优选讲稿含氮有机化合物
Cl
N-甲基-N-乙基对氯苯胺
复杂胺以烃为母体,以胺基为取代基:
CH3
NH2
CH3 CH CH2 CH CH3
2-甲基-4-氨基戊烷
CH3 CH3 CH3 CH2 CH CH N(CH2CH3)2
3-甲基-2-二乙氨基戊烷
季铵盐或季铵碱看作铵的衍生物命名:
(CH3CH2)4+N I
碘化四乙(基)铵
一元胺
二元胺
NH2
多元胺
2.命名:
简单的胺以习惯命名法命名,在 “胺”字前面加以烃基的名称来命名:
CH3NH2 甲胺
CH3CH2CH2NH2 丙胺
-NH2
苯胺
CH3- -NH2
对甲苯胺
命名:
CH3CH2CH2CH2NH2
丁胺
H2NCH2CH2 CH2 CH2 NH2
1,4-丁二胺
CH3CH2NHCH2CH2CH3
优选讲稿含氮有机化合物
第一节 胺
一、胺的分类和命名
1.分类:
氨 NH3
根据氮原子上所连烃基的数目:
伯胺 (1°胺)
RNH2
仲胺 (2°胺)
R2NH
叔胺 (3°胺)
R3N
季铵盐(四级铵盐) R4N+X-
季铵碱(四级铵碱) R4N+OH-
R
| [R-N-R]+X-
|
R 季铵盐
R
| [R-N-R]+OH-
R-NH2+HCl
→
R
N
H 3Cl-
RNH3 Cl NaOH RNH2 NaCl H 2O
-NH3
Cl
氯化苯铵
-NH2·HCl
苯胺盐酸盐
问题: 如何分离苯胺与甲苯的混合物?
2.烷基化
R-NH2+R-X→R2NH+HX
R2NH+R-X→R3N+HX R3N+R-X→R4N+X-
(C2H5)4N+I-+Ag2O+H2O→(C2H5)4N+OH-+AgI
乙丙胺
当氮原子上连有芳环和脂肪烃基时,则以 芳胺为母体,并在脂肪烃基前冠以“N”字,以 表示这个基团是连在氮上,而不是连在芳环上 。
-NHCH3
-N(CH3)2
N-甲基苯胺
N,N-二甲基苯胺
-N
CH3 CH(CH3)2
N-甲基-N-异丙基苯胺
命名:
NH2
H3C N CH2CH3
CH3
对甲(基)苯胺
O
|| HO- -NH-C-CH3
扑热息痛
4.与亚硝酸反应
(1)伯胺与亚硝酸反应
R NH2 HNO2 (NaNO2 HCl) R OH N2 H2O
季铵盐是四面体结构,当氮上连有四 个不同基团时,存在着一对可拆分对映体:
三、胺的物理性质
室温下,除甲胺、二甲胺、三甲胺和乙 胺为气体外,其它胺均为液体或固体。
胺是极性化合物,除叔胺外,伯胺和仲 胺都能形成分子间氢键,但氮的电负性小于 氧,伯胺和仲胺分子间形成的氢键也弱于醇 分子间的氢键,故胺的沸点比相对分子质量 相近的非极性化合物高,比醇或羧酸的沸点 低。叔胺由于不能形成分子间氢键,其沸点 比其同分异构体的伯胺或仲胺低。
碘化四乙铵
氢氧化四乙铵
-NH2+2CH3OH
Al2O3 △
-N(CH3)2+2H2O
3.酰基化
O
O
R-C-Cl+NH3→R-C-NH2+HCl
O
O
CH3-C-Cl+H2NCH3→CH3-C-NHCH3+HCl
O
O
CH3-C-Cl+HN(CH3)2→CH3-C-N
CH3 +HCl CH3
HO-
-NH2 (CH3CO)2O
气态碱性:RNR>RN H
R >R
NH2 >NH3
R
R-N
HH……OOHH22
H…OH2
R2-N
H… OH2 H…OH2
R-3 N H…OH2
在水溶液中,胺
溶 分子中,氮上连接的 剂 氢愈多,溶剂化程度 化 愈大,铵正离子就愈 程 稳定,胺的碱性也愈 度 强;氮上取代的烃基 减 愈多,空间位阻愈大, 弱 使质子不易与氮原子
CH3NH2 NH3
pkb 3.38
4.76
-NH2 9.40
(2)脂肪胺在水溶液中,仲胺的碱性最强:
(CH3)2NH CH3NH2 (CH3)3N
pkb 3.27
3.38
4.21
R NH2
H NH2
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。
伯、仲和叔胺都能与水分子通过氢键发 生缔合,因此低级胺易溶于水。一元胺的溶 解度分界线在六个碳左右。胺也可溶于醚、 醇、苯等有机溶剂。
芳香胺毒性较大,液态芳胺还可被皮肤 吸收,因此应注意避免吸入或接触芳胺而中 毒。
低级脂肪胺具有氨的气味或臭鱼腥味。 蛋白质腐烂时能产生极臭而剧毒的丁二胺 及戊二胺。
接近,胺的碱性也就 愈弱。
综合以上两种效应的作用结果, 脂肪胺类化合物(在水溶液中)的碱性:
R
N H
R> R
NH2 > R
N
R
> NH3
R
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。
胺的碱性强弱顺序:
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
|
R 季铵碱
注意:伯、仲、叔胺与伯、仲、叔卤代烃 及伯、仲、叔醇分类方法的区别:
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:
脂肪胺 CH3CH2NH2
NH2
芳香胺
NH2
NH2
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:
NH2
H2NCH2 CH2NH2
NH2 NH2
H2NCH2CH2CH2CH2NH2 1,4-丁二胺(腐肉胺)
H2NCH2CH2CH2CH2CH2NH2 1,5-戊二胺(尸胺)
四、胺的化学性质
1.碱性
:NH3+H+
..
R NH2 H
R-NH2+ H2O
N
H
4
R NH3
R N H3+OH-
RNH2 + HCl
RN+H3Cl-
(1)脂肪胺的碱性比氨强; 芳香胺的碱性比氨弱。 即碱性:脂肪胺>氨>芳香胺
(CH3CH2)3N+OH CH3
氢氧化甲基三乙基铵
写出下列化合物结构式: 碘化二甲基二乙基铵 [ (CH3)2N+ (C2H5)2] I
氢氧化三甲基羟乙基铵
+ HOCH2CH2N(CH3)3OH
-
二、胺的结构
脂肪胺:
sp3杂化
芳香胺:
氮原子的杂化状态 在sp3与sp2之间
若胺分子氮原子上连有三个不相同的 基团时,具有手性,理论上应存在一对对 映体,但对于简单胺来说,由于它们之间相 互 转 化 所 需 的 能 量 很 低 ( 约 为 25kJ·mol - 1 ),在室温下可以迅速互相转化,现代技 术尚不能把对映体拆分开来。