第十一章含氮化合物

11.1胺

氨分子的H原子部分或全部被烴基取代后的產(chǎn)物許多源于植物的堿性含氮化合物(又稱生物堿)具有很強的生理活性，常被用作藥物。l-麻黃堿(1R,2S)阿托品當前1頁，總共56頁。分類1：按N上烴基的數(shù)目分為伯、仲、叔胺第一胺(1°胺);

第二胺(2°胺);

第三胺(3°胺)注意比較指氮上氫被取代11.1.1胺的分類和命名1.胺的分類當前2頁，總共56頁。分類2：脂肪族胺、芳香族胺

脂肪胺：叔丁胺哌啶(六氫吡啶)芐胺芳胺:α–萘胺二苯胺N,N–二甲苯胺當前3頁，總共56頁。分類3：一元胺、二元胺….相應于氫氧化銨和銨鹽的四烴基取代物，分別稱為季銨堿和季銨鹽：當前4頁，總共56頁。2.胺的命名：(1)簡單的胺：常用習慣命名法①在“胺”之前加烴基來命名：烴基＋“胺”，稱為“某胺”②對仲胺和叔胺,當烴基相同時,在前面標出數(shù)目;③當烴基不同,按次序規(guī)則“較優(yōu)”的基團放在后面，前面烴基名稱前加“N”

:當前5頁，總共56頁。環(huán)己胺哪一類胺？當前6頁，總共56頁。二甲仲丁胺N,N–二甲基仲丁胺含有兩個氨基的化合物稱為“二胺”:當前7頁，總共56頁。(2)復雜的胺以系統(tǒng)命名法命名

:烴為母體，氨基作為取代基1–苯基–3–氨基丁烷2–甲氨基庚烷2–甲乙氨基戊烷當前8頁，總共56頁。季銨化合物：用“銨”代替“胺”氯化苯銨硫酸二乙銨氫氧化三甲乙銨當前9頁，總共56頁。11.1.2胺的結(jié)構(gòu)N原子:1s22s22px12py12pz1氨或脂肪胺分子：氮原子sp3

雜化N－H或N－Cσ–鍵的形成孤對電子占有一個sp3

軌道氨或胺分子的幾何構(gòu)型為三角棱錐形，鍵角約為109.5°叔胺結(jié)構(gòu)的示意圖當前10頁，總共56頁。11.1.3胺的物理性質(zhì)伯胺、仲胺能形成分子間的氫鍵：弱于(1)沸點：醇﹥胺﹥烴脂肪胺：伯﹥仲﹥叔(氫鍵減少)CH3CH2CH2NH2﹥(CH3)3Nb.p.(℃):48.73.5(2)水溶性(－NH2是親水基）低級脂肪胺(如甲胺)易溶于水。當前11頁，總共56頁。3、氨基對芳環(huán)的致活作用

N原子上的孤對電子:

1、堿性+HX2、親核性+11.1.4胺的化學性質(zhì)反應部位：

當前12頁，總共56頁。1.堿性結(jié)論：所有的胺呈弱堿性H2O<RNH2<<OH–

>RCONH2(1)當前13頁，總共56頁。

胺pKbNH3CH3NH2(CH3)2NH(CH3)3N4.73.43.34.39.4138.7表11.1一些胺的pKb值當前14頁，總共56頁。苯胺的軌道結(jié)構(gòu)當前15頁，總共56頁。氮原子與苯環(huán)發(fā)生p-π共軛苯胺的結(jié)構(gòu)：共軛的存在：①使N原子向苯環(huán)提供電子，-NH2為供電子基。②孤對電子參與共軛，使苯胺堿性和親核性明顯減弱。當前16頁，總共56頁。R2NH>RNH2>R3N>NH3叔胺:

三個烷基的空間位阻較大，不利于結(jié)合質(zhì)子，同時不利于氫鍵的形成。溶劑化效應較弱，只能和水分子形成一根氫鍵(2)脂肪胺的堿性：從電子效應、空間效應、溶劑化效應三方面分析伯胺和仲胺結(jié)合一個質(zhì)子后可分別形成3根和2根氫鍵當前17頁，總共56頁。帶供電子基苯胺>苯胺>帶吸電子基苯胺(3)芳胺的堿性：PhNH2﹥(Ph)2NH﹥(Ph)3N﹥﹥pKb:8.929.3713.0溶劑化程度與穩(wěn)定性：R2NH+H2OR2N+H2+OH-從電子效應考慮：烷基越多堿性越強；從溶劑化效應考慮：烷基越多堿性越弱。當前18頁，總共56頁。銨鹽溶于水，不溶于有機溶劑分離、提純胺比較下列化合物堿性大小>>>供電子基團吸電子基團當前19頁，總共56頁。2.烴基化胺作親核試劑與R―XR―OHAr―OH反應在N原子上引入烴基。季銨鹽當前20頁，總共56頁。

N-烷基(代)酰胺經(jīng)還原又得到胺.因此利用胺的酰基化和酰胺的還原反應,可以一種胺為原料制取另一類的胺化合物.可用LiAlH4還原成胺(1)伯胺、仲胺與?；噭?酰氯,酸酐)發(fā)生?；磻?生成N-烷基(代)酰胺:3.?；斍?1頁，總共56頁?？砂l(fā)生傅克反應鄰對位定位基(2)芳胺與酰氯或酸酐發(fā)生?；磻?生成芳胺的?；苌?保護氨基——芳胺易氧化（如硝化反應等）。由芳胺?；频梅及返孽；苌铮ㄝ^穩(wěn)定），待反應結(jié)束后再水解轉(zhuǎn)變?yōu)樵瓉淼姆及?。當?2頁，總共56頁。脂肪族或芳香族伯胺和仲胺與酰氯、酸酐或羧酸等?；噭┓磻?，生成N-取代或N,N-二取代酰胺。但羧酸的?；芰^弱。當前23頁，總共56頁。芳胺的?；饔茫?/p>

藥物合成：藥物分子或前體氨基的保護降低芳環(huán)的致活能力當前24頁，總共56頁。4.磺?；?/p>

Hinsberg反應

伯胺、仲胺在堿性條件下與芳磺酰氯作用生成磺酰胺(溶于水)(s,不溶于水)(溶于酸)蒸餾蒸出R3N不揮發(fā)過濾液相固相HCl加熱RN+H3Cl-OH-RNH2加熱R2N+H2Cl-OH-HClR2NH有機相分離提純鑒別三類胺當前25頁，總共56頁。5.與亞硝酸反應亞硝酸鈉的強酸水溶液亞硝酸同所有的胺反應

產(chǎn)物不同，可用于胺的鑒定

當前26頁，總共56頁。(1)與伯胺的反應脂肪族伯胺與HNO2反應生成重氮鹽

碳正離子+N2烯烴、醇或鹵代烴重氮鹽易分解當前27頁，總共56頁。芳香族伯胺芳胺與HNO2反應生成芳香族重氮鹽低溫芳香重氮鹽在5℃以下穩(wěn)定，是重要的有機合成中間體。當前28頁，總共56頁。(2)與仲胺反應難溶于水的黃色油狀物或固體：N–亞硝基胺

(3)與叔胺的反應脂肪胺：芳胺：綠色固體當前29頁，總共56頁。①脂肪胺RNH2R2NHR3NHNO2RN2+Cl-R2N-N=OR3NR++N2+Cl-N-亞硝基化合物（黃色油狀或固體）不反應用于鑒別三種不同結(jié)構(gòu)的脂肪胺小結(jié):當前30頁，總共56頁。②芳香胺重氮鹽，重要的有機合成中間體N-亞硝基化合物(黃色固體)綠色片狀固體(親電取代產(chǎn)物)用于鑒別三種不同結(jié)構(gòu)的芳香胺當前31頁，總共56頁。11.1.4胺的化學性質(zhì)1.堿性2.烴基化3.?；?.磺?；?.與亞硝酸反應當前32頁，總共56頁。11.1.5苯胺的制備及一些反應苯胺用重鉻酸鈉或FeCl3氧化成黑色染料——苯胺黑苯胺用MnO2，H2SO4氧化成苯醌：芳胺（尤其是伯芳胺）極易氧化。1.氧化制備：當前33頁，總共56頁。2.鹵化——速度快，溴化和氯化得2,4,6-三鹵苯胺：白色沉淀思考:如何鑒別苯酚與苯胺?如何制備一溴苯胺？當前34頁，總共56頁。乙?；寤馐贡桨坊钚越档?！制備一溴苯胺——主要產(chǎn)物對溴乙酰苯胺:當前35頁，總共56頁。例1——間位取代反應例2——對位取代反應3.硝化——注意硝酸的氧化作用和氨基的保護氨基的保護間位取代反應,注意條件當前36頁，總共56頁。11.1.6季銨鹽和季銨堿胺的徹底烴基化產(chǎn)物季銨鹽的性質(zhì)：季銨堿的生成：季銨鹽的生成：季銨堿性質(zhì)

強堿，受熱易分解當前37頁，總共56頁。徹底甲基化反應與Hofmann消除反應胺與過量CH3I反應生成季銨鹽再與Ag2O反應生成季銨堿。

季銨鹽季銨堿當前38頁，總共56頁。季銨堿分子中具有β–H加熱失去β–H,生成烯烴和叔胺。

當前39頁，總共56頁。取代較少的烯烴為主要產(chǎn)物霍夫曼規(guī)則——季銨鹽在消除反應中，得到的主要產(chǎn)物為雙鍵上烷基最少的烯烴。OH-優(yōu)先進攻酸性大而位阻小的β-H當前40頁，總共56頁。反應機理：E2反應

過渡態(tài)Hofmann消除規(guī)律：生成取代較少的烯烴當前41頁，總共56頁。若季銨堿的烴基上沒有-氫原子,加熱時生成叔胺和醇當前42頁，總共56頁。11.2重氮和偶氮化合物偶氮化合物：偶氮二異丁腈自由基引發(fā)劑偶氮苯對甲氨基偶氮苯當前43頁，總共56頁。重氮化合物：苯重氮氨基苯苯重氮氨基對甲苯氯化重氮苯氟硼酸重氮苯重氮鹽：4-羥基-4′-氯偶氮苯當前44頁，總共56頁。11.2.1重氮鹽的制備—重氮化反應芳香伯胺與亞硝酸在低溫:0~5℃反應生成重氮鹽重氮鹽的制法：

芳胺溶于酸中，冷卻，滴加亞硝酸鈉溶液當前45頁，總共56頁。11.2.2重氮鹽的反應及其在合成中的應用重氮鹽的反應失去氮保留氮

當前46頁，總共56頁。1.失去氮的反應(1)重氮基被氫原子取代

—重氮鹽的去氨基反應芳香重氮鹽與H3PO2或C2H5OH作用：當前47頁，總共56頁。特殊的定位效果

(85%)例如：由甲苯合成間溴甲苯當前48頁，總共56頁。(2)重氮基被羥基取代重氮鹽的稀酸溶液加熱，放N2，制得酚由胺制備酚的方法當前49頁，總共56頁。(3)重氮基被鹵原子取代（Sandmeyer反應）：

芳香重氮鹽在強酸介質(zhì)中與CuX反應，制得鹵化物。當前50頁，總共56頁。Gattermann反應：用Cu粉代替CuX加熱(81%)由重氮鹽制備芳香碘代物的方法：KI當前51頁，總共56頁。HBF4或NaBF4:Schiemann反應(4)重氮基被氰基取代CuCN,KCN或Cu粉，KCN當前52頁，總共56頁。重氮鹽失去氮反應在合成中的應用：在芳環(huán)上引入用其它方法難于引入的

―F,―I,―CN,―OH制備不能通過芳環(huán)上親電取代反應得到的化合物(100%)(74