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大学有机化学含氮和含磷有机化合物PPT课件
肼
偶氮化合物 硝基化合物
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第一节 胺
一、胺的分类及命名
1.胺的分类 根据胺中烃基种类的不同,可分为:
脂肪族胺
CH3CH2NH2 乙胺
芳香族胺
NH 2 苯胺
混合胺
NHCH 3
N-甲基苯胺
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根据分子中氨基的数目分为: 一元胺、二元胺、 多元胺。
CH3NH2
NH2C
分子量 87
88
101
100
沸点104.4℃ 138℃
89.3℃ 93.5℃
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四、 胺的化学性质
碱性
官能团: NH2
亲核性
1、胺的碱性
R2 N+ + H C - lH RN+H3C-l
R N H 2 + H 2O
RN +H3 + - OH
R+ N H 3C-+ l NaOH R N H 2+ N a C l+ H 2 O
(C3H C2 H )2NH
CH3 N
CH2CH3
二乙胺 N-甲基-N-乙基环丙胺
CH 3NH2H C 5
甲乙胺
N H 2 C H 2 C H 2 O H 乙醇胺
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◇N原子上同时连有脂烃基和芳烃基时,以芳胺为母体, 并在脂烃基前冠以“N”字。
N(CH 3 ) 2
H3C N CH(CH3)2
NO2
CH 3 N,N-二甲基对甲苯胺
三 请在这里输入您的主要叙述内容
2
含氮有机物的种类很多,它们的结构特征是含有碳氮键 (C—N、C=N、C≡N),有的还含有N—N、N=N、N≡N、 N—O、N=O 及N—H键等。
R2 N ,2 N R H 3 H N R , R C 2 O RN C
胺
酰胺
腈
RN2HR -N -N H=R N2 N -R O
R
N上连的氢原子越多,与水形成氢键机会多,溶剂化程度越大, 形成的铵离子越稳定, 胺的碱性越强.
2. 芳胺
: :
NH3 >
NH2
N H
H
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: : :
综上所述: 脂肪胺 > NH3 > 芳香胺
NH 2 >
NH
>
N
pkb 9.30
13.80
近乎中性
取代芳胺的碱性:
取代基对芳胺碱性的影响,与其对酚的酸性的影响刚好相反。
根据氮原子连结烃基的数目分为:伯胺、仲胺、 叔胺和季铵化合物
C 3 N 2 H ( H 3 C ) 2 N ( H H 3 C ) 3 N ( H 3 C ) 4 N + C - H
甲胺 (伯胺)
二甲胺 (仲胺)
三甲胺 (叔胺)
氯化四甲胺 (季铵盐)
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2、命名
◇简单的胺可根据其烃基来命名,即在胺字前写 出烃基的数目及名称
N C2H5
H CH 3
sp3
C2H5 N CH 3
H
sp2
C2H5
H
CH 3
N
sp3
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H
N Hsp3
NH2
N原子上的孤对电子所在的杂化轨道与NH3相比 有更多的p轨道成分,与苯环的体系共轭,H-N-H 键角(113.9o)比氨(107.3o)大
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三、胺的物理性质
状态和气味:低级胺为气体或易挥发的液体,有与氨相 似的气味;高级胺为固体,近乎无味;二甲胺和三甲胺有 鱼腥味。
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1. 脂肪胺 N上的电子云密度↑,接受质子的能力↑,碱性↑。pkb
pkb:3~5 R NH 2 >NH 3 pkb:4.76
脂肪胺的碱性强度:
在气相或非水溶液中——3°胺>2°胺>1°胺
(电子效应的影响)
在水溶液中——2°胺>1°胺> 3°胺
(C 3 )2 N H > H C 3 N H > H (C 3 )3 N H
N-甲基-N-异丙基 邻硝基苯胺
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◇复杂的胺
以烃作母体,氨基作为取代基来命名
CH3 NH2 CH3CHC2H CHC3H
N(C2H5)2 CH3CH-C2H-CH-C3H
CH3
2-甲基-4-氨基戊烷
2-甲基-4-(N,N-二乙氨基)戊烷
◇季铵类化合物(与氢氧化铵或铵盐命名类似) (CH3CH2)4N+Cl-
第十章 含氮和含磷有机化合物
学习要求: 1.掌握胺的分类、命名及区别伯、仲、叔胺方法 2.熟练掌握胺、酰胺的化学性质 3.掌握重氮盐的反应和偶合反应在有机合成中的
4.掌握一些其他含氮化合物的重要性质 5.了解季铵盐和季铵碱的特性
1
整体 概述
一 请在这里输入您的主要叙述内容
二
请在这里输入您的主要 叙述内容
C3H
正是因为胺是棱锥形结构,因此,当氮原子上连有三 个不同的原子或基团时,它就应该是手性分子,因而存在
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一对对映体。也就是说,将未共用电子对看成是氮原子上 连接的第四个“取代基”。
N C2H5
H CH 3
N C2H5
CH 3 H
对映体是可以被拆分的,但简单手性胺对映体却难以拆分,其
原因在于简单胺的构型转化只需25kj/mol的能量(经历一个平面过渡 态而迅速转化,过渡态的氮原子呈sp2杂化。
在芳胺分子中,当取代基为供电子基团使碱性↑,而吸电子基 团使碱性↓。如:
氯化四乙铵
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CH3 CH3CH2N+CH3OH-
(C H 3 )2 N H 2 + -O O C C H 3
CH3
乙酸二甲铵
氢氧化三甲乙铵(季铵碱) (二甲胺乙酸盐)
+ CH3 H3C N CH2CH2OH OH-
CH3
氢氧化-三甲基 (2-羟乙基)-铵
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二、 胺的结构 胺与氨的结构相似,氮原子是sp3不等性杂化
p k b :
3 .2 7
3 .3 8
4 .2 1
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这是电子效应、空间效应和溶剂化效应共同影响的结果。
电子效应: 3°胺>2°胺>1°胺 空间效应: 1°胺>2°胺>3°胺 溶剂化效应: 1°胺>2°胺>3°胺
HH 2O RNHH 2O
HH 2O
>RNHH 2O
R >RNHH 2O
R HH 2O
溶解度:胺与水能形成氢键,因此低级胺较易 溶于水;随着碳原子数的增加胺在水中的溶解性 逐渐下降。
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沸点:伯胺和仲胺分子间可形成氢键,但比醇分子间 的氢键要弱,所以分子量与醇相近的伯胺、仲胺的沸点要低 于醇。
叔胺分子间不能形成氢键,它的沸点与分子量相近的烃相近。
C 3 (2 ) 4 C N H 2 C 3 H ( H 2 ) 3 C C H 2 O ( H H 3 C C H 2 ) 3 N ( H H 3 C C 2 ) 3 C
1s 2, 2s 2,2 p x 1 , 2 p y 1 , 2 p z 1
sp3不等性杂化
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N原子在成键时,发生了轨道的杂化,形成四个sp3杂化轨道,其中 三个轨道分别与氢或碳原子形成三个σ键,未共用电子对占据另一 个sp3杂化轨道,呈棱锥形结构。
N H
H H
N H
H C3H
N
C3H H 3C