重氮化合物和偶氮化合物。

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重氮化合物和偶氮化合物

重氮化合物和偶氮化合物

重氮化合物和偶氮化合物是指含氮的化合物。

重氮化合物是指氮原子数大于2的化合物,例如氮气、氨、硝酸、尿素等。

这些化合物中的氮原子通常是以三聚体的形式存在的,即N≡N。

重氮化合物常常具有一定的毒性,并且在生物体内可能会产生致癌作用。

偶氮化合物是指氮原子数为2的化合物,例如二氧化氮、甲硝唑等。

这些化合物中的氮原子通常是以双聚体的形式存在的,即N=O。

偶氮化合物通常不具有明显的毒性,但也可能对生物体产生一定的毒害作用。

总的来说,重氮化合物和偶氮化合物都是含氮的化合物,它们的氮原子的数量不同,并且它们在生物体内的毒性也有所差异。

第十四章 重氮化合物和偶氮化合物(共28张PPT)

第十四章 重氮化合物和偶氮化合物(共28张PPT)

氰基可以转化羧基、氨甲基等,H因B此r通过重氮盐可把芳环上的氨基转H变B为r羧基、氨甲基等。
Cl
Cl
重氮盐与氰化亚铜的氰化钾溶液作用,或铜粉存在下,与氰
NaNO2, H化BF4钾溶液反应,重氮基被氰基取代。
同时,在弱酸性介质中,增加胺的溶解度。
通过在芳环上引入氨基和去氨基,可以合成一些用其它方法不易或不能得到的化合物。
应,生成氯代副产物。
+
Cl
+ Cl-
另外,水解所得的酚易与未反应的重氮盐发生偶合反应,强酸 性的硫酸溶液可使偶合尽量减少。还可提高分解反应的温度 ,使水解快速彻底。
利用重氮盐的分解反应可制备用其它方法难以得到的酚:
NO2
NH2
Cl
HNO3, H2SO4
Cl

Cl
Fe, HCl
Cl
Cl

Cl
N2HSO4
CO(NH2)2 + 2HNO2
0~5ºC 而偶合组分的芳环上必须具有一个强推电基 (-OH、-NH2、-NHR、-NH2)。 60~70ºC
NaNO2, H2SO4
NO NO 重氮盐在低温下水溶液中较稳定,升温易分解,光能促进重氮盐的分解。
2 2 反应可逆,胺仍可与重氮正离子偶合,随着胺的 消耗,铵盐又转变为胺而进行偶合反应。
CH(CH3)2
CH(CH3)2
NO2
CH(CH3)2 HNO3, H2SO4 △
CH(CH3)2
NO2
Fe, HCl △
CH(CH3)2 NH2
(CH3CO)2O
CH(CH3)2
HNO3, H2SO4 △
NHCOCH3
CH(CH3)2

第十六章 重氮化合物和偶氮化合物

第十六章 重氮化合物和偶氮化合物
NaO3S N2Cl + H N(CH3)2
CH3COONa 0-5 C

NaO3S
N=N
N(CH3)2
甲基橙 (酸红碱黄,变色范围pH3.1-4.4)
能产生颜色的有机物一般都含有生色基和助色基。 能产生颜色的有机物一般都含有生色基和助色基。
27
生色基一般含有共轭体系, 生色基一般含有共轭体系,如:
11
例如:
从 OH
Br 溴会在碱熔时水解
NO2
NO2
Br2/Fe Fe+HCl
NH2 Br OH Br
解:
混酸
50 C

N2+ HSO4HNO2+过量H2SO4 0-5 C

H2O
Br
Br
12
例如: 由苯制取间硝基苯酚。 例如 由苯制取间硝基苯酚。
部分还原
13
、-Cl、- 、-I) ⑶重氮基被卤素取代 (X=-F、- 、- 、- - 、- 、-Br、-
近来报导用重氮氟磷酸盐代替重氮氟硼酸盐,产率高 近来报导用重氮氟磷酸盐代替重氮氟硼酸盐,产率高: 重氮氟磷酸盐代替重氮氟硼酸盐
16
例: 解: CH3
CH3 由
CH3 F
CH3
混酸
CH3 + NO2
CH3
Fe+HCl (CH3CO)2O
CH3 NHCOCH3
HNO2+过量H 2SO4 0-5 C
NO2
偶氮染料———苏丹红 苏丹红 偶氮染料
30
苏丹红,学名苏丹,分为Ⅰ 苏丹红,学名苏丹,分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ号,是一类合 成型偶氮染料, 主要用于溶剂、 成型偶氮染料 主要用于溶剂、油、蜡、汽油增色以及鞋和 地板等的增光。 地板等的增光。 在苏丹红事件中,包括30家企业的 家企业的88个食品样品先后被 在苏丹红事件中,包括 家企业的 个食品样品先后被 检出含有苏丹红Ⅰ 检出含有苏丹红Ⅰ号。中国检验检疫科学院食品安全研究所 副所长储晓刚表示,送检的几份(鸭蛋)样品里苏丹红Ⅳ 副所长储晓刚表示,送检的几份(鸭蛋)样品里苏丹红Ⅳ号 含量最高达到0.137mg/kg。国际癌症研究机构将苏丹 mg/kg。国际癌症研究机构将苏丹 含量最高达到 mg/kg。 号列为三类致癌物。 红Ⅳ号列为三类致癌物。

重氮与偶氮

重氮与偶氮
由于定位规律和空间效应,重氮组分一般进入-OH或-NR2 的对位,如果对位已被其它基团占据,则在邻位发生偶合。
OH(NR2) N2Cl +
CH3
OH(NR2) NN
CH3
N2Cl + H2N
N N NH
如果将苯重氮氨基苯和盐酸或盐酸苯胺共热,则重排成对氨基
偶氮苯。
N N NH
C6H5NH2 HCl 30-40度
NN
NH2
但是重氮盐与间甲苯胺、间苯二胺、萘胺偶合时,由于甲基、 氨基都是供电子基,使苯环电子云密度较高,故反应主要发生 在芳环上;对于萘胺来说,由于-位活性本来较高,故主要 发生在萘环的-位上,而不是氨基上。
NH2 CH3
NH2 NH2
NH2
NH2
N2Cl +
OHNaOH+H2O (PH=9-10) 0℃
NN
OH
对羟基偶氮苯(桔红色)
N2Cl +
N(CH3)2 CH3COONa+H2O (PH=5-7) 0℃
NN
N(CH3)2
对(N,N-二甲氨基)偶氮苯(黄色)
偶合反应是亲电取代历程,但由于重氮盐正离子(ArN2)是一个 很弱的亲电试剂,只能与带有较强供电子基团的酚、胺类化合 物发生偶合反应,与其它化合物不发生偶合反应。
概念解释:
重氮与偶氮化合物
重氮和偶氮化合物分子内都含有偶氮基官能团-N=N-,如 果该官能团两端均与烃基相连,则称为偶氮化合物。
NN 偶氮苯
CH3 N N CH3 H3C
NN
OH
偶氮甲烷 4-甲基-4'-羟基偶氮苯
HO3S
NN
N(CH3)2 HO

第十六章 重氮化合物和偶氮化合物

第十六章 重氮化合物和偶氮化合物

讨论: 讨论:
① 在强酸性介质(40%~50%硫酸)中进行, 以免偶联生成 在强酸性介质(40% 50%硫酸)中进行, ② 用硫酸盐而不用盐酸盐, 以免生成氯苯。 用硫酸盐而不用盐酸盐, 以免生成氯苯。 ③ 利用该反应可制备用其它方法难以得到的酚。 利用该反应可制备用其它方法难以得到的酚。
OH
N N OH
N2+Cl-
SnCl2, HCl or Na2SO3
NHNH2 HCl
苯肼盐 酸盐
OH-
NHNH2
苯肼
N2+Cl-
Zn, HCl
NH2 + NH3
(2) 偶合反应
定义: 重氮盐正离子可以作为亲电试剂与酚, 定义: 重氮盐正离子可以作为亲电试剂与酚, 芳胺等活泼的芳香 化合物进行芳环上的亲电取代 生成偶氮化合物, 化合物进行芳环上的亲电取代, 生成偶氮化合物, 这类反 亲电取代, 应称为偶联反应。 应称为偶联反应。
③ HNO2不能过量, 否则亚硝酸有氧化性, 促使重氮盐分解。 不能过量, 否则亚硝酸有氧化性, 促使重氮盐分解。
☆ 可用淀粉-KI试纸检验过量的HNO2;用尿素除去过量的HNO2。 可用淀粉-KI试纸检验过量的 试纸检验过量的HNO 用尿素除去过量的HNO
芳香族重氮化合物的结构: 芳香族重氮化合物的结构: [ArN+≡N]X- 或 ArN2+XN :
?
Br
NO2
HNO3 H2SO4 Br2,Fe 140℃ ℃
NO2
Fe + HCl
NH2
NaNO2,H2SO4 0~5℃ ℃
N2HSO4
H2O,H+
OH
Br
Br
Br

重氮、偶氮化合物的命名

重氮、偶氮化合物的命名
4

制作人:

刘德秀
氯化重氮苯 重氮苯盐酸盐
N-苯氨重氮苯
N—OH
CH3CH=N2
重氮乙烷
N
氢氧化重氮苯
3
二、偶氮化合物 偶氮化合物是含有-N=N-官能团,且该官 能团的两端都与烃基相连的化合物。
CH 3 N N CH 3 C CH 3
N
N
C CN
CH 3
CN偶氮苯N N N(H3)2偶氮异丁腈对-二甲基氨基偶氮苯
药用基础化学/ 含氮的有机化合物
重氮、偶氮化合物的命名
一、重氮化合物 定 义:重氮化合物是指含有重氮基官能团,且 该官能团的一端与芳香烃基或与1个二价烃基直接 相连,而另一端与非碳的其它原子或原子团相连 的化合物。 官能团:重氮基(-N=N-或N≡N=)
一、重氮化合物
N
+
NCl
N N NH

重氮和偶氮化合物

重氮和偶氮化合物

偶氮基两端连接烃基(可以是脂肪族烃基,也可以是苯基等芳烃基)的一类有机化合物。

偶氮染料是合成染料中品种最多的一类,广泛用于多种天然和合成纤维的染色和印花,也用于油漆、塑料、橡胶等的着色。

偶氮化合物即AZO,偶氮基─N=N─与两个烃基相连接而生成的化合物,通式R─N=N─R′。

偶氮基能吸收一定波长的可见光,是一个发色团。

偶氮染料是品种最多、应用最广的一类合成染料,可用于纤维、纸张、墨水、皮革、塑料、彩色照相材料和食品着色。

有些偶氮化合物可用作分析化学中的酸碱指示剂和金属指示剂。

有些偶氮化合物加热时容易分解,释放出氮气,并产生自由基,如偶氮二异丁腈AIBN等:故可用作聚合反应的引发剂。

第十四章 重氮和偶氮化合物

第十四章  重氮和偶氮化合物
第三节 重氮和偶氮化合物
官能团。 重氮和偶氮化合物都含有 -N=N- 官能团。 该官能团的两端与烃基相连的化合物称为偶氮化合物 偶氮化合物。 该官能团的两端与烃基相连的化合物称为偶氮化合物。 偶氮化合物通式: 偶氮化合物通式:R—N=N—R 、Ar—N=N—R或Ar—N=N—Ar 或
若该官能团的一端与烃基相连,另一端与其他原子 非碳原子 非碳原子, 若该官能团的一端与烃基相连,另一端与其他原子(非碳原子, 重氮化合物。 CN- 是例外 或原子团相连的化合物,称为重氮化合物。重氮化 是例外)或原子团相连的化合物 称为重氮化合物 或原子团相连的化合物, 合物通式: 合物通式:R—N=N—X 或 Ar—N=N—X
另一方面它本身又易为亲核试剂所取代, 另一方面它本身又易为亲核试剂所取代,是芳环上导入负性基 团如卤素、羟基、氨基等可能的途径,所以在合成上非常有用。 团如卤素、羟基、氨基等可能的途径,所以在合成上非常有用。
重氮盐的反应一般可归纳为两类:一是重氮基 重氮盐的反应一般可归纳为两类:一是重氮基(N2)被取代并释 被取代并释 放出氮气,二是反应产物的分子中仍保留着两个氮原子。 放出氮气,二是反应产物的分子中仍保留着两个氮原。
重氮盐与第一、第二芳胺在中性或弱酸性溶液中, 重氮盐与第一、第二芳胺在中性或弱酸性溶液中,亲电试剂的重 氮阳离子进攻氨基上的氮原子,生成重氮氨基化合物,这种偶联 氮阳离子进攻氨基上的氮原子,生成重氮氨基化合物, 氮偶联。 叫氮偶联。
因此,重氮化反应必须在强酸溶液中进行。 因此,重氮化反应必须在强酸溶液中进行。
NaNO2 H2SO4
Br
N2 HSO4 Br NO2 NaNO2 HCl H3PO2 H2O
CuCN Br KCN
产物 — 2,6-二溴苯甲酸 二溴苯甲酸
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CH3
O2N
NO2
(CH3)3C
CH3
NO2
二甲苯麝香
CH3
O2N
COCH3
(CH3)3C
CH3
NO2
葵子麝香
CH3
O2N
NO2
OCH3 C(CH3)3
酮麝香
§12-1-2 硝基化合物的化学性质
一、 α-H的活泼性 1. 互变异构
具有α-H的硝基化合物,可与强碱作用生成可溶于 水的盐。
α
R CH2 NO2 + NaOH
= C6H5CH CHNO2
C6H5COCH2NO2 + C2H5OH
硝基很容易被还原。还原一般经历以下过程,以硝基 还原为例:
NO2
NO
NHOH
NH2
亚硝基苯
N-羟基苯胺 (苯基羟胺)
因此,其还原产物因反应条件不同而异。如:在酸性介质 (通常为HCl)中,以金属Fe、Zn或SnCl2为还原剂,可将 硝基化合物直接还原成相应的胺。
(2) 溶解性
硝基化合物的相对密度都大于1,不溶于水,即使是 低分子量的一硝基烷在水中的溶解度也很小。硝基化合物 不仅溶于有机溶剂,而且还溶于浓硫酸(为什么?)。
(3) 多硝基化合物受热易分解而发生爆炸,如:TNT 炸药、2,4,6-三硝基苯酚(俗称:苦味酸)。
但有的多硝基化合物具有类似天然麝香的香气,而被 用作香水、香皂和化妆品的定香剂。如:
一、放出氮的反应 二、保留氮的反应
第十二章 有机含氮化合物
在有机化合物中,除C、H、O三种元素外,N是第四 种常见元素。有机含氮化合物的种类很多,范围也很广, 它们的结构特征是含有碳氮键(C—N、C=N、C≡N),有 的还含有N—N、N=N、N≡N、 N—O、N=O 及N—H键 等。本章主要讨论硝基化合物、胺类、腈类、重氮化合物 和偶氮化合物。
且氮氧双键(-N=O)的键长应短些。
然而,电子衍射法证明:硝基中两个氮氧键的键长是 完全相同的。如:CH3NO2 分子中的两个 N-O 键的键长 均为0.122nm。其原因在于:
R
+
N
=O
O
硝基中,氮原子和两个氧原子上的p轨道相互重叠,
形成包括O、N、O三个原子在
内的分子轨道: O
RN
由于键长的平均化,硝
剂的进攻,使其水解反应得以进行。
O N =O Cl δ
O N =O
NO2
Fe + HCl
NH2
SnCl2 + HCl 又是一个选择性还原剂,当苯环上同时
连有羰基和硝基时,只还原硝基。
NO2
SnCl2 + HCl
NH2
CHO
CHO
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
NaHS,CH3O H
NO2

NH2 NO2
+
R CH N O
=
显然,不含α-H的 3°硝基化合物就不能与碱作用。
O
R CH=N
O
2. α-H的缩合反应
与羟醛缩合、Claisen缩合反应类似,活泼的α-H可 与羰基化合物作用,这在有机合成中有直重要的用途。
C6H5CHO + CH3NO2 OH C6H5COOC2H5 + CH3NO2 C2H5O 二、 还原反应
§12-1 硝基化合物
分子中含有—NO2官能团的化合物统称为硝基化合物。 硝基化合物可看成是烃分子中的一个或几个氢原子被 硝基取代的结果。
按烃基不同
脂肪族硝基化合物,如: CH3NO2
芳香族硝基化合物,如:
NO2
按硝基数目
一硝基化合物 多硝基化合物,如: O2N
CH3 NO2 (Trinitrotaluene)
H2O 200 ℃
OH
该亲核取代反应难以发生。
但在-Cl的邻、对位引入-NO2时,-Cl的反应活性 ↑,且易于发生亲核取代反应。
Cl NO2 + NaOH
① >100 ℃ ② H+
OH NO2
这是因为C—Cl键受-NO2的-I、-C效应的影响,使 与Cl直接相连的碳原子上电子云密度↓,而有利于亲核试
R CH NO2 Na+ + H2O
这是因为具有α-H的硝基化合物存在σ,π-超共轭效应, 导致发生互变异构现象的结果:
R CH N =O
H
O
硝基式
OH
R CH=N
NaO H
O
假酸式
O Na+
R CH=N O
+ H2O
用共振论的观点,可解释为硝基化合物的共轭碱可以 被共振所稳定。
R
CH
+
N
=O
O
O
NH4SH △
NO2 还原邻位
NH2
O2N
NO2
OH NO2
Na2S ,C H3O H △
NO2
OH
O2N
NH2
NO2
NH2 NH2
CH3 NO2
NH4SH △
CH3 NO2
NO2
NO2
NH2
还原对位
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 显著的影响。
按硝基所连碳原子类型
NO2
1°硝基化合物,如: 1-硝基丁烷
2°硝基化合物,如: 2-硝基丁烷
3°硝基化合物,如: 2-甲基-2-硝基丙烷
§12-1-1 硝基化合物的结构与物理性质
硝基化合物可用通式RNO2或ArNO2表示。 一、 结构
硝基化合物的构造式为:
R N =O

O
由此看来,硝基中的两个氮氧键的键长应该是不同的,
O

R N =O
O

基中的两个氧原子是等同的,可用共振结构表示如下:
1Байду номын сангаас22 nm
O RN
O
1.22 nm
二、 物理性质
(1) b.p:
R
+
N
=O
O
=
+O RN
O
因-NO2是一个强极性基团,因此硝基化合物具有较 大的偶极矩,如:CH3NO2 的偶极矩μ=3.4×10-30C.m。
偶极矩↑,分子间的作用力↑,故其沸点比相应的卤 代烃还要高。
1. 对酚、芳酸的酸性及芳胺碱性的影响 当硝基的邻、对位有—OH、 —COOH存在时,由于 -I、-C效应的影响,将使酚、芳酸的酸性增强。
当硝基的邻、对位有—NH2存在时,由于-I、-C效 应的影响,将使芳胺的碱性减弱。
但硝基对其间位的基团因只存在-I效应,故影响较小。
2. 对芳卤的影响
Cl + NaOH
§12-2 胺 §12-2-1 胺的结构 §12-2-2 胺的制备方法 §12-2-3 胺的物理性质 §12-2-4 化学性质 一、碱性 二、烷基化 三、酰基化 四、磺酰化 五、芳环上的亲电取代反应 六、氧化反应
§12-3 季铵盐与季铵碱
§12-4 腈 §12-5 重氮和偶氮化合物
§12-5-1 重氮盐的制备-重氮化反应 §12-5-2 重氮盐的化学性质及在合成中应用
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