含氮有机化合物.pptx

会计学含氮有机化合物主要包括硝基化合物,胺类化合物,重氮和偶氮化合物等.第一节硝基化合物从这一构造式中表面看起来，两个N-O键似乎不同，一个为共价键，另一个为配价键，则应该具有不同的键长，但实测结果证明两个N-O键是等长的，如硝基甲烷分子的键长、键角为：所以硝基的结构可以用共振式表示为：硝基是一个很强的吸电子取代基，硝基化合物偶极矩很大，硝基甲烷的偶极矩为3.5D。一、芳香族硝基化合物的性质2．化学性质（2）芳环上的亲核取代反应从芳烃一章中已知，芳环上由于π电子的活泼性，容易发生亲电取代反应，较难发生亲核取代反应，当芳环上连有硝基后，因为硝基是强吸电子的取代基，通过吸电子的诱导与共轭效应，使芳环上电子云密度下降，故使芳环上亲电取代难于进行，但硝基处于邻位或对位的芳香卤代物，容易发生亲核取代反应。 例如氯苯在常压下很难水解，而邻硝基氯苯与对硝基氯苯在NaOH水溶液中加热都能顺利水解，2，4-二硝基氯苯与2，4，6-三硝基氯苯则更容易发生水解，三硝基氯苯的水解象酰氯一样容易。在这类亲核取代反应中，离去基团并不只限于卤素，其它基团如烷氧基、硝基也可以作为离去基团。如：二、脂肪族硝基化合物的性质硝基甲烷离解出质子后的共轭碱可用下面共振式表示：硝基甲烷、硝基乙烷与2-硝基丙烷的pKa如下：2.与羰基化合物的反应与高级醛或酮反应，一般只生成β-羟基硝基化合物：硝基甲烷还能用三个α-氢与三分子甲醛反应，生成三羟甲基硝基甲烷，还原后可得三羟甲基甲胺，后者在生化实验中被用作缓冲剂。三、硝基化合物的主要应用某些多硝基化合物具有天然麝香的香味，可以作为人造麝香的代用品，如葵子麝香与甲苯麝香等，硝基麝香实际上占到了人造麝香的50%左右。葵子麝香的合成路线是：从间甲酚出发，经醚化，付—克烷基化，最后硝化即得到成品。第二节胺的结构与命名RNH2不少胺类化合物如苯胺、乙二胺、己二胺等都是重要的工业原料，胺类广泛存在于自然界中，很多都具有重要的生理作用，如氨基酸、蛋白质、核酸、生物碱等。R=CH­­3，肾上腺素5-羟色胺1-苯基-2-氨基丙烷肾上腺素是肾上腺髓质分泌的一种激素，能刺激心脏兴奋和末梢血管的收缩，使血压上升，还促进肝糖原分解，使血糖升高，肾上腺素与去甲肾上腺素组成交感—肾上腺系统，共同调节机体的多种生理活动。维生素B1即硫胺素，俗称抗脚气病维生素，存在于种子的外皮及胚中，如麦麸、米糠、黄豆、酵素、芹菜中含丰富的维生素B1，维生素B1能抑制胆碱酯酶活性，缺乏维生素B1，胆碱酯酶活性增强，乙酰胆碱水解加速，使神经传导受影响；同时影响糖代谢中α-酮酸的氧化脱羧，使α-酮酸在神经组织中积累，使患者出现不安、健忘、易怒、四肢无力、多发神经炎，即出现脚气病的种种症状。一、胺的结构甲胺三甲胺苯胺在伯胺和仲胺分子中，如果氮原子上连有三个不同的原子或基团，理论上应具有一对对映体，实际上这种胺的对映体目前却未能分离得到，因为两个对映体的能量差仅为约21kJ/mol，室温时就能够迅速地相互转化。在季铵盐分子中，氮原子上四个sp3杂化轨道都用于成键，呈典型的四面体构型，如果氮原子上连有四个互不相同的基团，则存在对映体，季铵盐的这种光学异构体可以分离，如下面的化合物即可以拆分为左旋与右旋的光学异构体。二、胺的命名比较复杂的胺，则以烃作为母体，把氨基当作取代基，例如：3-（N，N-二乙氨基）-4-甲基己烷季铵盐的命名与铵盐相似。如：(CH3CH2)4N+Cl-思考题11-1，将下列化合物命名第三节胺的物理性质与光谱性质伯、仲、叔胺与水都能形成氢键，而且伯胺、仲胺本身分子间亦能生成氢键，但由于氮的电负性比氧小，故胺的氢键不如醇的氢键强，因之胺的沸点比同分子量的醇要低，比相同分子量的非极性化合物则高。表11-1胺的物理常数与其共轭酸的pKa值乙胺丁胺苯胺N-甲基苯胺二、光谱性质（2）核磁共振胺分子中与氮原子相连的α-碳上的质子化学位移随着H的个数多少略有不同；N-CH3，N-CH2-和N-CH＜δ值分别为2.2、2.4和2.7ppm左右，β-碳上的质子化学位移在1.1～1.7ppm。氮上的质子δ在0.5～5ppm之间，受溶剂性质、溶液浓度和温度影响较大，故一般难以鉴定。13CNMR中，脂肪胺由于氮原子吸引电子作用，化学位移移向低场。即δ值增大，由于氮吸引电子的能力不如氧，故与氮相连的α-碳和β-碳的化学位移值比醇中的要小。
下面为戊胺13CNMR的化学位移情况。思考题11-2第四节胺的制法伯胺盐与氨又立即发生质子转移得到伯胺。伯胺又继续与卤代烃反应，生成仲胺的盐，继而再生成叔胺的盐和季铵盐，反应很难停留在某一阶段（见本章第四节二），加碱后得到各种胺的混合物，分离困难，一般得不到纯净的产物。由于芳香胺的亲核性弱，生成的仲胺要在更激烈的条件下继续烃基化，容易停留在生成仲胺的阶段，因