第十三章 含氮有机化合物(教案)--中农有机化学教案 覃兆海
有机含氮化合物
有机含氮化合物第一篇：有机含氮化合物有机含氮化合物有机含氮化合物是指分子中氮原子和碳原子直接相连的有机物，也可看成是烃分子的一个或几个氢原子被含氮的官能团所取代的衍生物，前面学过的包括氨基酸、腈、酰胺，亚胺、肟、腙。
一、硝基化合物硝基化合物是指烃分子中的氢原子被硝基取代后得到的化合物，常用RNO2或ArNO2表示。
根据硝基所连接烃基的不同可以分为脂肪族和芳香族硝基化合物，根据分子中所连硝基的多少又可以分为一硝基化合物和多硝基化合物。
共振论的观点认为硝基化合物是两种极限式的共振杂化体。
大部分芳香族硝基化合物为淡黄色固体，大多数具有苦杏仁气味。
硝基对苯环有亲电取代又有亲核取代。
（一）芳核上的亲核取代反应（1）硝基对苯环上取代基特别是邻、对位取代基的性质有很大影响卤苯型化合物中的卤素卤素很不活泼。
，难以发生亲核取代.，但当卤素的邻、对位有硝基存在时，卤原子活泼型增加，硝基越多，亲核取代反应越容易进行。
有证据表明该反应是分两步进行的，第一步是亲核加成，形成带负电荷的活性中间体买森海默尔配合物，第二步是离去基团卤素的离去。
在这个反应中，决定反应速率的步骤中有两种分子参与，所以是双分子历程。
原因。
由于邻、对位硝基对卤素的强吸电子作用，使得与卤素相连的碳原子密度降低。
容易受到亲核试剂的进攻。
硝基在邻位的情况与之在对位的情况相似，如果邻对位均有硝基，芳香亲核取代反应则更容易。
（二）硝基的还原反应硝基化合物易被还原，反应条件对还原产物有较大影响，在酸性介质中，以zn，Fe,或Sn为还原剂，硝基将被还原成氨基，该反应的中间产物是亚硝基苯及羟基苯胺，但它们比硝基苯更容易还原，不容易分离出来。
，进一步还原为氨基，若以二氯化锡为还原剂，还可选择还原硝基，避免醛基得还原。
在中性或弱酸性下，主要得芳基羟胺。
在碱性介质中，主要发生双分子还原，还原剂不同，还原产物有很大差异。
，但产物经酸性条件进一步还原最终形成苯胺。
若用硫化钠，硫氢化钠，可以选择性地还原一个。
脂环烃(教案)-中农有机化学教案覃兆海
脂环烃(教案)-中农有机化学教案覃兆海第一章：脂环烃的概念与分类1.1 教学目标了解脂环烃的定义及特点掌握脂环烃的分类方法熟悉脂环烃的结构与命名规则1.2 教学内容脂环烃的定义及特点脂环烃的分类方法脂环烃的结构与命名规则1.3 教学过程1.3.1 导入通过介绍脂环烃在日常生活中的应用，引发学生对脂环烃的兴趣。
1.3.2 课堂讲解讲解脂环烃的定义及特点，结合具体实例进行分析。
介绍脂环烃的分类方法，讲解各类型的特点及区别。
讲解脂环烃的结构与命名规则，结合具体化合物进行讲解。
1.3.3 互动环节提问学生关于脂环烃的概念与分类问题，引导学生进行思考和回答。
组织学生进行小组讨论，探讨脂环烃的结构与命名规则的应用。
布置相关的练习题目，巩固学生对脂环烃的概念与分类的理解。
第二章：脂环烃的物理性质与化学性质2.1 教学目标了解脂环烃的物理性质掌握脂环烃的化学性质2.2 教学内容脂环烃的物理性质脂环烃的化学性质2.3 教学过程2.3.1 导入通过回顾上一章的内容，引导学生对脂环烃的性质进行思考。
2.3.2 课堂讲解讲解脂环烃的物理性质，包括熔点、沸点、密度等，结合具体实例进行分析。
讲解脂环烃的化学性质，包括燃烧、氧化、加成等反应，结合具体化合物进行讲解。
2.3.3 互动环节提问学生关于脂环烃的物理性质与化学性质的问题，引导学生进行思考和回答。
组织学生进行小组实验，观察和记录脂环烃的性质表现。
布置相关的练习题目，巩固学生对脂环烃的物理性质与化学性质的理解。
第三章：脂环烃的制备方法3.1 教学目标了解脂环烃的制备方法掌握脂环烃的合成反应3.2 教学内容脂环烃的制备方法脂环烃的合成反应3.3 教学过程3.3.1 导入通过介绍脂环烃的应用领域，引发学生对脂环烃制备方法的兴趣。
3.3.2 课堂讲解讲解脂环烃的制备方法，包括合成反应和天然提取等，重点讲解合成反应的原理和条件。
3.3.3 互动环节提问学生关于脂环烃制备方法的问题，引导学生进行思考和回答。
脂环烃(教案)中农有机化学教案覃兆海
脂环烃（教案）中农有机化学教案覃兆海一、教学目标1. 理解脂环烃的定义及特点2. 掌握脂环烃的命名原则3. 了解脂环烃的物理性质和化学性质4. 学会脂环烃的制备方法5. 能够运用脂环烃的知识解决实际问题二、教学内容1. 脂环烃的定义及分类2. 脂环烃的命名原则3. 脂环烃的物理性质4. 脂环烃的化学性质5. 脂环烃的制备方法三、教学方法1. 采用多媒体课件进行讲解，结合实物图片和模型，增强学生对脂环烃结构的认识2. 通过实例分析，让学生掌握脂环烃的命名原则3. 利用实验视频或实验室实地参观，让学生了解脂环烃的制备方法和实验操作4. 开展小组讨论，探讨脂环烃的物理性质和化学性质之间的关系5. 布置练习题，巩固所学知识，提高学生解决问题的能力四、教学准备1. 准备多媒体课件和相关资料2. 准备实验器材和试剂，确保实验安全3. 准备练习题，涵盖本节课的主要内容五、教学过程1. 引入新课：通过介绍脂环烃在日常生活中的应用，激发学生的学习兴趣2. 讲解脂环烃的定义及分类，引导学生了解脂环烃的基本概念3. 详细讲解脂环烃的命名原则，让学生通过实例进行分析，加深对命名规则的理解4. 介绍脂环烃的物理性质，如密度、熔点、沸点等，引导学生了解其特性5. 讲解脂环烃的化学性质，如反应活性、氧化性等，并通过实验视频或实验室参观，让学生了解其制备方法6. 开展小组讨论：让学生探讨脂环烃的物理性质和化学性质之间的关系7. 布置练习题，让学生巩固所学知识，提高解决问题的能力8. 总结本节课的主要内容，强调重点知识点9. 布置课后作业，要求学生在课后进一步巩固所学知识六、教学评估1. 课堂讲解：通过观察学生的参与程度和提问反馈，评估学生对脂环烃基本概念的理解程度。
2. 实例分析：通过学生对命名原则的应用练习，评估学生对脂环烃命名的掌握情况。
3. 小组讨论：通过学生的讨论参与和观点分享，评估学生对脂环烃物理性质和化学性质之间关系的理解。
有机化学17有机含氮化合物学习教案
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由于硝基的吸电子诱导和吸电子共轭效应(xiàoyìng)使得其 对苯环亲核取代反应的活化作用，体现在其它亲核试剂进 攻的情况下。
❖ 苯环亲核取代(qǔdài)反应的离去基团并不仅限于卤原子。
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3、对酸碱性的影响： 当硝基的邻、对位有-OH、-COOH等存在时，由于吸电子诱导（-I）
(chóngdié)，使氮原子的sp3 轨道的未成键电子对的p轨道性 质增加，氮原子由sp3杂化趋向于sp2杂化。 因此，这对未成键电子对与芳环的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。
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17.2.3.1 碱性 1. 脂肪胺 胺与氨相似，分子(fēnzǐ)中氮原子上的未共用电子对能
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(jiǎnruò)，所以它的碱性比氨弱。
❖ 胺类化合物的碱性强弱次序一般(yībān)为： ❖ 脂肪族仲胺 > 脂肪族伯胺 > 脂肪族叔胺 > 氨 > 芳香族伯胺 >
芳香族仲胺 > 芳香族叔胺
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在水溶液中，胺分子氮上连接的氢愈多，溶剂化程 度愈大，铵正离子就愈稳定，胺的碱性也愈强。
❖ 综合电子效应、空间效应和溶剂化效应等的共同影响，脂肪 (zhīfáng)族胺中仲胺碱性最强，伯胺次之，叔胺最弱。
❖ 即碱性： R2NH>RNH2>R3N。
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13含氮有机化合物解析PPT课件
CH甲3胺NH2
(三C2乙H5胺)3N
CH甲3-N异H丙-C胺H(CH3)2
CH 3
CH 3CH 2-NC- H 2CH 2CH 3
NH 2 NH 2
CH 3-C2 H -C-HC2 H -CH-3CH
甲乙丙胺
2,4 - 己二胺
2. N上连有脂肪烃基的芳香胺的命名：
以芳香胺为母体，脂肪烃基作为取代基，并
NaOH
△
酶
RCOON+aNH3 RCOO+HNH3
苄青霉素
O H2C C NH
S N
CH3 CH3
COONa
（三）与亚硝
O RCN2H +HN 2 O
O RCOH+N2 +H2O
尿素 （脲） 结构:
O
H2N C NH2
是哺乳动物小便中的主要成分，成人每日从 小便中排出的尿素约为25-30g；尿素是农业中重 要的肥料，也是医药工业的重要原料，也可用作 药物；尿素合成是化学发展史上的里程碑。
胺的化学性质（三条）
（一）碱性与成盐 （二）与亚硝酸的反应 （三）酰化反应
三、重要的胺（胆碱和肾上腺素）
1.胆碱(氢氧化β -羟乙基三甲基铵/HO-CH2CH2N（C+H3）3OH
-
)
广泛存在生物体内，最初在胆汁中发现，故叫胆碱。
1.是卵磷脂的组成部分，在脑组织和蛋黄中含量较高。 2.是季铵碱，碱性与NaOH相似，能促进油脂生成磷脂，防 止脂肪在肝脏沉积。
COOH
β
S 3 - 噻吩甲酸 β - 噻吩甲酸
α
O CHO 2 - 呋喃甲醛 α - 呋喃甲醛
β COOH
有机化学13含氮有机化合物
含氮有机化合物习题一、命名下列各化合物（构型明确者应标明构型）。
CH 3CH=CHCHCH(CH 3)2NO 21、2、CH 3CH 2CHCH 2CHCH 3NH 2CH 33、4、CH 3CH 2N(CH 3)2CH 3CH 2NHCH(CH 3)25、6、CH 3NH 2NHCH 37、8、3NH 22ClCH 2CH 39、10、CH 2N(CH 3)3OHN=N二、写出下列各化合物的结构。
一、甲乙丙胺 二、N-甲基乙二胺3、2,5二甲基-3-乙氨基庚烷4、对硝基苄胺五、N,N-二甲苯胺 六、1-萘甲胺7、氢氧化三甲乙胺八、溴化重氮苯九、氯化三乙丁铵10、4,4`-二硝基氢化偶氮苯三、完成下列反映式。
1、CH3CH2CH2CH2NO2LiAlH42、CH2NO2NaOH3、NHCH3+HNO24、NH2+(CH3CH2CO)2OH2O/H5、NH2+CH2=CHCH2Cl6、(CH3)2CHCHCH32+CH3I(过量)Ag2O+H2O△7、NO2NH2N2HSO4CN8、NH3Ag2O+H2O△3Ag2O+H2O△9、NH23Br2/H2ON2ClCH3+OH3pH 8-910、四、用化学方式辨别下列各组化合物。
1. 1-硝基丁烷2-甲基-2-硝基丙烷2. 丁胺二乙胺二甲乙胺3.氯化四丙铵三丙胺盐酸盐4.苯胺N-甲基苯胺N,N-二甲基苯胺5.苯胺苄胺NO 2CH 2NO 2五、用化学方式分离下列各组混合物：1.邻甲苯胺 邻甲苯酚 邻甲苯甲酸2.对甲苯胺 N-甲基苯胺 N,N-二甲基苯胺3.丁胺 丁醇1-硝基丁烷4.氨基环己烷 环己烷5.六、由指定的原料合成下列化合物：一、由苯合成1,3,5-三溴苯二、由苯合成对氯苯胺3、由环己烷合成氨基环己烷4、由乙炔合成丙胺5、苯合成间溴苯酚七、结构推导题：1.某化合物分子式为C7H7O2N（A）无碱性，还原后变成C7H9N（B）则有碱性，使C7H9N 的盐酸盐与亚硝酸作用生成C7H7N2Cl（C），加热后能放出氮气而生成对甲苯酚，在碱性溶液中，上述C7H7N2Cl 与苯酚作用生成具有颜色的化合物C13H12ON2（D），写出化合物A、B、C、D的结构式，并写出有关反映式。
有机化学12有机含氮化合物学习教案
叔胺分子中三个烷基不同时，分子是手性的。 对映异构体可相互转化(zhuǎnhuà)， 能垒：25kJ•mol-1 ，一般 不可拆分。
季铵化合物 含有(hán yǒu)四个不同烃基时有手性
H5C2
CH3
N C6H5 CH2CH X
(S)
CH2
CH3
N
C6H5
C2H5
CH2 CHCH2
X
(R)
可拆分
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O2N (CH3)3C
CH3
NO2 CH3 NO2
葵子麝香(shèxiān二g)甲苯麝香(shèxiāng)
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硝基(xiāo jī)的
构造： O
O
O
N
N
O
O
N
共振(gòngzhèn)杂化体
O
或
O
N O
负电荷平均(píngjūn)分布在两个O原子上
芳香族硝基化合物的物理性
OH
NO2
N
O2N
>
>
>
>
NO2
NO2
NO2
分子内氢键
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12.2 胺(amines)
氨分子的H原子部分或全部
(quánbù)被烃基取代后的产物
NH3 R NH2
R NH R
R RN R
许多源于植物的碱性含氮化合物(又称生物碱)具有
很强的生理活性，常被用作药物。
CHOHCHCH3
第30ohzncl260nh磺酰化hinsberg反应fnyng伯胺仲胺在碱性jinxn条件下与芳磺酰氯作用生成磺酰胺溶于酸蒸馏hcl加热rnohrnhohhclnh有机相分离提纯鉴别jinbi第31clnaoh与亚硝酸nitrousacid反应fnyng亚硝酸钠的强酸qinsun水溶液亚硝酸同所有suyu的胺反应产物不同可用于胺的鉴定第32hcl12nacl12na与伯胺的反应fnyng脂肪zhfng族伯胺与hno2反应生成重氮盐碳正离子重氮盐易分解第33hclchnclch与仲胺反应fnyng难溶于水的黄色hungs油状物或固体
有机化学~10含氮化合物
R2NH + H2O R2N+H2 + OH-
从电子效应考虑：烷基越多碱性越强； 从溶剂化效应考虑：烷基越多碱性越弱。
铵盐溶于水，不溶于有机溶剂
分离、提纯 胺
比较下列化合物碱性大小
>
>
>
供电子基团
吸电子基团
2.烃基化
胺作亲核试剂与R―X R―OH Ar―OH 反应在N原子上引入烃基。 季铵盐
3、氨基对芳环的致活作用
N原子上的孤对电子:
1、碱性
+ H X
2、亲核性
+
反应部位：
1. 碱性 结论： 所有的胺呈弱碱性 H2O < RNH2 < < OH – > RCONH2 (1)
胺
pKb
NH3 CH3NH2 (CH3)2NH (CH3)3N
4.7 3.4 3.3 4.3 9.4 13 8.7
2.卤化——速度快，溴化和氯化得2,4,6-三卤苯胺：
白色沉淀
思考: 如何鉴别苯酚与苯胺?
如何制备一溴苯胺？
制备一溴苯胺
乙酰化
溴化
水解
使苯胺活性降低！
——主要产物对溴乙酰苯胺:
例1——间位取代反应 例2——对位取代反应 硝化——注意硝酸的氧化作用和氨基的保护 氨基的保护 间位取代反应,注意条件
pH < 3.1, 红色
10.2.3 偶氮染料和酸碱指示剂
霍夫曼规则——季铵盐在消除反应中，得到的主要产物为双键上烷基最少的烯烃。
取代较少的烯烃为主要产物
反应机理： E2反应
过渡态 Hofmann 消除规律： 生成取代较少的烯烃
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第十三章 含氮化合物(教案)(学时数：6)
一、 教学目的和要求
要求学生掌握有机化学中常见的一些分子重排反应及其在有
机合成中的应用，硝基化合物和胺的基本化学性质和制备方法，
芳香族重氮盐的制备及在有机合成中的应用。了解偶氮化合物的
合成及其重要性等。
二、 教学重点
1. 常见的分子重排反应
2. 胺的化学性质
3. 芳香族重氮盐的制备及在有机合成中的应用
三、 教学难点
1. Hoffmann彻底甲基化反应
2.常见的分子重排反应及在有机合成中的应用
四、 教学内容
1. 硝基化合物
2. 胺
3. 重氮和偶氮化合物
4. 分子重排
五、 教学方法
课堂讲授，配合课堂讨论和课后练习。
六、 课堂讨论题
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1. 判断下列化合物进行Hofmann消除反应的产物的结构
Ph
Ph
HHCH
3
N+Me3OH
Ph
Ph
CH3HH
N+Me3OH
CH3NMe
3
+OH-NCH3PhO+OH-
2. 为下列反应提出一个合理的反应机理
O
NN
-
+
hv
MeOH
COOCH
3
七、 课后练习
教材后习题3、7、9