第十四章含氮有机化合物
有机化学课件(李景宁主编)第14章_含氮有机化合物

NO2
100 o
NO2 OH
NO2 NO2 NO2
硝基对苯酚酸性的影响
苯酚是一弱酸,比碳酸还弱,但当苯环上引入硝基后,使酸性增强。
OH OH OH NO2 NO2 NO2 NO2 NO2 OH OH NO2 O2N OH NO2
pKa: 10
8.739
7.22
7.15
4.09
0.25
胺类广泛存在于生物界,具有极重要的生 理作用。因此,绝大多数药物都含有胺的 官能团——氨基。蛋白质、核酸、许多激 素、抗生素和生物碱,都含有氨基,是胺 的复杂衍生物,掌握胺的性质和合成方法 是研究这些复杂天然产物的基础。
R CH2 N O R CH N OH NaOH R CH N O O Na
O 假酸式 (主)
O 酸式 (较少)
结论:脂肪族含有α-氢原子的伯或仲硝基化合物能逐渐溶 于NaOH溶液中而生成钠盐。
(3)与羰基化合物缩合
有α- H的硝基化合物在碱性条件下可以发生类似于羟醛缩 合、克莱森缩合等反应以及Michael反应。
Fe(orSn)+HCl
NH2
Æ« ª©
Zn+NH4Cl+H2O
NHOH
N-ÆÆª© Æù Æ«
NO2
As2O3+NaOH
N=N+ ON=N
ÆÆÆÆª Æ
Fe(orSn)+HCl Æ« ª©
Zn+NaOH
NH2
ÆÆª Æ Zn+NaOH
NH-NH
ÆÆÆÆª Æ
选择性还原:多硝基苯用碱金属的硫化物、多硫化物、硫
NMR:
胺的核磁共振特征也类似于醇和醚,氮的电负性比碳大, 但比氧小,因此在胺分子中接近氮原子的氢的化学位移, 比在醇和醚中接近氧原子的化学位移小。
医用化学 第十四章 含氮有机化合物

易溶于水,不易溶于非极性溶剂。 季铵碱的命名和“碱”的命名相同。 [(CH3CH2)4N]+OH- 氢氧化四乙铵 [HO-CH2CH2-N(CH3)3]+OH氢氧化三甲基-2-羟基乙铵(胆碱)
化学工业出版社
第二节 酰胺
一、酰胺的结构和命名
CH2 NH2
苯胺
甲胺
乙胺 苯甲胺(苄胺)
化学工业出版社
2.氮原子上连有两个或三个烃基的胺, 在“胺”字前加上烃基的名称和数目。
(1)如果所连烃基相同,用数字“二” 或“三”表示烃基的数目。
CH3
NH
CH3CH2 NH CH2CH3
H3C N CH3
二苯胺
二乙胺
三甲胺
化学工业出版社
(2)如果所连烃基不同,则把简单的烃基名称 写在 前面,复杂的烃基名称写在后面。如
N-甲基-N-乙基苯胺 N,N-二甲基苯胺 3-甲基-N,N-二甲基苯胺
化学工业出版社
课堂练习
命名下列化合物
C2H5 N C2H5 C2H5
NHCH3
N(CH3) 2
CH3 NH2
CH3 N CH2CH3
化学工业出版社
(四) 胺的性质
1、 物理性质: 胺和氨一样是极性分子。伯胺、仲胺分子间都可 形成分子间氢键,沸点比分子量相近的烷烃高,比相 应的醇和羧酸低。低级胺能与水形成氢键而易溶于水, 随着相对分子量的增加,溶解度降低。 芳香胺是无色液体或固体,有特殊臭味,有毒, 使用时应予注意。
化学工业出版社
2、胺的化学性质
胺与氨相似,氮原子上都具有孤对
电子,所以它们的化学性质有相似之处。
有机化学第十四章含氮化合物

Z=O R XC RO
A、由于酰胺一般为晶体,且有固 定熔点,因此通过测定熔点可以推 测原来的胺,即用于伯胺、仲胺的 鉴别。
注意:
B、由于酰胺在强碱、强酸中易水解,且不易氧化,因此在有机合成中,往往 把芳胺酰化变成酰胺,保护氨基NH2,例如:
例如:由苯胺合成邻硝基苯胺(练习)
COX +
NH2 NHCH3
130
OH NO2
Cl NO2
NO2 NO2 Cl NO2
NO2
NaHCO3/H2O
100
NaHCO3
35
OH NO2
NO2
OH
NO2
NO2
NO2
Cl NO2
Cl
问题:下列化合物中那一个氯原子易发生亲核取代反应?
硝基使卤苯易水解、氨解、烷基化
OH
OH
1
NO2 pKBa、使9酚.8或9羧酸酸性增 7.15
物理测试表明,两个N-O键键长相等, 这说明硝基为P-π共轭体系(N原子是 以sp2杂化成键的,其结构表示如下:
O 二、硝基化合物O 的化学性质
R实N 验结果证明:(1)硝基有对R 称 N 结构;O
O
1.两个N-O键相 等 (0.121nm);
2.N原子SP2杂化, N原子的P轨道 与两个O原子 的P轨道侧面平 行重叠形成三 中心四电子的 大П键 。
其缩合过程是:硝基烷在碱的作用下脱去α- H形成碳负离子, 碳负离子再与羰基化合物发生缩合反应。
与HNO2反应-----鉴别伯、仲、叔N硝O基H化合物
NaOH
RCH2NO2
RC
(硝肟酸)
NO2
红色
R2CHNO2 HNO2
RCH2NO2 +HONO
有机含氮化合物

0~5℃
N N Cl-+NaCl + 2H2O
+
氯化重氮苯(芳香重氮盐)
芳香重氮盐可溶于水,低温(0~5℃)较为稳定,加热水解成 酚类。干燥的芳香重氮盐稳定性很差,易爆炸,故制备后直接在水 溶液中应用。芳香重氮盐中C-N-N是直线型,苯环的π键与重氮离 子的π键π-π共轭。
NH2 >
N H
>
N
不能用石蕊试纸检验芳香胺的碱性。
芳香胺的碱性比氨弱, 还由于芳香胺氮原子上
的未共用电子对能与苯环形成共轭体系。
· ·
NH2
同理, 酰胺的碱性也比氨弱。
O NH3 > CH3 C
· ·
NH2
2. 烃基化——亲核性(SN2)
胺和氨一样可作为亲核试剂与卤代烃发生 SN2 反 应, 产物是高一级的胺,最终生成季铵盐。
R'
R'X R'
R'X
RNH2 + R'X 伯胺
NH
N R' 叔胺
R 仲胺
R
R' + R' N R' XR 季铵盐
如 R’为甲基,则常称此反应为“彻底甲基化反应” 。 季铵盐用途广泛,可作杀菌剂、阳离子表面活性剂、相 转移催化剂、防锈剂、乳化剂和柔软剂等。
3. 酰基化反应
伯胺和仲胺象氨一样能与酰卤、酸酐作用生成酰胺。
邻位
对位
NO2
OH O2N NO2
NO2
(苦味酸)
(b)增强苯酚的酸性 苯酚是弱酸(比碳酸弱),苯环上引入硝基酸性增强。
OH
OH
OH NO2
NO2
OH
14-第十四章-含氮有机化合物.

HCHO HCHO HOCH 2CH2NO2 HCHO
CH2 OH CH2 OH
H2 Ni
CH 2OH HOH2 C C-NH 2 CH 2OH
CHO + CH 3NO2
OH
H 2O
CH CHNO2
O C CH 2NO2 + C 2H5 OH
第十四章作业(P125)
• 1、4、6、7、8、10、 • 11、12、13、14、15 • 课堂练习:2、3、5
第一节
硝基化合物
一、硝基化合物的命名和结构、 分类
通式:
基丙烷 对硝基甲苯 4-硝基甲苯
命名: 与卤代烃相似(硝基总是作取代基)
CH3NO2 硝基甲烷 CH2 CHCH 3 α 硝基甲烷 NO2 NO2 CH3 CH3 C NO2 CH3 α 硝基 2 CH3
硝基苯
NO2
对硝基丙烷
甲基丙烷(硝基叔丁烷)
第一节
硝基化合物
一、硝基化合物的命名和结构、分类
通式:
R NO2
Ar NO 2
命名: 与卤代烃相似(硝基总是作取代基)
CH3NO 2 CH 2 CHCH 3 NO2 CH 3 CH 3 C NO2 CH 3
硝基甲烷
2-硝基丙烷
2-甲基-2-硝基丙烷
现代价键理论认为氮原子为sp2杂化:
结构:
O R N O R N O
-1/2
O R N
O -1/2
O
sp2 杂化
具有共轭体系,两个N-O键长相等, 形成四电子三中心大π 键 硝基化合物与亚硝酸酯互为同分异构体:
O (Ar)R N (Ar)R O N O
第十四章 有机含氮化合物

NH2
-
-CHO O NHC-CH3
-
H2 / Ni
NO2 NO2 -NO2 或(NH4)2S
NH4SH
NH2 NH2 -NO2
-
-
四、胺的物理性质和光谱性质
1. 物理性质
① 状态 甲胺、二甲胺、三甲胺、乙胺常温下为气态。 丙胺以上为液态。 ② 气味 低级胺有氨味或鱼腥味 如: 甲胺、二甲胺—— 氨味 三甲胺、乙胺—— 鱼腥味
NH 2
按氨基数目不同分
RNH2
一元胺
H2NRNH2
二元胺
2. 命名 NH3 -NH2 —— 氨 —— 氨基
R-NH2 、R2CHNH2 、 R3CNH2 ——胺 R-NH- 、R2N- ——胺基 含有四个R 或H 的胺正离子为铵
R4N Cl
+
-
简单胺 由简单烃基组成的胺,按其所有含烃基的名称命名为某胺
三、胺的制法
1. 氨或胺的烃基化
① 脂肪胺 NH3 + R-X R-NH3 + X OH R-NH2 + H2O + R-NH2-R + X OH R2-NH +H2O
+
-
R-NH2 + R-X 醇也可用作烷基化剂:
CH3 OH + H NH2
Al2O3
CH3NH2 + H2O
CH3OH Al2O3,
生理或药理作用。例如:
N CHOHCHCH3 NHCH3 H OOCCH CH2OH CH3
阿托品
麻黄碱
一、胺的分类与命名
1. 分类
按氨所连烃基数目分
R-NH2 R-N-H R
含氮有机物

含氮有机物第十四章含氮有机化合物一基本内容1.定义和分类分子中含有氮元素的有机化合物统称为含氮化合物,可看作烃类分子中的一或几个氢原子被各种含氮原子的官能团取代的生成物。
含氮化合物的类型很多,主要有如下类型的化合物:(1)硝基化合物:烃分子中的氢原子被-NO2取代而成的化合物,其通式为R-NO2或Ar-NO2,如硝基甲烷、硝基苯等,其中芳香族硝基化合物较为重要。
(2)胺:氨分子中的部分或全部氢原子被烃基取代而成的化合物称为胺,根据分子中氮原子上所连烃基的数目,可分为伯、仲和叔胺;根据分子中氨基的数目,可分为一元胺、二元胺和多元胺。
根据烃基的种类,可分为脂肪胺和芳香胺等。
伯、仲和叔胺的通式可表示如下:RNH2R1R2NHR1R2R3N伯胺仲胺叔胺(3)烯胺:氨基直接与双键碳原子相连(也称α,β-不饱和胺)。
烯胺分子中氮原子上有氢分子时,容易转变为亚胺;若烯胺分子中氮原子上的两个氢都被烃基取代,则是稳定的化合物,在合成上很有用途。
(4)重氮化合物和重氮盐:重氮化合物是分子中含有重氮基(=N≡N)的化合物。
脂肪族重氮化合物的通式为R2C=N2,如重氮甲烷CH2=N≡N;芳香族重氮化合物符合Ar-N=N-某,如苯基重氮酸C6H5-N=N-OH。
重氮盐是重氮化合物的一类,以芳香族重氮盐较为重要,可用通式Ar-N+≡N某-表示,如氯化重氮苯C6H5-N2+Cl-等。
(5)偶氮化合物:分子中含有偶氮基-N=N-,并与两个烃基相连的化合物,通式为R-N=N-R1,如偶氮苯C6H5-N=N-C6H5。
(6)叠氮化合物:叠氮化合物的通式为RN3,纯粹的叠氮化合物,特别是烷基叠氮化合物容易爆炸,但却是有用的合成中间体。
(7)肟、腙、缩氨脲和脎:醛或酮与羟胺作用生成的具有>C=N-OH 结构的化合物称为肟,如乙醛肟CH3CH=N-OH;醛或酮与肼(或取代肼)作用生成的具有>C=N-NH2结构的化合物称为腙,如丙酮苯腙(CH3)2C=N-NHC6H5;缩氨脲为醛或酮与氨基脲作用生成的具有>C=N-NHCONH2结构的化合物,如甲醛缩氨脲HCH=N-NHCONH2等。
有机含氮化合物第14章

NH2
(HOCH2CH2)3N
¡¡¡© «
复杂的胺则以烃作为母体,氨基作为取代基。
CH3 NH2 CH3-CH-CH2-CH-CH2-CH3
2-¡¡-4-©¡¡¡ ¬ù ªù é
CH3 CH3 CH3-CH-CH2-CH-N-CH2-CH3 CH2-CH3
2-¡¡-4-(¡¡©¡)¡¡ ¬ù ¡ ªù ì é
NaNO2 + HCl
HO-N=O + NaCl
亚硝酸
脂肪伯胺与HNO2反应生成极不稳定的脂肪重氮盐。
R-NH2 NaNO2 HCl
R N N Cl
脂肪重氮盐
+
-
N2 ↑ + R+ + Cl醇、烯、卤烃等混合物
该重氮盐即使在低温下也会立即分解放出氮气,并 有醇、烯及卤代烃等混合物的形成。
HO-N=O + H +
一 芳香族硝基化合物的化学性质
(1) 芳环的亲核取代反应
芳环上连有硝基时,不易进行亲电取代反应,但可 发生亲核取代反应。
OCH3 NO2 NO2
Cl NO2 NO2
(1) Na2CO3 , H2O, 100 C (2) H2O, H+
o
NHPh + PhNH2
180o C ~80%
NO2 NO2
R' 快速翻转 N R R' R" R N "R R' R" N R
对映关系,无旋光性
由于转化所需的活化能较低(约 25kJ/mol),简单的手性胺不能分离 得到其中某一个对映体:
R1 手性中心
N N 无法翻转,有旋光性 R4
N R2 R3 无法翻转,有旋光性
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第十四章 含氮有机化合物● 教学基本要求1、了解芳香族硝基化合物的性质及其制法;2、掌握胺的性质及其制法;3、掌握重氮盐的性质及其在合成上的应用;4、了解偶氮化合物和偶氮染料。
● 教学重点芳香族硝基化合物的性质及其制法;胺的性质及其制法;重氮盐的性质及其在合成上的应用。
● 教学难点芳香族硝基化合物的性质及其制法;胺的性质及其制法;重氮盐的性质及其在合成上的应用。
● 教学时数:● 教学方法与手段1、讲授与练习相结合;2、传统教学方法与与现代教学手段相结合;3、启发式教学。
● 教学内容第一节 硝基化合物硝基化合物是指分子中含有硝基(-NO 2)的化合物,可以看作是烃分子中的氢原子被硝基取代后得到的化合物,常用RNO 2或ArNO 2表示。
1.1 硝基化合物的结构和命名硝基是一个强吸电子基团,因此硝基化合物都有较高的偶极矩。
通过键长的测定发现,硝基中的氮原子和两个氧原子之间的距离相同。
根据杂化轨道理论,硝基中的氮原子是sp 2杂化的,它以三个sp 2杂化轨道与两个氧原子和一个碳原子形成三个共平面的σ键,未参于杂化的一对p 电子所在的p 轨道与每个氧原子的一个p 轨道形成一个共轭π键体系。
硝基化合物的分子结构可以表示如下:共振结构式:硝基化合物的命名与卤代烃相似,通常硝基作为取代基。
例如:CH 3NO 2硝基甲烷 2-硝基丙烷 对硝基苯甲酸 CH 3CHCH 3NO 2HOOC NO 22,4,6-三硝基苯酚(苦味酸) 2,4,6-三硝基甲苯(T N T ) 1,3,5-三硝基苯(T N B )1.2 硝基化合物的性质1、物理性质硝基化合物由于具有较强的极性,因此硝基化合物的熔点、沸点比相应的卤代烃高,多为高沸点的液体或固体。
多硝基化合物具有爆炸性。
液态的硝基化合物是许多有机化合物的优良溶剂,但硝基化合物有毒,它的蒸气能透过皮肤使人中毒,因此应尽量避免使用硝基化合物做溶剂。
2、化学性质①脂肪族硝基化合物的化学性质(1)还原:(2)酸性:脂肪族硝基化合物中,硝基的α碳原子上有氢原子时,能产生互变异构现象。
CH 2N OH R R O硝基式 酸式 与硝基相连的碳原子上的氢原子(α-氢),在硝基的影响下,容易失去α-氢显酸性,能和氢氧化钠作用生成盐,这种盐的溶液酸化后生成一种不稳定的硝基甲烷异构体,具有强的酸性,称作酸式,后者缓慢的转变成较稳定的硝基式(即假酸式)。
硝基化合物的酸式-假酸式互变显然与羰基化合物的酮式-烯醇式互变异构现象相似,两者主要的差别是酸式存在的时间较烯醇式要长。
(3) 与卤代烃作用:CH 3NO 2 2.RX RCH 2NO 2 (4) 与羰基化合物缩合:OH O 2N NO 22CH 3O 2N NO 2NO 2O 2N NO 2NO 2(5) Nef 反应:第一、二级脂肪族硝基烯醇式盐与硫酸作用,各自水解分别生成醛和酮,这一反应称为Nef反应。
历程:(6) TiCl3催化水解:(7) 与亚硝酸的反应(可用来区别三种硝基烷)R3CNO2无α-H,与亚硝酸不反应。
②芳香族硝基化合物的化学性质芳香族硝基化合物没有α-H,它的性质与脂肪族硝基化合物有许多不同的地方。
(1) 还原反应在酸性介质中,硝基化合物在酸性条件下反应,经过下列几步还原为一级胺,但不能将中间物分离出来。
若选用适当的还原剂,在不同的条件下可以使硝基苯生成各种不同的还原产物,又在一定的条件下相互转变。
(2) 硝基对苯环邻、对位基团的影响(i)影响卤素的活泼性:在通常情况下,氯苯很难发生亲核取代反应。
但当氯苯的邻、对位被硝基取代后,由于硝基的吸电子作用使与氯原子相连的碳原子电子出现的几率密度大大降低,有利于亲核试剂的进攻,从而容易发生双分子亲核取代反应。
苯环的邻对位-NO2越多,越易发生反应,这是三个吸电子的硝基对氯原子影响的综合结果。
(补充间位)(ii)影响酚的酸性由于同样原因,硝基也使苯环上的羟基或羧基,特别是处于邻位或对位的羟基或羧基上的氢原子质子化倾向增强,即酸性增强。
例如:OHOHNO 2 OH NO 2 pKa 10.00 7.21 7.16 8.30COOHCOOH NO 2COOH NO 2 COOH NO2 pKa 4.17 2.21 3.40 3.491.3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 。
在高温下气相硝化,产物为混合物。
2、亚硝酸盐的烃化①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NO 2OH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 。
② 与α-氯代羧酸反应:3、芳烃的硝化:第二节 胺胺类化合物可以看作是氨的烃类衍生物,广泛存在于自然界中。
胺类化合物和生命活动有密切的关系,许多激素、抗生素、生物碱及所有的蛋白质、核酸都是胺的复杂衍生物。
2.1 胺的分类根据氮原子上所连烃基的数目,可把胺分为伯胺(一级胺)、仲胺(二级胺)、叔胺(三级胺)、季铵盐(四级铵盐)和季铵碱(四级铵碱)。
例如:RNH 2 R 2NH R 3N R 4N +X - R 4N +OH -伯胺 仲胺 叔胺 季铵盐 季铵碱需要注意的是伯、仲、叔胺的分类方法与学过的伯、仲、叔卤代烃和伯、仲、叔醇的分类方法是不同的。
例如:叔卤代烃 叔醇 伯胺根据分子中烃基的结构,可把胺分为脂肪胺和芳香胺。
例如:脂肪胺 CH 3 CH 2NH 2芳香胺根据分子中氨基的数目,可把胺分为一元胺、二元胺和多元胺等。
例如:H 2NCH 2 CH 2NH 2一元胺 二元胺 多元胺C C H 3OH CH 3CH 3C CH 3CH 3NH 2C H 3NHCH 2CH 3NH 2NH 2NH 2NH 2NH 2NH 2H 3C C CH 3CH 3NH 2CH 2CH 2NH 2【小结】2.2 胺的命名结构简单的胺可以根据烃基的名称命名,即在烃基的名称后加上“胺”字。
若氮原子上所连烃基相同,用二或三表明烃基的数目;若氮原子上所连烃基不同,则按基团的次序规则由小到大写出其名称,“基”字一般可省略。
例如: CH 3NH 2 CH 3NHCH 3 (CH 3)2 NCH 2 CH 3 甲胺 二甲胺 二甲基乙基胺H 2NCH 2CH 2NH 2 H 2NCH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2NH 2 H 2NCH 2CH 2 CH 2 CH 2 NH 2 1,2-乙二胺 1,6-已二胺 1,4-丁二胺(腐胺)芳香胺的命名,一般把芳香胺定为母体,其它烃基为取代基。
命名时应标出烃基的位置,接在氮上的烃基用“N-某基”来表示。
例如:对甲基苯胺 N-甲基苯胺 N-甲基-N-乙基对氯苯胺 复杂的胺则以烃为母体,氨基作为取代基来命名。
例如:4-甲基-2-氨基戊烷 3-甲基-2-(N,N-二甲氨基)戊烷 季铵盐或季铵碱可以看作铵的衍生物来命名。
例如:(CH 3)4 N +Cl - [ (CH 3)3 N + CH 2 CH 3 ]OH - 氯化四甲铵 氢氧化三甲基乙基铵2.3 胺的物理性质常温下,低级和中级脂肪胺为无色气体或液体,高级脂肪胺为固体,芳香胺为高沸点的液体或固体。
低级胺具有氨的气味或鱼腥味,高级胺没有气味,芳香胺有特殊气味,并有较大的毒性。
由于胺是极性化合物,除叔胺外,其它胺分子间可通过氢键缔合,因此胺的熔点和沸点比分子量相近的非极性化合物高。
但由于氮的电负性比氧小,所以胺形成的氢键弱于醇或羧酸形成的氢键,因而胺的熔点和沸点比分子量相近的醇和羧酸低。
C H 3CH CH 3CH 2CH NH 2CH 3CH 3CH 2CH CH 3CH CH 3N(CH 3)2N Cl CH 2CH 3C H 3NHCH 3NH 2CH 3伯、仲、叔胺都能与水形成氢键,所以低级脂肪胺可溶于水。
随着烃基在分子中的比例增大,溶解度迅速下降,所以中级胺、高级胺及芳香胺微溶或难溶于水。
胺大都可溶于有机溶剂。
2.4 胺的化学性质氨基是胺类化合物的官能团,氨基中的氮原子为不等性sp 3杂化,其中一个杂化轨道上有一对未共用电子对,其余三个杂化轨道上各有一个电子。
这样,氮原子可以和其它三个原子分别形成三个σ键,胺分子的构型是三角锥形,与氨的构型相似。
(A )脂肪胺 (B )芳香胺脂肪胺和芳香胺的结构与氨相似,氨基中的氮原子上含有一对未共用电子对,有与其它原子共享这对电子的倾向,所以胺具有碱性和亲核性。
在芳香胺中,由于未共用电子对与苯环π键发生部分重叠,使N 原子的 sp 3 轨道的未成键电子对的p 轨道性质增加,N 原子由 sp 3杂化趋向于 sp 2杂化。
因此,这对未共用电子对与芳环的π电子可以形成p-π共轭体系,使芳香胺的碱性和亲核性都有明显的减弱。
另外,芳香胺中的这种p-π共轭体系使芳环的电子云密度增大,因此芳香胺在芳环上容易发生亲电取代反应。
1、碱性氨基的未共用电子对能接受质子,因此胺显碱性。
胺的碱性强弱用离解常数Kb 或其负对数pKb 表示,Kb 愈大或pKb 愈小,碱性愈强。
胺可以和大多数酸反应生成盐。
RNH 2 + H 2ORN +H 3+ OH -RNH 2 + HCl RN +H 3Cl -在脂肪胺中,由于烷基的+I 效应,使氨基上的电子云密度增加,接受质子的能力增强,所以脂肪胺的碱性大于氨。
在芳香胺中,由于氨基的未共用电子对与芳环的大π键形成p-π共轭体系,使氨基上的电子密度降低,接受质子的能力减弱,所以它的碱性比氨弱。
取代苯胺的碱性强弱取决于取代基的性质,取代基为供电子基团时,使碱性增强;取代基为吸电子基团时,使碱性减弱。
胺的碱性强弱除与烃基的诱导效应和共轭效应有关外,还受到水的溶剂化效应,空间位阻效应等因素的影响。
胺分子中,氮上连接的氢愈多,溶剂化程度愈大,铵正离子就愈稳定,胺的碱性也愈强;氮上取代的烃基愈多,空间位阻愈大,使质子不易与氮原子接近,胺的碱性也就愈弱。
综合以上各种效应的作用结果,胺类化合物的碱性强弱次序一般为:脂肪胺 > 氨 > 芳香胺脂肪胺:在气态时碱性为:(CH 3)3N > (CH 3)2NH > CH 3NH 2 > NH 3R在水溶液中碱性为: (CH 3)2NH > CH 3NH 2 > (CH 3)3N > NH 3原因:气态时,仅有烷基的供电子效应,烷基越多,供电子效应越大,故碱性次序如上。