有机化学含氮化合物的分类、结构、命名和化学反应共72页文档
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有机化学 含氮有机化合物
第十三章含氮有机化合物名称结构式名称结构式氨NH3胺RNH2，ArNH2R2NH (Ar)2NHR3N (Ar)3N氢氧化铵NH4OH季铵碱R4N+OH-铵盐NH4Cl季铵盐R4N+Cl-硝酸HO-NO2硝基化合物R-NO2 Ar-NO2亚硝酸HO-NO亚硝基化合物R-NO Ar-NO13.1硝基化合物由硝酸和亚硝酸可以导出四类含氮的有机物，即硝酸酯、亚硝酸酯、硝基化合物和亚硝基化合物H O NO2 R O NO2R NO2硝酸硝酸酯（补充）硝基化合物H O N O R O N O R N O亚硝酸亚硝酸酯亚硝基化合物一、 硝基化合物的命名和结构硝酸酯和亚硝酸酯的命名与有机酸酯的命名相同，如CH 3ONO 2CH 2CH 2ONO硝酸甲酯 亚硝酸乙酯（补充）2 硝基和亚硝基化合物中将硝基和亚硝基看作为取代基CH 3NO 2NO 2CH 3NO硝基甲烷 邻硝基甲苯 对亚硝基甲苯CH 3硝酸酯和芳香多硝基化合物都有爆炸性，常被用做炸药，如CH2ONO2CHONO2CH2ONO2O2NCH3NO2NO2三硝基甘油酯2，4，6-三硝基甲苯（TNT）硝基化合物的结构，可表示为由一个N=O和一个N→O配位键组成。
OR NO电子衍射法证明，硝基中两个氮氧键长是完全相同的，CH3NO2 分子中的两个N—O键的键长均为0.122nm。
原因：硝基中氮原子以sp2杂化，三个原子形成共平面的σ键。
二、硝基化合物的性质1、物理性质颜色多为淡黄色沸点比相应的卤代烃高, 常温下为高沸点的液体或结晶固体溶解性不溶于水,易溶于有机溶剂,液体的硝基化合物是有机化合物的良好的溶剂但是因为硝基化合物有毒性,可透过皮肤被机体吸收,生产上很少采用它，例如硝基苯有剧毒；多硝基化合物有爆炸性, 如2,4,6-三硝基甲苯(TNT)为烈性炸药2、脂肪族硝基化合物的化学性质（1）脂肪族硝基化合物的酸性硝基为吸电子基团，脂肪族硝基化合物中的-氢原子很活泼，显弱酸性，可与碱作用生成盐从而溶于碱中O R CH2NOOH R CH NORCH NO NaOH [ RCHNO ] - +H O2 2 + 2 Na + 2（2）与羰基化合物的缩合反应：有α-氢的硝基化合物，在碱性条件下可与醛或酮发生缩合反应，类似于羟醛缩合。
有机含氮化合物
+ -
[ClCH2CH2N (CH3)3]Cl
+
-
氯代胆碱
氯化氯代胆碱（CCC）
有机化学 第十章 有机含氮化合物 22
第二节 酰
胺
一．酰胺的结构和命名
O R C NH2
O R C N H2
p-π共轭
上列结构说明，C、N、O及与C、N直接相连的原子处于 同一平面。
O C R N R H
酰胺的平面构型
有机化学 第十章 有机含氮化合物
21
4．胆胺和胆碱 胆胺是一种羟基胺，胆碱是羟乙胺的季铵碱。
HOCH2CH2NH2 [HOCH2CH2N (CH3)3]OH
+ -
胆胺（羟乙胺）
胆碱（氢氧化三甲基羟乙基铵）
5．氯代胆碱
胆碱中氯原子取代羟基就成为氯代胆碱。氯代胆碱 的盐酸盐，称为氯化氯代胆碱。
[ClCH2CH2N (CH3)3]OH
有机化学 第十章 有机含氮化合物 23
酰胺的命名是根据酰基的名称而称为某酰胺。
O CH3CNH2 O CH3CNHCH2CH3 O HCN(CH3)2
乙酰胺
O CH2CNH2
N-乙基乙酰胺
O NHCCH3
N,N-二甲基甲酰胺
O CH2 CH C NH2
苯乙酰胺
乙酰苯胺
丙烯酰胺
有机化学 第十章 有机含氮化合物
CH3CH2CH2CH2OH (CH3CH2)2NH CH3CH2CH2NH2 CH3CH2OCH2CH3 (CH3)3N
b.p.(℃) 117
55
48.7
34.5
3
伯、仲、叔胺都能与水形成氢键。因此，低级脂肪胺均 易溶于水。芳香胺一般难溶或微溶于水。季铵盐的物理性质 类似无机盐，具有高的熔点，并易溶于水。
[ClCH2CH2N (CH3)3]Cl
+
-
氯代胆碱
氯化氯代胆碱（CCC）
有机化学 第十章 有机含氮化合物 22
第二节 酰
胺
一．酰胺的结构和命名
O R C NH2
O R C N H2
p-π共轭
上列结构说明，C、N、O及与C、N直接相连的原子处于 同一平面。
O C R N R H
酰胺的平面构型
有机化学 第十章 有机含氮化合物
21
4．胆胺和胆碱 胆胺是一种羟基胺，胆碱是羟乙胺的季铵碱。
HOCH2CH2NH2 [HOCH2CH2N (CH3)3]OH
+ -
胆胺（羟乙胺）
胆碱（氢氧化三甲基羟乙基铵）
5．氯代胆碱
胆碱中氯原子取代羟基就成为氯代胆碱。氯代胆碱 的盐酸盐，称为氯化氯代胆碱。
[ClCH2CH2N (CH3)3]OH
有机化学 第十章 有机含氮化合物 23
酰胺的命名是根据酰基的名称而称为某酰胺。
O CH3CNH2 O CH3CNHCH2CH3 O HCN(CH3)2
乙酰胺
O CH2CNH2
N-乙基乙酰胺
O NHCCH3
N,N-二甲基甲酰胺
O CH2 CH C NH2
苯乙酰胺
乙酰苯胺
丙烯酰胺
有机化学 第十章 有机含氮化合物
CH3CH2CH2CH2OH (CH3CH2)2NH CH3CH2CH2NH2 CH3CH2OCH2CH3 (CH3)3N
b.p.(℃) 117
55
48.7
34.5
3
伯、仲、叔胺都能与水形成氢键。因此，低级脂肪胺均 易溶于水。芳香胺一般难溶或微溶于水。季铵盐的物理性质 类似无机盐，具有高的熔点，并易溶于水。
含氮有机化合物
CH3CH2CH2CH-CH -CH-CH 2 3 NH2 CH3
2-甲基-4-氨基庚烷
CH3CH2CHCH CH2CH3 2 NHCH 3
3-甲氨基己烷
二、化学性质
（一）碱性和成盐 1．胺分子能结合水中质子，在水溶液 中呈碱性。 胺可以与无机酸成盐，用强碱又可 以将其从盐中游离出来。说明胺的碱 性比较弱。
二乙胺
亚硝酸
N-亚硝基二乙胺
NH + HNO 2 CH3
N NO+ H2O CH3
N-甲基苯胺
亚硝酸
N-亚硝基-N-甲基苯胺
N-亚硝基胺为中性黄色油状液体或 黄色固体，遇稀盐酸加热可分解为原 来的仲胺。N-亚硝基胺是一种致癌物 质，对用于罐头食品及脱肉的防腐剂 一亚硝酸钠已经做了限量规定。
3．叔胺与亚硝酸的反应
叔胺
R R N R R
+ OH
-
R R N R R
+ Cl
-
季铵碱
季铵盐
氨、胺和铵字的用法不同。“氨” 字用来表示气态氮（NH3 ）或基，如 氨基（-NH2）；“胺”字用来表示氨 的烃基衍生物，如甲胺（CH3NH2 ）、 “铵”字则是用来表示胺的盐类以及 季铵盐或季铵碱，如氯化甲铵 （CH3NH3+Cl—）。
（三）命名 1．简单胺的命名是根据氮原子上所 连的烃基名称来命名，当氮原子 上所连的烃基相同时，用中文数 字 “二、三” 表示相同的烃基 数 目。若烃基不同时，则按基团由 小到大的顺序写出。例如：
CH3NH2
甲胺
NH2
苯胺 丙胺
甲乙氨
CH3CH2CH2NH2
CH3NHCH CH3 2
CH3CH2NHCH CH3 2
N H H H
2-甲基-4-氨基庚烷
CH3CH2CHCH CH2CH3 2 NHCH 3
3-甲氨基己烷
二、化学性质
（一）碱性和成盐 1．胺分子能结合水中质子，在水溶液 中呈碱性。 胺可以与无机酸成盐，用强碱又可 以将其从盐中游离出来。说明胺的碱 性比较弱。
二乙胺
亚硝酸
N-亚硝基二乙胺
NH + HNO 2 CH3
N NO+ H2O CH3
N-甲基苯胺
亚硝酸
N-亚硝基-N-甲基苯胺
N-亚硝基胺为中性黄色油状液体或 黄色固体，遇稀盐酸加热可分解为原 来的仲胺。N-亚硝基胺是一种致癌物 质，对用于罐头食品及脱肉的防腐剂 一亚硝酸钠已经做了限量规定。
3．叔胺与亚硝酸的反应
叔胺
R R N R R
+ OH
-
R R N R R
+ Cl
-
季铵碱
季铵盐
氨、胺和铵字的用法不同。“氨” 字用来表示气态氮（NH3 ）或基，如 氨基（-NH2）；“胺”字用来表示氨 的烃基衍生物，如甲胺（CH3NH2 ）、 “铵”字则是用来表示胺的盐类以及 季铵盐或季铵碱，如氯化甲铵 （CH3NH3+Cl—）。
（三）命名 1．简单胺的命名是根据氮原子上所 连的烃基名称来命名，当氮原子 上所连的烃基相同时，用中文数 字 “二、三” 表示相同的烃基 数 目。若烃基不同时，则按基团由 小到大的顺序写出。例如：
CH3NH2
甲胺
NH2
苯胺 丙胺
甲乙氨
CH3CH2CH2NH2
CH3NHCH CH3 2
CH3CH2NHCH CH3 2
N H H H
有机化学——10含氮化合物
重点
用于氨基的保护
4.与亚硝酸反应
伯、仲、叔胺的鉴别
红石蕊
变兰
变兰
不变
(二)脂肪族 例2: (CH3)2NH pkb 3.27
仲胺 >伯胺 > 叔胺 CH3NH2 3.38 (CH3)3N 4.21 NH3 4.76
(三)芳香族 例3:
伯胺 > 仲胺 > 叔胺 (C6H5)2NH (C6H5)3N
C6H5NH2
2.烷基化反应
H2N H
回忆一下
+ RX
多巴胺
CH2CH2NH2 HO OH
苏丹红1号
N
N OH
第十章 含氮化合物
Nitrogen Compounds
第一节 胺 一、分类和命名 -NH2做主体官能团 CH3NH2甲胺 (CH3)2NH 二甲胺
NH2 CH3 邻甲基苯胺
-NH2做取代基
CH3 ( C H 3 )2 C H C H C H C H 3 NH2
3 ,4 - 二 甲 基 - 2 - 氨 基 戊 烷
二、物理性质
三甲胺（鱼腥味）
1,4－丁二胺（腐肉胺） 1,5－戊二胺（尸胺）
NH2
极臭 有剧毒
脱羧酶
COOH
H2N
H2N
NH2
生活小常识：
鱼头皮中甲胺、二甲胺、三甲胺含量最多， 因而鱼腥味重，它们均易溶于乙醇，烧鱼时加 点白酒，使三甲胺等随加热挥发的乙醇逸出， 葱、姜、蒜等均含具有挥发性的有机物，如姜酮、 姜醇、姜酚与乙醇具相同作用，因而也可去腥。 如果再加点醋，生成酯，烧出的鱼会更香。
叔胺
脂肪叔胺 芳香叔胺
盐 溶解 绿色固体
HNO2可作为三种胺的鉴别试剂
含氮有机化合物
（一）酰胺的结构和命名
其结构通式如下：
酰胺的命名是根据酰基和氨（或胺）基的名称而称为“某酰 某胺”，并在酸胺名称前指明氮上所连的烃基。例如：
酰胺的性质： （二）酰胺的性质： 1、酸碱性： 酰胺的碱性很弱，接近于中性。（因氮原子 上的未共用电子对与碳氧双键形成P-π共轭）。
酰亚胺(酰胺氮上的另一个氢原子也被酰基取 代)显弱酸性（例如，邻苯二甲酰亚胺，能与强碱 的水溶液生成盐）。
2-甲基-4-氨基己烷
CH3 CH3 CH3-CH-CH2-CH-N-CH2-CH3 CH2-CH3
2-甲基-4-(二乙氨基)戊烷
二、 胺的性质
（一）胺的物理性质 低级胺有氨味或鱼腥味，高级胺无味。 芳胺有毒！ 溶解度：低级胺可溶于水，高级胺不溶于水。 溶解度 （氢键、R在分子中所占比重） 沸点：伯、仲胺沸点较高(氢键)，叔胺沸点 沸点 较低。
+ H2O
N-甲基-N-亚硝基苯胺
。 3 胺 (CH3)2N
+ HNO2
(CH3)2N
N=O
对亚硝基-N,N-二甲苯胺
脂肪族胺与HNO2的反应可用来区别伯、仲、叔胺。
酰胺
酰胺可看作羧酸分子中羧基上的羟基被 氨基取代后所生成的化合物，其官能团为酰 胺基（ ），是羧酸的重要衍生物，也
是氨或胺的酰基衍生物。
尿素在农业上又是一种很好的肥料。
尿素晶体缓慢加热，则两分子尿素脱去一分子氨 而缩合成二缩脲。
二缩脲反应：二缩脲在碱性溶液中与稀硫酸铜溶 液反应，能产生紫色或紫红色的配合物。
季铵盐和季铵碱
季铵盐：是氨彻底烃基化的产物。具有无机盐的性 质，在水中完全电离，不溶于有机溶剂。
R3N + RX R4N X季铵盐
有机化学 第12章 含氮化合物
伯胺 1 o胺
CH3 H 3C
CH3
Cl
CH3 H 3C
C
CH3
对比
H 3C
C
叔醇 3 o醇
OH
C
NH2
CH3
CH3
伯胺 1 o胺
叔卤代物 3 o卤 代 物
N H 4C l
铵盐
R 4N
季铵盐
C l-
R 4N
季铵碱
OH8
2. 分类
脂肪胺 CH3 NH2 (C H 3 ) 2 N H N H 2C H 2C H 2C H 2C H 2N H 2 二元胺 芳香胺 NH2 NH2
甲胺
9
C H 2C H 3 NH CH3 N CH3
N -甲 基 苯 胺
N -甲 基 -N -乙 基 苯 胺
(2) 氨基作取代基（复杂胺）
COOH CH3
CH3 CH
C H C H 2C H 3 NH2 NH2
2 -甲 基 -3-氨 基 戊 烷
对氨基苯甲酸
10
(3) 季铵盐、季铵碱命名
CH3 H 3C N CH3 Cl
S O 2C l
+ R 2N H
S O 2N R 2
N aO H 不溶
N ,N -二 取 代 磺 酰 胺 S O 2C l
+ R 3N
不反应
用处： 鉴别伯、仲、叔胺 分离伯、仲、叔胺
18
6. 与HNO2反应
(1) 1o 胺
R N H 2 + N aN O 2 + H C l (H N O 2 ) N 2 + H 2O + 醇 + 烯 + 卤 代 烃
产率不高（用 ArN2 SO4H 较好） 有偶联副反应（酸性不够时易发生）
含氮有机化合物
第七章 含氮有机化合物
40
3.脒 脒
NH R - C - NH2
第七章 含氮有机化合物
41
4. 磺胺类及氯胺类药物 磺胺类及氯胺类药物：
SO3H
苯 苯苯
第七章 含氮有机化合物
42
磺酸的化学性质与羧酸类似， 磺酸的化学性质与羧酸类似，但酸性比羧酸 强得多。 强得多。
SO2OH
+
PCl5
SO2Cl
– 可看作是羧酸分子中的 羟基被氨基（-NH2）或羟 羟基被氨基 氨基（ 氨基（ NHR、 NRR’）取代后的产物。 氨基（-NHR、-NRR’）取代后的产物。 – 也可看作是氨或胺分子中的氢原子被酰基取代后 也可看作是氨或胺分子中的氢原子被酰基 酰基取代后 的产物。 的产物。
第七章 含氮有机化合物
凡分子中含有两个或两上以上酰胺键
O
H
N
（
C
，肽键）的化合物如多肽、蛋白质等都能发 肽键）的化合物如多肽、
生这种颜色反应。 生这种颜色反应。
第七章 含氮有机化合物
39
2.胍： 胍
NH H H2N - C - NH2 H2N - C - NH - （ 胍基 ） 胍基） NH
– 可看作是尿素分子中的氧被亚氨基取代后的化 合物， 合物，所以又称亚氨基脲。 – 存在于肌酸、磷酸肌酸中，与能量储存有关。 存在于肌酸、磷酸肌酸中，与能量储存有关。
12
二、胺的化学性质 1.碱性 碱性： 碱性
NH 3
+
H
OH
[NH 4 ]++ O H
第七章 含氮有机化合物
13
R NH2 + H OH
●●
RNH2
有机化学含氮有机化合物
10.3 重氮和偶氮化合物 N N
重氮化合物 R N N B (Cl,H,N…) 偶氮化合物 R N N R
NN 偶氮苯 N N NH
苯重氮氨基苯
+
N
N Cl-
NN
NHCH3
对甲氨基偶氮苯
N N NH
CH3
苯重氮氨基对甲苯
氯化重氮苯
10 含氮有机化合物
一、 重氮盐的反应及在合成中的应用
重氮盐的化学性质很活泼，能发生许多反应，一 般可分为两类：失去氮的反应和保留氮的反应。
NH2 HNO2
OH + N2
芳香族伯胺低温下与HNO2作用生成重氮盐，称为重氮化反应。
NH2 NaNO2 HCl
0~ 5 0C
N2+Cl-
OH + N2
芳香族重氮盐比脂肪族重氮盐稳定，在合成上有许多用途。
10 含氮有机化合物
仲胺
NHCH3
NaNO2 HCl 10 0C
NO NCH3
N-亚硝基-N-甲苯胺 黄色油状或固体
N2+Cl- +
OH
NN
OH
N2+Cl- + CH3
OH
OH NN
偶合反应的重要用途是合成偶氮染料。
CH3
10 含氮有机化合物
二、偶氮化合物
R、R′为脂肪族烃基的偶氮化合物，光照或加热时易分
解，放N2并产生自由基。可作自由基引发剂。 芳香族偶氮化合物都有颜色，许多芳香族偶氮化合物的衍
生物，是重要的合成染料。称为偶氮染料。
叔胺 R3N
季铵 R4N+
烃基的不同 脂肪胺、芳香胺 氨基的数目 一元胺、二元胺等
CH3CH2NH2 CH3CH2NHCH2CH2CH3 （CH3CH2)2NCH2CH2CH3