、叔醇的区别
●季铵盐和季铵碱
R4N+X-
R4N+OH-
●注意区别“氨”、“胺”和“铵”三个字的不同用法
一、胺的命名
（一）简单的胺，以胺为母体含，氮含烃磷有基机名物 +胺字，基字省略。
二、氨基的反应 （一）氧化反应
1.反应举例
2.应用：防止氧化的方法：其盐对氧化剂不那么敏感。因此， 有时先将芳胺变成盐后再贮藏 （二）酰化反应
含氮含磷有机物
●此反应即羧酸衍生物的氨解反应 （三） 生成Schiff碱的反应
含氮含磷有机物
●Schiff碱水解得到原来胺和醛，所以可用来保护氨基或醛基 （四）胺的磺酰化反应及磺胺类药物