含氮化合物,陈传兵本科

CHO
HC CH NO2
O2N CH3
+
Henry反应 反应
CH3 O2N NO2
+
CHO
HC CH C6H5 O2N NO2
NO2
NO2
13
CH3 CH2CHNHCH3
CH3 CH2CHNH2
O
“冰毒”——甲基苯丙胺 冰毒” 甲基苯丙胺
O H2C
“摇头丸”——亚甲基二氧苯丙胺 摇头丸” 亚甲基二氧苯丙胺
3、命名 —NO2作取代基，烃作母体 作取代基，
CH3 CH3CH2CHCHCH3 NO2
CH3
CH3 O2N NO2
NO2
NO2
3-甲基-2-硝基戊烷 甲基-
间硝基甲苯
2,4,6-三硝基甲苯 三硝基甲苯 （TNT） ）
二、物理性质
1、状态：RNO2为液体，ArNO2多为黄色固体 状态： 为液体， 2、相对密度：都大于1 相对密度：都大于1 3、溶解性：不溶于水，易溶于有机溶剂 溶解性：不溶于水，
第十三章
R C N
含氮化合物
O R C NH2 RNHNH2
腈
R NO2
酰胺
RNH2 Ar N
肼
N Ar
硝基化合物
+
胺
RN3
偶氮化合物
Ar
N2 Cl
-
重氮化合物
叠氮化合物
1
Ⅰ、硝基化合物 一、分类、结构及命名 分类、
1、分类 脂肪族硝基化合物 R-NO2 芳香族硝基化合物 Ar-NO2 Ar一硝基化合物 二硝基化合物 多硝基化合物 伯硝基化合物 仲硝基化合物 叔硝基化合物
NH2
金刚烷胺，抗病毒药， 金刚烷胺，抗病毒药，治疗帕金森病
14
N N N N
乌洛托品（抗菌剂） 乌洛托品（抗菌剂）
H CH2CONH O N
S CH3 CH3 COONa
青霉素钠
15
甲基苯丙胺的半衰期长,血中半衰期约为11～30小时 因 甲基苯丙胺的半衰期长 血中半衰期约为 ～ 小时,因 血中半衰期约为 小时 一次吸毒后,冰毒在体内发挥药效的时间可达 此,一次吸毒后 冰毒在体内发挥药效的时间可达 小时 一次吸毒后 冰毒在体内发挥药效的时间可达10小时 以上,是为冰毒大流行的因素之一 是为冰毒大流行的因素之一。 以上 是为冰毒大流行的因素之一。甲基苯丙胺在体内 主要经肝脏代谢,约 主要经肝脏代谢 约20%经N-去甲基化反应生成苯丙胺 经 去甲基化反应生成苯丙胺 和麻黄素的衍生物,此为两种有精神兴精神依赖和耐受 和麻黄素的衍生物 此为两种有精神兴精神依赖和耐受 性:注射冰毒很快出现头脑活跃、精力充沛,能力感增强 注射冰毒很快出现头脑活跃、精力充沛 能力感增强, 注射冰毒很快出现头脑活跃 能力感增强 可体验到难以言表的快感,即称为腾云驾雾感 即称为腾云驾雾感(flash)或 可体验到难以言表的快感 即称为腾云驾雾感 或 全身电流般传导的快感(rush),数小时后 吸毒者出现全 数小时后,吸毒者出现全 全身电流般传导的快感 数小时后 身乏力,精神压抑 精神压抑,倦怠沮丧而进入苯丙胺沮丧期 身乏力 精神压抑 倦怠沮丧而进入苯丙胺沮丧期 (amphetaminesblues),以上的正性和负性体验期使得吸 以上的正性和负性体验期使得吸 毒者陷入反复使用的恶性循环中,这也是形成精神依赖 毒者陷入反复使用的恶性循环中 这也是形成精神依赖 这也是形成 的重要原因之一。 的重要原因之一。
8
NO2 Zn/NH4Cl
NHOH
酸性介质
Zn NaOH H H N N
2
NO2 Zn NaOH
N N
H H N N
H+ H2N NH2
酸性介质
——联苯胺重排 联苯胺重排
9
3 硝基对苯环邻对位取代基的影响 （1）增强卤原子的活泼性： ）增强卤原子的活泼性： 硝基吸电子， 硝基吸电子， 使亲核取代反应更易。 Cl
+ H2O Cl NO2 + H2O NO2 Na2CO3 NaOH OH NO2 + HCl NO2
Cl O2N NO2 NO2 + OHNaHCO3溶液 35 ℃
OH O2N NO2 NO2
10
反应历程
Cl + OH NO2
-
HO _
Cl
_
OH Cl-
加成 慢
NO2
消除 快
NO2
（迈森海默尔配合物） 迈森海默尔配合物）
R-CH2-N
1 弱酸性
O α R-CH2-N O
R-CH=N OH O
O （1）硝基强吸电子基， α-H显一定活性 ）硝基强吸电子基， 使 显一定活性 O（2）氮氧化数较高， ）氮氧化数较高， 易被还原
互变异构
硝基式
假酸式
OH H HC CH
Henry反应：——与羟醛缩合反应类似 反应： 反应 与羟醛缩合反应类似
3
C2H5
N+ C6H5
C6H5
+
N
H2C=HCH2C
C2H5 CH2CH=CH2
21
二、物理性质
1、状态： 气态：甲胺、二甲胺、三甲胺和乙胺 状态： 气态：甲胺、二甲胺、 液态： 液态：丙胺以上的低级胺 固态：高级胺 固态： 2、沸点：分子量相近，伯、仲胺>叔胺（原因？） 沸点：分子量相近， 仲胺>叔胺（原因？） 结构类似的胺，随分子量增加而增大 结构类似的胺， 仲胺> 3、水溶性：低级脂肪胺易溶于水 伯、仲胺>叔胺 水溶性： 4、气味： 难闻的臭味：三甲胺的鱼腥味、腐胺和尸 气味： 难闻的臭味：三甲胺的鱼腥味、 胺的恶臭味，有毒！ 胺的恶臭味，有毒！ 1,4-丁二胺 （腐胺） 1,4-丁二胺（腐胺） 1,5 戊二胺 （尸胺） 1,5-戊二胺（尸胺）
4 香味，有毒！多硝基化合物受热易分解爆炸 4、 ArNO2香味，有毒！多硝基化合物受热易分解爆炸
硝基立方烷是20世纪 年代初才开始合成的一 硝基立方烷是 世纪80年代初才开始合成的一 世纪 类新含能物质"这类物质具有紧密封闭的立方体笼 类新含能物质 这类物质具有紧密封闭的立方体笼 状 骨架,立方体骨架的各个面由碳原子环组成 立方体骨架的各个面由碳原子环组成"它们密 骨架 立方体骨架的各个面由碳原子环组成 它们密 度高,分子张力大 生成热大,爆速 爆压值高,而感度 分子张力大,生成热大 爆速， 度高 分子张力大 生成热大 爆速，爆压值高 而感度 因此,美国军方对其开展了大量的合成与性能 低，因此 美国军方对其开展了大量的合成与性能 研究,并取得了明显的进展和成绩 目前,美国的研 并取得了明显的进展和成绩， 研究 并取得了明显的进展和成绩，目前 美国的研 究 者们已先后合成出二~八多硝基立方烷 八多硝基立方烷， 者们已先后合成出二 八多硝基立方烷，其中八硝 基立方烷的成功合成代表了高安定性， 基立方烷的成功合成代表了高安定性，高能量炸药 合成研究的最新进展。 合成研究的最新进展。立方烷的骨架是一个立方体 形，在这个立方体的每个角上有一个碳原子并带一 个氢原子,其余的与其相邻的三个碳原子相连接 其余的与其相邻的三个碳原子相连接,三 个氢原子 其余的与其相邻的三个碳原子相连接 三 个碳原子内夹角是90，与一般的碳氢化合物中的sp3 个碳原子内夹角是 ，与一般的碳氢化合物中的 5 杂化碳即四价碳的标准夹角109.5，相比差的较远， 杂化碳即四价碳的标准夹角 ，相比差的较远， 这种与正常值的偏差必然蕴含巨大的能量。 这种与正常值的偏差必然蕴含巨大的能量。
2
2、结构
OR N
+
氧原子碳原子利用P轨道重叠成键 氧原子碳原子利用 轨道重叠成键
O
O
共振式： 共振式：
+
+
O
-
R
N
O
-
R
N
O
注意区别硝基化合物和亚硝酸酯 注意区别硝基化合物和亚硝酸酯
R-NO2 硝基化合物
R-O-N=O
两个氮氧键等价 存在碳氮键
亚硝酸酯 一个氮氧键为单键， 一个氮氧键为单键， 一个氮氧键为双键 3 无碳氮键
16
美沙酮是人工合成的麻醉药, 美沙酮是人工合成的麻醉药 其化学结构与吗啡有显著不 同,但在药理作用上却与吗啡 但在药理作用上却与吗啡 相似,具有镇痛 具有镇痛、 相似 具有镇痛、镇静及呼吸 抑制作用其特点是镇痛效力强 口服有效， 其特点是镇痛效力强， 抑制作用其特点是镇痛效力强，口服有效，对阿片 类成瘾者的躯体戒断症状治疗效果显著,作用力持久 作用力持久, 类成瘾者的躯体戒断症状治疗效果显著 作用力持久 重复应用有效 。 美沙酮成为首选鸦片类毒品戒毒 戒毒方法：替代法是用一种或几种药物来替 药物 。戒毒方法：替代法是用一种或几种药物来替 其原理是:使用少量的成瘾性低 使用少量的成瘾性低， 代吸食用的毒品 ，其原理是 使用少量的成瘾性低， 类似吸毒者服用毒品性质的药品作为替代过渡,即人 类似吸毒者服用毒品性质的药品作为替代过渡 即人 通常1mg 们常说的 以合法的小毒替代非法的大毒 , 通常 美沙酮能代替4mg吗啡、2mg海洛因、20mg度冷丁， 吗啡、 海洛因、 度冷丁， 美沙酮能代替 吗啡 海洛因 度冷丁 多数吸毒者能在10天内基本戒除鸦片类毒品。 天内基本戒除鸦片类毒品 多数吸毒者能在 天内基本戒除鸦片类毒品。
几种人造麝香香料： 几种人造麝香香料：
CH3 O2N CH3O NO2 CH3O
CH3 CH3 NO2 C(CH3)3 NO2
CH3 O2N CH3 NO2 NO2 C(CH3)3
C(CH3)3
葵子麝香
酮麝香
二甲苯麝香
CH2-ONO2 CH - ONO2 CH2-ONO2
三硝酸甘油酯
6
三、化学性质
CH3NH2 CH2NH2
甲胺
苯甲胺
仲、叔胺： 烃基相同，在前面表示烃基数目 叔胺： 烃基相同， 烃基不同， 烃基不同，简单烃基放前 芳香胺，用〝N─〞表明取代基位置 芳香胺， N─〞