硝基化合物2-文档资料
在实验室中可以用取代反应来制备一些硝基烷。
+ C H ( C H ) C H C H N a I 3 2 5 3 N a N O + C H ( C H ) C H C H 2 3 2 5 3 5 8 % N O 2 I
2.硝基烷的性质 硝基烷是无色的高沸点液体，常用作溶剂。
含α-H的硝基烷易与碱作用成盐。
C l 1 0 % N a O H
o 3 6 0 C ,加 压
O H
+ H
C l O N 2 N O 2 H O 2 室 温 N O 2 O N 2
+ H
O H N O 2
N O 2
S H N O 2 N a S H
C l N O 2 N H O H 2
H2，Pt 醇
NHCOCH3 NH2
2.芳环上的亲电取代反应
NO2 B r2 F e ， 140 ℃ NO2 发 烟 H N O 3 ， 浓 H 2 SO 4 95 ℃ NO2 发 烟 H 2 SO 4 110 ℃ SO 3 H NO2 Br NO2
苯环上的亲核取代反应
硝基是强吸电子基团, 在芳环的亲核取代反应中, 活化芳环邻、 对位。氯苯中的氯是不活泼的，不易被水解，但2,4－二硝基 氯苯则很易水解。
O H R C HN O O 酸 式 结 构
O R C H 2 N
O R C H 2 N O O R C H N O
＋ － H
O R C H N O
O R C H N O
C H N O p k :1 0 . 2 3 2 a
与羰基化合物的反应
硝基化合物的α-H具有酸性， 遇碱生成亲核性强的碳负离子， 能发生类似羟醛缩合反应——Henry反应。
N O 2
NO2
硝基化合物：烃分子中的氢原子被硝基 （－NO2）取代的化合物。
O R N O N O
0 .122 nm
C
N 0.147nm
O R N O R N
O R O N
O O
N: sp 2
脂肪族硝基化合物
1、硝基烷的命名
C H N O C H ) C H N O O N ( C H ) N O 3 2( 3 2 2 2 2 5 2
3H C H O+C H O 3N 2 O H C H H 2O H O C H 2 C N O 2 C H H 2O C H H 2O H O C H 2 C N H 2 C H H 2O Fe/H 2SO 4
二、芳香族硝基化合物
C l
CH3 O 2N NO2
N O
2
NO2
对硝基氯苯
NO2
2,4,6-三硝基甲苯(TNT) 2-硝基萘
C H 3 C O C H 3 C H 3 N O 2 酮 麝 香 O N 2
C H 3 N O 2 C H 3 N O 2 二 甲 苯 麝 香
( C H ) C 3 3
3. 芳香族硝基化合物的化学性质
N O 2
N O
N H O H
N H 2
在酸性介质中用金属还原硝基化合物，直接 生成相应的胺
N O
NN 偶 氮 苯
Z n (3 m o l)， N a O H C H O H 3
N H
N H
氢 化 偶 氮 苯
在化工生产中，常用Cu、Ni或Pt等催化剂， 采用催化加氢的方法，还原硝基化合物。实验室
中也可采用类似的方法。
N O
2
N H
H ， C u ， 约 3 0 0 ℃ 2 约 9 5 %
2
NHCOCH3 NO2
芳香族硝基化合物的制法
H 3C CH3
NO2
H N O 3 C H O O H 3C
H 3C
CH3
CH3
CH3
C l
H N O H 3， 2SO 4 100-110 ℃
Cl NO2
C l
Cl
H N O ， H S O 3 2 4 1 3 0 ℃
+
N O
2
NO
2
NO
2
芳香族硝基化合物的物理性质
C H 3 O N 2 N O 2 O C H 3 C ( C H ) 3 3 葵 子 麝 香 O N 2 ( C H ) C 3 3
硝基甲烷 2-硝基丙烷
NO2
1,5-二硝基戊烷
硝基环戊烷
2. 硝基烷的制法
4 0 0 ℃C C H H N O +H H N O 4 O 3 3 2 2
N O ， 2 0 0 ℃ 2 C H C H C H C H C H C H N O ( C H ) C H N O 3 2 3 3 2 2 2 C l, ~ 1 0 0 %
CH
+ F e3O 4
CH
3
3
NO
2
F e ,H C l ,C H O H , 3 ~ 7 5 %
NH
2
NO
2
NH
2
当芳环上还连有可被还原的羰基时，用 氯化亚锡和盐酸选择性还原硝基成为氨基。
NO2
S n C l2 ,浓 H C l
NH2
CHO
CHO
O H O N 2 N O 2 N a S 2 C H O H ， 2 5 N O 2 N O 2 O N 2 O H N H 2
N H 2
N O 2
在碱性介质中还原时，则硝基苯被还原 成两分子缩合的产物。
O 葡 萄 糖 ， N a O H N N
N O 2
2
1 0 0℃
氧 化 偶 氮 苯
Z n ( 2 m o l ) ， N a O H C H O H 3
O N a O H ， H O 2 R C H N O R C H = N 2 2 - + O N a
R C H N O 2 R
R N a O H ， H O 2
O C = N - + O N a R
－H的酸性 由于硝基强吸电子作用，使得－H显酸性， 含－H的硝基化合物能溶于的硝基化合物能 溶于碱。
中性介质中还原，可停留在N-羟基苯胺阶段
N O
2
NHOH
Z n ,N H C l 4 H O ， 6 0 2 ℃
钠或铵的硫化物、硫氢化物或多硫化物，如硫 化钠、硫化铵、硫氢化钠、硫氢化铵等，以及氯化 亚锡和盐酸，在适当的条件下，可以选择性的将多 硝基化合物中的一个硝基还原成氨基。
N O 2 N a H S H O H ， N O 3 2C
第十四章 硝基化合物和胺
定义:
第一节 硝基化合物
脂肪烃或芳烃分子中一个或多个氢原子被硝基 取代的化合物，称为硝基化合物。可分为：芳 香族硝基化合物 和 脂肪族硝基化合物。 脂肪族: 芳香族:
N O 2
C H ) C = C H N O H C H N O N O 3 2 2 3 2 2( 2 C
N O H 2 C 3 N O 2
硝基化合物
成环和重排
O R C CH2 R' 成环 O R + C CH2 R' 重排 R R' O R C CH2R' + N N O
+ + H2C N N C R
醛和环酮以重排产物为主，普通的酮主要生成环氧化物。酮分子中 与羰基相连的两个烃基不相同时，得到两种重排产物的混合物。
O R O R C CH2 H + + H2C N N C H + N N O R C CH3
H 重排
O + CH2N2
O CH2 + N N
O + N2
O C CH2 CH2N2 CH2
O C CH2 + N N
O C
环丙酮
3. 与酰氯反应
O R
脱去氯化氢
O R O H C CH2 Cl + -H+ N N O R C CH + N N + N N
+ + H2C N N C Cl
-Cl
R
第一节 硝基化合物
硝基化合物可分为脂肪族硝基化合物和芳香族硝基化合物。 硝基化合物的结构
CH3 + N O
Sp2杂化
O
O O
C-N 147pm ， <ONO = 127
N-O
+ N
122pm
+ N O O
+ N
O O
P, π 共轭
CH3
NO2
μ= 3.5 D
硝基为强的吸电子基
厚 第十八章 止 其它含氮化合物
H2 O R'OH NH3 O O RCH2COR'
硝基化合物1硝基化合物的分类和命名
第十四章含氮有机化合物硝基化合物1 硝基化合物的分类和命名1.1硝基化合物的分类据R来分脂肪族芳香族1.2硝基化合物的命名硝基作取代基CH3NO2CH3CH CH3NO2COOHNO2ClNO22 硝基化合物的结构主要是硝基的结构：-NO2 N用一个s轨道和二个p轨道进行sp2杂化，O-NON,O之间一个是双键，另一个是配位键。
但实际上形成了四电子，三原子的共轭体系。
3 硝基化合物的制法脂肪族硝基化合物可由烷烃与硝酸或二氧化氮发生取代反应。
芳香族硝基化合物可由芳环上硝化来制得。
4 物理性质低级脂肪族硝基化合物（主要是硝基烷烃）是无色液体，芳香族一硝基化合物是无色或淡黄色的液体或固体，多硝基化合物则为黄色固体。
具有易爆性5 化学性质O 官能团的性质主要是还原，因为N为+5，为最高价，反应R N 时变为低价，因此为还原。
（Ar）O 如为R，则为α-H的反应，如为芳基，则为环上取代（比苯难）。
5.1还原据介质不同，还原产物也不同。
5.1.1酸性介质-NO2被还原成-NH2还原剂Fe,Sn+HCl 选择性差SnCl2,HCl 选择还原-NO2碱金属（NH4+）的硫化物或多硫化物（Na2S NH4HS Na2S2）选择性更高，只还原一个-NO2。
5.1.2中性介质-NO2被还原成-NHOH还原剂Zn ,NH4Cl+H2O5.1.3碱性介质产物很复杂，据还原剂不同，产物各异。
总之，酸性介质、中性介质单分子产物碱性介质双分子产物5.2 与碱作用（脂肪族硝基化合物）具有α-H的脂肪族硝基化合物可与碱作用，原因为烯醇式-酮式互变异构现象。
O OHR-CH2-N R-CH2=NO O5.3硝基对邻对位取代基的影响5.3.1 增加卤素的活泼性从反应条件来看活泼性。
解释可用电荷分布来解释。
5.3.2 增加酚的酸性会判断取代酚的酸性。
可用电荷分布来解释。
胺1 胺的分类和命名1.1胺的分类据R类型脂肪族胺芳香族胺据NH3中H被R 取代的产物伯胺仲胺叔胺季胺盐和季胺碱据氨基的数目一元多元注意氨、胺、铵的用法1.2胺的命名1.2.1脂肪胺习惯命名：某某某胺系统命名：烃为母体，氨基作取代基（类似于醚）1.2.2芳香胺N直接与苯环相连N只和苯环相连N与苯环和脂肪烃基相连以芳胺为母体。
第十二章 硝基化合物
C6H13 HO H
CH3
C6H13 TsO H
CH3
构型再次翻转
第三十八页，共131页。
C6H13
H
NH2
CH3
➢ 合成路线
O C6H13
N
H
O CH3
NH2NH2 O
H2N
C6H13 H
CH3
SN2
NK
O
C6H13 H OH
CH3
TsCl
吡 啶
C6H13 H OTs
CH3
CH3COONa
第三十三页，共131页。
二. 胺类化合物的制备方法
1. 脂肪族伯胺的制备
氨的烷基化（卤代烷的取代，SN2 机理）
R X+N H 3
过量
R N H 2 +N H 4 X
副反应
RX
R
R
R NH R + R N R + R N R X
R
➢ 有多取代产物，分离有难度 ➢ 2o 或 3o R－X 可能有消除产物
➢一般条件下芳环上的亲核取代较难发生
例：
Cl
NaOH
H+
高温，高压
OH 为什么？
SN2过程 Cl
OH 无法翻转
SN1过程 Cl
+ Cl
C(sp2)－Cl不易断裂
第十八页，共131页。
含硝基芳香卤代物的亲核取代
X NaOH 135~160oC
NO2
X NO2 Na2CO3
100oC NO2
X
O 2N
➢ 氢化偶氮苯类化合物的重排机理（分子内重排）
2H+ NH NH
NH2 NH2
有机化学II硝基化合物和
H2 C15H31CH2NH2 Ni
3. 醛和酮的还原氨化 醛、酮与氨或伯胺缩合生成亚胺，继而进行催化加氢
最终生成胺。
R C O + NH3 (R''NH2)
(R')H
醛或酮
(R')H
R C NH2(R'') OH
- H2O
R C NH(R'')
(R')H
H2 Ni
R
CH NH2(R'') (R')H
5MPa
CH3NH2
CH3OH, Al2O3 380~450oC
(CH3)2NH
5MPa
CH3OH, Al2O3 380~450oC
(CH3)3N
5MPa
亲核试剂：NH3、RNH2(以1°胺为宜)。 烃基化试剂：卤代烃、醇、具有活泼卤原子的芳卤。
2.腈或酰胺的还原
NC(CH2)8CN + 4 H2
CH2NH2
苄胺
2. 比较复杂的脂肪族胺是以烃作母体，氨基作为取代
基来命名。
NH2
CH2CH2CHCH3
[CH3]2N[CH2]5CH3
1-苯基-3-氨基丁烷
二甲氨基己烷
3. 当氮原子同时连有芳基和脂肪烃基时，命名时必须在 芳胺 名称前面加字母“N”。
N
CH3 C2H5
N-甲基-N-乙基苯胺
ON
N(CH3)2
NN HH 氢化偶氮苯
在化工生产中，常用Cu、Ni或Pt等催化剂，
采用催化加氢的方法，还原硝基化合物。实验室
中也可采用类似的方法。
NO2
NH2
H2 Cu，~ 300℃ ~ 95%
第一节 硝基化合物
一．硝基化合物的分类、命名和结构
1. 分类 2. 命名 3. 结构
二．硝基化合物的性质
1. 物理性质 2. 化学性质
脂肪族硝基化合物 芳香族硝基化合物
一、硝基化合物的分类、命名和结构
1. 分类 硝基化合物通式：R━NO2
官能团：硝基
伯 RCH2NO2
脂肪族硝基化合物 仲 R2CHNO2
OH
NO2 NaHCO3溶液
NO2
H+
NO2
130 ℃
Cl
ONa
NO2 NaHCO3溶液 100 ℃
NO2 H+
OH NO2
NO2
NO2
NO2
二、硝基化合物的性质
O2N
Cl
NO2 NaHCO3溶液 O2N 35 ℃
ONa NO2 H+
O2N
OH NO2
NO2
NO2
NO2
硝基是强吸电子基团，随着硝基数目的增加，苯环上电子云密度
按照烃基的结构
叔 R3CNO2
芳香族硝基化合物
一硝基化合物 按照官能团的数目
多硝基化合物
一、硝基化合物的分类、命名和结构
2. 命名
硝基化合物的命名和卤代烷类似，硝基只作取代基
NO2
CH3
COOH
(CH3)2CHNO2
2－硝基丙烷 2-nitropropane
NO2
间二硝基苯 m-dinitrobenzene
R2CHNO2 + HONO
NO2
R
NO
NaOH 溶液
C
溶解，得到蓝色溶液
R
NO2
R3CNO2 + HONO
第十四章第一节硝基化合物
第十四章第一节硝基化合物第十四章第一节硝基化合物一、硝基化合物的命名与结构分子中含有硝基(,NO)的化合物称为硝基化合物。
RNO或ArNO。
它的命名类似卤代烃. 222硝基乙烷对硝基甲苯2根据硝基化合物具有较高的偶极矩,键长测定两个氧原子和氮原子之间的距离相等,从价键理论观点看，氮原子的sp杂化轨道形成三个共平面的σ键，未参加杂化的一对电子的p轨道与每个氧原子的p轨道形成共轭体系，因此，硝基化合物的分子结构可以表示如下:共振结构式:氮带一个正电荷，每个氧各带?负电荷，这与硝基化合物高的偶极矩相联系。
根据R的不同，偶极矩在3.5D和4.0D之间，由于硝基化合物的偶极特征,结果比相同分子量的酮沸点高(挥发慢)。
如硝基甲烷(MW61)沸点101?,丙酮(MW58)沸点56?。
意外地，在水中溶解度低，在水中硝基甲烷的饱和溶液，以重量计少于10%，而丙酮完全溶于水。
二硝基化合物的制备1(烷烃的硝化:烷烃可与硝酸进行气相或液相硝化，生成硝基烷烃。
其中以气相硝化更具有工业生产价值.烷烃的硝化是以游离基历程进行的:烷烃的碳骼对硝化速度具有一定的影响，活性次序为:叔C-H > 仲C-H > 伯C-H 。
在高温气相硝化，产物为混合物。
2(亚硝酸盐的烃化?与卤代烃:两者的比例与卤代烃的结构有关，生成硝基烷烃比例为:伯卤代烃〉仲卤代烃〉叔卤代烃卤代烃中卤素被取代的难易是:I>Br>Cl>Fi 卤代烃与亚硝酸银的反应:ii 卤代烷与亚硝酸锂(钠、钾)反应实际上硝基化合物和亚硝酸酯两者同时生成，在DMF和 DMSO中，硝基化合物为主要产物。
所以，这个反应是制备脂肪和脂环族硝基化合物的简单有效方法。
这个反应能进行的关键是亚硝酸碱金属盐和卤代烷都有一定量溶解在溶剂中，常用溶剂为DMF、 DMSO。
? 与α-氯代羧酸:3.芳烃的硝化:三、硝基化合物的性质1.物理性质和光谱性质IR:硝基化合物 N=O 硝基( )有两个强吸收。
《硝基化合物》课件
和运输
探讨硝基化合物的储存 和运输要求，以确保安 全。
3 硝基化合物的处理
和回收
讨论如何正确处理和回 收硝基化合物以减少对 环境的影响。
总结
硝基化合物的主要内容
回顾硝基化合物的核心概念和重要知识点。
硝基化合物的重要性
强调硝基化合物在科学研究和实际应用中的重要性。
硝基化合物的发展趋势
展望硝基化合物领域的未来发展趋势和前景。
探讨硝化反应发生所需的适宜条件。
硝化反应的实验方法
介绍实验室中用于合成硝基化合物的常用实验方法。
硝基化合物的性质
物理性质
探索硝基化合物的物理性质， 如熔点、沸点和溶解度等。
化学性质
介绍硝基化合物的常见化学 反应和反应特点。
硝基化合物的危害
讨论硝基化合物在人体和环 境中的危害和影响。
硝基化合物的应用
硝基化合物
欢迎来到《硝基化合物》的PPT课件！今天我们将深入探讨硝基化合物的定 义、合成、性质、应用和安全性等方面的知识。
什么是硝基化合物
• 硝基化合物的定义 • 硝基的结构和化学性质 • 硝基化合物的种类和分类
硝基化合物的合成
硝化反应的原理
详细介绍硝化反应如何实现硝基化合物的合成。
硝化反应的条件
1
医药应用
2
探索硝基化合物在医药领域的重要作
用和应用。
3
工业应用
了解硝基化合物在工业生产中的广泛 应用领域。
硝基化合物的环境影响
讨论硝基化合物对环境的影响和可持 续发展的相关措施。
硝基化合物的安全性
1 作硝基化合物所 需的安全措施。
2 硝基化合物的存储
第十三章-硝基化合物
伯硝基化合物 仲硝基化合物
叔硝基化合物
NO2
O2N
CH3
2,4－二硝基甲苯
Cl
O2N
Cl
O2N
COOH
CH3 对硝基氯苯 2－甲基－4－硝基－5－氯苯甲酸
硝基化合物的制备
脂肪烃硝化时，由于形成混合物，在合成上无制备意义。 在工业上应用较广的是芳香烃的硝化：
HNO 3－H2SO4 50℃
NO2 发烟HNO3－发烟H 2SO4 NO2
CHO
+
NH3
H2/Ni 9MPa,40-70℃
O +NH2CH3
H2/Ni P
CH2NH2 NHCH3
胺的制备
5.酰胺的还原或降级
O R C NH2
LiAlH 4 RCH 2NH2 NaOX + NaOH (X2 + NaOH) RNH 2
6.盖布瑞尔(Gabriel)反应制伯胺
C O KOH
第十三章 含氮化合物
(一)硝基化合物 (二)胺 (三)重氮和偶氮化合物 (四)腈与异腈
(一) 硝基化合物
13.1 命名与制备
硝基化合物的命名与卤代烃相似,以烃为母体,硝基看做取代基。
CH3CH2NO2 硝基乙烷
CH3CHCH3
NO2 2－硝基丙烷
CH3 CH3 C CH3
NO2 2－甲基－2－硝基丙烷
SnCl2 + HCl NO2
NH2 NH2 NO2 CHO
NH2
胺的制备
2.布赫雷尔(Bucherer)反应
OH + NH3
(NH4)2SO3 + H 2O 150℃，10MPa
NH2
3.氨的烷基化
硝基化合物
200 CH3CH2CH3 NO2， ℃ CH3CH2CH2NO2 + (CH3)2CHNO2 70%
在实验室中可以用取代反应来制备一些硝基烷。
CH3(CH2)5CHCH3 I
+
NaNO2 58% CH3(CH2)5CHCH3+ NaI NO2
2.硝基烷的性质
硝基烷是无色的高沸点液体，常用作溶剂。
构型翻转
H2N
C6H13 H CH3
构型翻转
C6H13 HO H CH3 TsO C6H13 H CH3
构型再次翻转
H
C6H13 NH2 CH3
酰胺的 Hofmann 降解（ Hofmann重排）
O R C NH2
Br2 / NaOH
R
NH2
+
CO2
Hofmann 降解
R＝烷基、芳基
比原料少一个碳
仲胺 （二级胺）
叔胺 （三级胺）
R = 烷基： 脂肪胺 芳基： 芳香胺
季铵盐 （四级铵盐）
胺类化合物的命名
C2H5 C2H5 NH2 C2H5 NH C2H5 C2H5 N C2H5 N Et 甲基乙基环丙胺 Me
乙胺
二乙胺
三乙胺
CH3 NH2 N CH3 N, N-二甲基 苯胺
H3C
NH CH3 N
CH2OH HOCH2 C NH2 CH2OH
二、芳香族硝基化合物
Cl
CH3 O2N NO2
NO2
NO2
对硝基氯苯
NO2
2,4,6-三硝基甲苯(TNT) 2-硝基萘
芳香族硝基化合物的制法
NO2
H3C
CH3
硝基化合物
连有羰基和硝基时，只还原硝基。
NO2
SnCl2 + HCl
NH2 C HO C HO
还原结果无规 律，由实验事 实确定。
多硝基化合物在钠或铵的硫化物、硫氢化物等还原剂
作用下，可进行选择性(或部分)还原。如：
NO2 NO2
NaHS,CH3OH △
NH2 NO2
OH O2N NO2
C H3 NO2 NO2 还原对位
O
N =
δ
O Cl
O N
δ
=
O
Cl
显然，Cl原子的邻、对位上的－NO2数目↑，其亲核取代
反应活性↑。
Cl NO2
Na2CO3 130℃
OH NO2
Cl NO2 NO2
10％ Na2CO3 △ , 煮沸
OH NO2 NO2
Cl O 2N NO2 NO2
H2O 沸腾
OH O2N NO2 NO2
3. 对甲基的影响 我们知道含活泼氢的化合物可以与苯甲醛缩合。显然，
NH4SH △
OH NO2 Na2S,CH3OH
△
O2N NO2
C H3 NO2 NH2
NH2
NH2 NO2 NO2 还原邻位
NH4SH △
NH2 NH2 NO2
三、 硝基对苯环的影响 硝基是强吸电子基，当其与苯环直接相连时，不仅使 芳环上的亲电取代反应活性↓，以致不能进行(如：F-C反
应)，而且通过－I、－C效应，对其邻、对位的取代基产生
=
O O
R C H=N 假酸式
OH O
NaOH
R C H=N
+ O Na
O
+
H2O
有机化学