有机含氮化合物PPT课件
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第十一章含氮有机化合物 Microsoft PowerPoint 演示文稿
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
有机化学含氮有机化合物
NH+4 + OHRN+H3 + OH-
Kb
=
[ RNH3 ] [ OH ] [RNH2 ]
Kb 碱 b
pKb + pKa = 14
（1）脂肪胺的碱性
气相： (CH3)3N ＞ (CH3)2NH ＞ CH3NH2 ＞ NH3
3°
2°
1°
CH3的+I效应使N上电子云密度增加，与 H+的结合力增加，碱性增强。
NO2 Cl NaHCO3 NO2 35℃
O2N
OH NO2 NO2 OH NO2
⑵ 硝基影响酚的酸性
OH
OH
OH
O2N
NO2
Pka 9.89
NO2 7.15
NO2 0.38
第二节 胺
一、胺的分类和命名
1.分类
根据与N相连的烃基数目
RNH2
1°伯胺 RCH2OH 1°伯醇
R2NH
2°仲胺 RCHR 2°仲醇
当氮上连接三个不同基团时，为手性氮：
··
N H3C
H
C2H5
··
H5C2
N CH3
H
H5C2
CH3 H
N
··
两个对映体间的能垒差很低，室温下迅速 转化，目前尚未能分离。
当氮连接四个不同基团时，两对映体不能 转换：
CH3
N+
C6H5CH2 CH2=CHCH2
C6H5
CH3
C6H5
+N
CH2C6H5
HCHO
HCHO
CH2OH
HOCH2 CHNO2
HOCH2 C CH2OH
CH2OH
CH2OH
第十三章 有机含氮化合物
弱酸性，能溶于碱，仲胺生成的苯磺酰胺，氮上无氢原子
，不显酸性，不能溶于碱。苯磺酰胺都具有一定的熔点。 。
4. 与亚硝酸反应
伯胺与亚硝酸反应
R NH2 + HO N O
NH2 + HNO2
HCl
0～ 5℃
R OH + N2 + H2O
N2 Cl + H2O
+
室温
重氮化反应
OH + N2 + HCl
伯胺与亚硝酸反应，产物为醇或酚，并能放出氮气，可鉴别 伯胺。
4. 生源胺
HO HO
担负神经冲动传导作用的化学介质
CH CH2 NH2 OH
HO HO H CH CH2 N CH2 OH
去甲肾上腺素
肾上腺素
三、重氮化合物和偶氮化合物
（一）取代反应（放氮反应）
N2 SO4H H2SO4+H2O
+
OH + H2SO4 + N2
C C C
C C C
·
N
N · ·
苯重氮正离子的结构
莨菪碱等。
代后的产物。
O C NH2
苯甲酰胺
O CH3 C NH
乙酰苯胺
二、酰胺的化学性质 （一）酸碱性
氮上的未共用 电子对与羰基的 π键形成共轭体系
O .. H R C N H
由于酰胺分子中氨基与羰基直接相连，氮上的未共用
电子对与羰基的 π键形成共轭体系，电子云向氧原子转移， 降低了氮原子的电子云密度，使结合质子的能力减弱，碱 性减弱，接近于中性。
第十三章
教学目标
有机含氮化合物
1· 了解硝基化合物、胺、重氮化合物的物理性质
课件有机化学第14章 含氮化合物
第十四章含氮化合物Nitrogen Compounds1CONTENT1 2 3 4 5 6硝基化合物 胺的结构和物理性质 胺的制备 胺的化学性质 季铵盐化合物 重氮与偶氮化合物214.1 硝基化合物硝基化合物的结构(了解）O R N O R NO O3α-H 的反应CH3(CH2)7CHO + CH3NO2 NaOH CH3CH2OH OH CH3(CH2)7CHCH2NO2O CH3NO2 NaOH CH2NO2 RCHORCHCH2NO2 CH3CH2OH OH RCHCH2NO24硝基化合物的还原反应CH 3 NO 2 CH 3 H 2/ Ni 87 ~ 90% NH 2CH(CH 3)2 CH 3 NO 2CH(CH 3)2 CH 3 NH 2Fe / HCl EtOH,常用 常用 Fe // HCl HCl Fe Zn // HCl HCl ZnNO 2 NO 2 SnCl2 浓 HCl CHO74% NH 3NH 2 NH 2 NaOH5CHOCHONa2S, NaSH, (NH4)2S, NH4SHNO2 NaSH EtOH, NO2 79 ~ 85% NH2 NO2 H2S, NH4OH EtOH, NO2 52 ~ 58% NO26NH2NO2 NH2 NH2ExampleCl 10% NaOH 135~160℃ NO2 Cl NO2 NO2 Na2CO3, H2O 100℃ NO2 Cl O2N NO2 H2O H+ O2N NO2 OH NO2 OH H+OH H+NO2NO2NO2714.2 胺的结构和物理性质SP3 N R1 R2 R3N H HROH R2O RNH2 R2NH R3N 胺8H2O NH3胺的命名和物理性质（自学）CH3 CH3 C OH CH3叔醇CH3 CH3 N CH3叔胺CH3 CH3 C NH2 CH3伯胺CH3NH2(CH3)2NH(CH3)3N伯胺(一级胺) 仲胺(二级胺) 叔胺(三级胺)914.3 胺的制备1. Gabriel 合成法O NH O O N R O H+ or OH H2O RNH2 + KOH EtOH NK O CO2H CO2H10O R X注意事项•重氮盐是无色晶体，在干燥条件下不稳定，爆炸性强•重氮盐一般不溶于有机溶剂，可溶于水，其水溶液呈中性，在水溶液中发生离子化，溶液具有导电性•重氮化反应要在酸性条件下进行，酸的用量一般为1:1.530作业•P315: 14.2•P318: 14.6•P323: 14.8•P324: 14.9习题•P342: 6(3)(6), 7 (3)(4)(5) , 13(3).38。
第15章 有机含氮化合物-25
C6H5NNCl
氯化重氮苯
C6H5NNHSO4
硫酸重氮苯
1、反应在00～5℃，以及过量的酸作用下进行； 2、重氮盐通常不从溶液中分离，而直接使用。
41
二、芳香重氮盐在合成上的应用
㈠、重氮基被取代的反应
烯+醇 + 氯代烃等
R2NH
N-亚硝基胺 黄色油状物或固体
R2N-N=O
注意： N–亚硝基胺有强烈的致癌作用。
R3N + HNO2 R3+NHNO2- 叔胺亚硝酸盐
伯胺放出氮气，仲胺生成黄色油状物或固体，叔 胺则成盐无特殊现象。据反应现象可用于区别三 种不同的胺。
28
2、芳胺与亚硝酸的反应
NH2 NaNO2-HCl 0°~5°C N N Cl
38
NO2
1. Fe/HCl 2.NaOH
NH2
97%
CH3 NO2 1. Fe/HCl 2.NaOH NO2 NH2 CH3 NH2
74%
CH3 NO2 H2 Ni ，压力 CH(CH3)2 CH(CH3)2 CH3 NH2
87～90%
39
选择性还原： 二硝基化合物可被硫化钠，硫氢化钠，硫化铵等较
26
C2H5NH2 (C2H5)2NH (C2H5)3N
Na C2H5NSO2
SO2Cl NaOH
(溶于水)
(C2H5)2NSO2
(不溶于水) (C2H5)3N (溶于酸)
27
四、与亚硝酸的反应
1、脂肪胺与亚硝酸的反应
RNH2 NaNO2~HCl 0° C ~5°
NaNO2~HCl
R+ + N2
叔胺的氧化
R3N
第十三章 含氮有机化合物ppt课件
3.了解 重要的胺、酰胺及其衍生物。
4.能力要求 用化学方法鉴别伯胺、仲胺和叔胺。
5.素质要求 理解胺、酰胺类化合物在医学上的应用。
第十三章 含氮有机化合物
第十三章 含氮有机化合物
1
2 3
第一节 胺 第二节 酰胺
基础与临床
学习要点
4
第一节 胺
一、胺的概念、分类与命名
二、胺的结构 三、胺的化学性质 四、重要的胺
第十三章 含氮有机化合物
第一节 胺
第一节 胺
3.叔胺与亚硝酸的反应 脂肪叔胺与亚硝酸作用生成易溶 于水的亚硝酸盐。该盐不稳定，遇强碱则重新析出叔胺。
R N + H N O 3 2 R N H N O 3 2
+
N a O H
R N + N a N O + H O 3 2 2
芳香叔胺与亚硝酸发生芳环上的亲电取代反应，生成C亚硝基类化合物，该取代反应发生在苯环的邻位和对位。
N H 2 + N a N O H C l 2+
0 ~ 5 ℃
+
N N C l + N a C l H O + 2
2.仲胺与亚硝酸的反应 脂肪仲胺和芳香仲胺与亚硝酸作 用均生成N-亚硝基胺。
( C H ) N H + H N O 3 2 2
N H C H 3 +H N O 2
( C H ) N N O + H O 3 2 2
二、胺的结构
胺具有棱锥形空间构型，氮原子为sp3不等性杂化，一对 孤对电子处于棱锥体的顶端，类似于第4个“基团”。
图13-1 氨、甲胺、三甲胺的结构示意图 第十三章 含氮有机化合物 第一节 胺
第十章_有机含氮化合物
简明有机化学教程
第十章 有机含氮化合物
代表性含氮化合物
对羟基乙酰苯胺 扑热息痛
阿托品
吗啡
L–麻黄碱(1R,2S)
糖精钠
甲基橙
第十章 有机含氮化合物
内容
10.1 胺的分类、命名 10.2 胺的结构和物理性质 10.3 胺的制法 10.4 胺的化学性质* 10.5 季铵盐和季铵碱 10.6 偶氮和重氮化合物* 10.7 含氮杂环化合物 10.8 氨基酸
非芳香性杂环:
四氢吡咯
六氢吡啶 哌啶
奎宁环
芳香性杂环：
吡咯
吡啶
嘧啶
嘌呤
杂环化合物的命名
多采用英文译音, 在同音汉字前加“口”旁； 含一个氮原子的杂环编号一般从氮原子开始，用1, 2, 3标记；也可把
靠近杂原子的位置叫做α位，其次为β和γ位。 含多个氮的杂环，环中各原子编号应从其中一个氮原子编起,并使其他
芳香族伯胺在低温(0~5℃)和强酸溶液中与NaNO2作用，生成重氮盐的反 应称重氮化反应。
π,π–共轭
10.6.2 重氮盐的反应及其在合成中的应用
重氮盐很活泼,能发生许多反应,一般可分为两大类：
(1) 失去氮的反应 (a) 重氮基被 H原子取代――芳胺的去氨基反应 常用试剂：H3PO2或C2H5OH
10.4.6 胺的氧化
无论脂肪族还是芳香族的胺均容易被氧化。
某些长碳链的氧化胺是较好的表面活性剂。
10.4.7 芳环上的亲电取代反应
(1) 卤化
反应定量完成，可用作 定性、定量分析。
酰化可降低氨基对芳环的致活作用
(2) 硝化
硝酸是强的氧化剂，而胺又易被氧化，为避免副反应，可 先将芳胺溶于浓硫酸生成硫酸氢盐或用乙酰化法保护氨基。
第十章 有机含氮化合物
代表性含氮化合物
对羟基乙酰苯胺 扑热息痛
阿托品
吗啡
L–麻黄碱(1R,2S)
糖精钠
甲基橙
第十章 有机含氮化合物
内容
10.1 胺的分类、命名 10.2 胺的结构和物理性质 10.3 胺的制法 10.4 胺的化学性质* 10.5 季铵盐和季铵碱 10.6 偶氮和重氮化合物* 10.7 含氮杂环化合物 10.8 氨基酸
非芳香性杂环:
四氢吡咯
六氢吡啶 哌啶
奎宁环
芳香性杂环：
吡咯
吡啶
嘧啶
嘌呤
杂环化合物的命名
多采用英文译音, 在同音汉字前加“口”旁； 含一个氮原子的杂环编号一般从氮原子开始，用1, 2, 3标记；也可把
靠近杂原子的位置叫做α位，其次为β和γ位。 含多个氮的杂环，环中各原子编号应从其中一个氮原子编起,并使其他
芳香族伯胺在低温(0~5℃)和强酸溶液中与NaNO2作用，生成重氮盐的反 应称重氮化反应。
π,π–共轭
10.6.2 重氮盐的反应及其在合成中的应用
重氮盐很活泼,能发生许多反应,一般可分为两大类：
(1) 失去氮的反应 (a) 重氮基被 H原子取代――芳胺的去氨基反应 常用试剂：H3PO2或C2H5OH
10.4.6 胺的氧化
无论脂肪族还是芳香族的胺均容易被氧化。
某些长碳链的氧化胺是较好的表面活性剂。
10.4.7 芳环上的亲电取代反应
(1) 卤化
反应定量完成，可用作 定性、定量分析。
酰化可降低氨基对芳环的致活作用
(2) 硝化
硝酸是强的氧化剂，而胺又易被氧化，为避免副反应，可 先将芳胺溶于浓硫酸生成硫酸氢盐或用乙酰化法保护氨基。
有机化学_第十二章_有机含氮化合物
2 、胺的物理性质
低级胺为气体或易挥发性液体； 高级胺为固体； 芳香胺为高沸点的液体或低熔点的固体； 胺具有特殊的气味； 胺能与水形成氢键； 一级胺和二级胺本身分子间也能形成氢键。
（三）胺的化学反应 1、结构
N H H
H
N
（1） 氨和胺中的N是不等性的 sp3杂化，未共用电子
对占据一个sp3杂化轨道。
甲胺
苯胺
甲基乙基环丙胺
2、IUPAC命名法：
选含氮最长的碳链为母体，称某胺。 N上其它烃基为取代基，并用N定其位
CH3
CH3NH2 methylamine H3C N C2H5 N-ethyl-N,4-di ethylbenzenamine
甲胺
N,4-二甲基-N-乙基苯胺
N,N- dimethyl-3-methyl-2-pentanaime CH N( C H ) 3 2 52
NO 2
（3）磺化反应
NH NH NH HSO NHSO H 2 2 3 4 3 H SO 2 4 1 8 0 ℃ H O 2 SO H 3
*有 未 共 用 电 子 对
R N H 2
*碱 性 *亲 核 性
R N 3
*被 氧 化 剂 氧 化 *有 活 泼 氢 *与 强 碱 作 用
1、胺的碱性和胺盐的生成 （1）产生碱性的原因： N上的孤对电子
（2）判别碱性的方法： 碱的pKb；其共轭酸的pKa；
形成铵正离子的稳定性。
（3）影响碱性强弱的因素： 电子效应：3o胺 > 2o胺 > 1o胺 空间效应：1o胺 > 2o胺 > 3o胺 溶剂化效应：NH3 > 1o胺 > 2o胺 > 3o胺
溶剂化效应是给电子的，N上的H越多，溶剂化效应越大， 形成的铵正离子就越稳定。不同溶剂的溶剂化效应是不同的。
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碱性 亲核性
NO2
+
HHCl
HH过0量-5H。CCHl
N
H H
N NNH+ 3CN CHlC- H+C3H23H2O N
NH HH
H重1氮0苯70盐H酸盐 CH3
H
H2SO4 甲 烷
氨
NH3三 甲 胺 CH3-N苯H胺2
O2 +C胺-中H四2NS个O-三4价个键过价量0-键H52。SCO4
N+ N HSO4- + 2H2O
H2O RCH2NHR' (仲胺） H2O RCH2NR'2 (叔胺）
23
(3) 酰胺的降解制备（Hofmann降级反应）
O
(NaOX)
R-C-NH2 + NaOBr + 2NaOH
(NaX) RNH2 + Na2CO3 + NaBr + H2O
（Hofmann降解，制少一个碳的伯胺！）
例如：
O C-NH2
铵: 季铵类化合物 RN4+
4
10.1 胺
NH3（氨）分子中的氢原子被R－或Ar－取代后 的衍生物叫做胺。胺类广泛存在于生物界，如许
多生物碱具有生理或药理作用。例如：
N CH3
CHOHCHCH3
NHCH3
H
麻黄碱
OOCCH 新康泰克、白加黑等 CH
治疗支气管哮喘、咳嗽、荨麻疹、枯草热，过敏性鼻炎等
Br
-
十六烷基三甲基溴化铵
抗静电剂 季铵盐型阳离子表面活性剂 柔软剂
16
课堂作业 P255问题讨论：10.1
命名下列化合物
（1）（CH3)2CHNHCH3 （2） 写出下列化合物的结构式
N CH2CH3 CH3
（3）乙二胺
（4）二乙胺
17
10.2 胺的结构
sp3杂化
7N
2+HCl 1s22Hs22p3
2
无机氮化物
NH3 （氨） NH4+OH- （NH3.H2O） NH4+Cl- （氯化铵）
含氮有机物
R-NH2 （脂肪胺） R2NH; R3N
R4N+OH- （季铵碱） R4N+Cl- （季铵盐）
3
氨、胺、铵 ？
氨：NH3 氨基：-NH2 亚氨基：-NH次氨基：
胺：NH3 的烃基衍生物 甲胺：NH2CH3 甲胺基： -NH2CH3
NaOH,Br2 90%
NH2
24
10.5 胺的化学性质
（1）碱性和成盐 （2）烷基化 （3）酰基化 （4）与亚硝酸的反应
(5) 芳胺的亲电取代反应和氧化
25
(1) 碱性和成盐
胺 RNH2 是典型的有机碱，其化学性质的灵魂是氮原子 上有孤对电子，可使胺表现出碱性和亲核性，并可使芳胺
5
苯丙胺类 （兴奋剂，冰毒，摇头丸） 珍爱生命，远离毒品！
6
瘦肉精
Cl H2N
Cl
OH
CH3
CH CH2 NH C CH3 · HCl
CH3
盐酸克伦特罗
瘦肉精 肉色较深、肉质鲜艳
脂肪过薄
健康的肉
7
H2NCH2CH2CH2CH2CH2NH2
1,5-戊二胺（尸胺）
H2NCH2CH2CH2CH2NH2
3-甲基-2-氨基-戊烷
CH3CH2CH2CHCH2CH3 NHCH3
3-甲胺基己烷
12
伯、仲、叔、季碳原子和伯、仲、叔氢原子
伯碳，1。C
仲碳，2。C
CH3 CH3
CH3-C-CH2-CH-CH 3
季碳，4。C CH3 叔碳，3。C
伯碳，1。C
13
伯、仲、叔醇：按与－OH相连的碳原子的类型
CH3CH2CH2CH2OH 伯醇
正丁醇 醇
CH3 CH3CH2CH OH
仲醇
仲丁醇
CH3 CH3 CH OH
CH3 叔醇
叔丁
叔胺？
叔丁胺
14
伯、仲、叔胺与伯、仲、叔醇的涵义不同
伯胺 (1°胺) 仲胺(2°胺)
CH3CH3 H3CH3C NH2NH2
CH3CH3 叔 丁叔胺丁胺
H N
甲丙胺
H2NH2N
NHN2 H2
乙 乙二 二胺 H胺 N
10 含氮有机化合物
N的价键数目？
1
本章学习要求及重点
1.掌握胺的结构和命名。 2.胺的碱性及其影响因素。 3.胺 的 制 法 ： 硝 基 化 合 物 还 原 、 醛 酮 还 原 胺 化 、
Hoffmann降级 4.胺的化学性质：碱性，烷基化，酰基化，磺酰化，与
HNO2作用，芳胺的取代反应。 5.重氮盐和偶氮化合物：重氮盐的放氮反应、偶联反应。
重氮苯硫酸盐
季铵类化合物和重氮基中N为四个价键,带正电荷
NH4+, R4N+
18
10.3 胺的物理性质
低级胺有氨味或鱼腥味 高级胺无味，多为固体。 二元胺极臭而剧毒，如腐肉胺和尸胺！ 芳胺有特殊气味，有毒！
19
水溶解度：低级胺可溶于水，高级胺不溶于水。 （氢键、R在分子中所占比重）
伯、仲、叔胺与水皆形成氢键
1,4-丁二胺（腐肉胺）
Байду номын сангаас
OH
H2N-C-NH2 O
1994年普利策新闻特写摄影奖 (人性的思考）
尿素（碳酰二胺，脲）
尿素是第一种以人工合成无机物质而得到的有机化合物
8
致癌物 OH
NN 苏丹红I
偶氮基
OH CH3
NN
CH
3
苏丹红II
9
命名
1、简单胺（某胺）
CH3CH2NH2
乙胺
CH3NHCH3
二甲胺
苯苯
NH CH2CH3
N-乙基苯2-胺(N-甲 基 氨
叔胺(3°胺)
N
N
二甲基乙胺
N
N
N-甲基-N-异丙基苯胺 15
季铵碱和季铵盐
[CH3
CH3 +
N CH3 ClCH3
[
氯化四甲铵
[CH3
CH2CH3 + N CH3 OHCH3
[
氢氧化三甲基乙基铵
(CH3)3N ＋ n- C16H31Br
n
+ C16H33N (CH3)3
RNH2 + 2H2O
NO2 Fe,HCl
NH2
heat
NO2 Fe + HCl
NH2
NH2 + Fe3O4
NH2
22
（2）酰胺还原
酰胺用氢化铝锂还原得伯、仲、叔胺：
O R C NH2 LiAlH4
O R C NHR' LiAlH4
O R C NR'2 LiAlH4
H2O RCH2NH2 (伯胺）
NH
CH3CH2CH2NHCH3
甲丙胺
CH3CH2NCH2CH2CH3 CH3
甲乙丙胺
二苯基胺
10
2、N上连有脂肪烃基和芳香烃基的胺
NH CH2CH3 N-乙基苯胺
N CH3 CH3
N，N-二甲基苯胺
N CH2CH3 N-甲基-N-乙基苯胺
CH3
11
3、复杂的胺（取代基）
CH3CH2CH CHCH3 CH3 NH2
R O
R NH
H
H
R O
R NH
H
R
20
沸点(b.p) : (1) 伯、仲胺b.p较高，叔胺b.p较低。
伯、仲胺能形成分子间氢键 叔胺 不能形成分子间氢键
H RN
H NR
H
H
R RN
R NR
H
H
(2) 胺的沸点低于相应的羧酸或醇
N-H…N 比 O-H…O 弱
21
10N.4i 胺的制备
（1）R-N硝O基2 +化合3H物2 还原