含氮有机物

含氮有机物
含氮有机物

第十二章含氮有机物

(Nitrogenous Organic Compounds)

一、教学目的和要求

1、掌握含氮有机化合物(胺类、酰胺、硝基)的结构特点,以及主要化学性质,以及如何运用这些性质上的异同点进行鉴别、分离提纯。

2、掌握含氮有机化合物(胺类、酰胺、硝基)分子结构与物理性能、碱酸性的相关性。

3、掌握胺类伯、仲、叔胺结构与伯、仲、叔醇在定义方面的区别。以及季胺类化合物结构与性能。

4、熟练掌握含氮有机化合物(胺类、酰胺、硝基化合物)的性同命名法。

5、熟练掌握含氮有机化合物(胺类、酰胺、硝基化合物)的理化性质及用途。

6、掌握胺类、硝基化合物取代酸结构特征和主要理化性质。

7、掌握重氮化反应、偶联反应特征与应用。

8、了解典型含氮有机化合物(胺类、酰胺、硝基化合物)性能、用途。

二、教学重点与难点

重点是含氮有机化合物(胺类、酰胺、硝基)分子结构与物理性能、碱酸性的相关性,重氮化反应、欣斯堡反应特征与应用。

难点是含氮有机化合物(胺类、酰胺、硝基)分子结构与物理性能、碱酸性的相关性。

三、教学方法和教学学时

(1)教学方法:以课堂讲授为主,结合必要的课堂讨论。教学手段以板书和多媒体相结合,配合适量的课外作业。

(2)教学学时:4学时

四、教学内容

1、胺

(1)胺的概述

(2)胺的物理性质

(3)胺的化学性质

(4)个别化合物

2、酰胺

(1)酰胺的物理性质

(2)酰胺化学性质

(3)碳酸的酰胺

3、其它含氮有机化合物

(1)硝基化合物

(2)腈和异腈

(3)氰氮和胍

(4)重氮和偶氮化合物

4、有机化合物的颜色

(1)颜色和光的关系

(2)物质的颜色和其分子结构的关系

(3)吸收光谱

五、总结、布置作业

含氮有机物与生命体的关系极为密切,本章仅讨论胺类及硝基化合物。 许多含氮有机物可看成是无机氮化物的衍生物: NH 3 R-NH 2 Ar-NH 2 NH 4OH R 4NOH NH 4Cl R 4NCl

HO-NO 2 R-NO 2 Ar-NO 2

12.1 硝基化合物(Nitro Compounds)

★ 化学性质 还原反应

R-NO 2

NO 2

NH

2

脂肪属硝基化合物的酸性

R-CH 2-NO 2 + NaOH

[R-CH-NO 2]Na +

-

硝基对芳环 O-,P-位卤原子的影响

Cl

NO 2NO 2

Na

CO

OH

NO 2

NO 2

12.2 胺(Amine)

一、胺的分类及命名

伯胺

CH 3

C

H 3CH 3NH 2N

H 2NH

2

NH

2

仲胺

N

H N

H

叔胺及季铵盐

N

N

C H 3N CH

3

CH

3

C 2H 5

二甲基乙胺 N ,N -甲基异丙基苯胺 碘化三甲基乙铵

二、胺的结构及物理性质

N

原子呈 SP3杂化

H

H

H

H 33

CH 3N H

伯、仲胺能形成分子间氢键(N-H-N) 但比( O-H-O )弱,所以胺的沸点比分子质量相近的烃要高,但比相应的醇或羧酸的沸点低。叔胺的N 原子上没有氢,分子间不能形成氢键,因此叔胺的沸点比相应的伯胺或仲胺低。

R N

H H

H

R

N H R N

R H

H

R

N R

伯、仲、叔胺与水皆形成氢键,因此较低级的脂肪胺易溶于水,溶解度的分界线在六个碳原子左右。芳胺则微溶于水。各类胺大多能溶于有机溶剂。

R

N R H

H

O

H

R

N R R

H

O

H

三、胺的化学性质

1、碱性

H

H

R -NH 2

+ H 2

O

R -N +

H 3 + HO

-

NH 3

CH 3-NH 2

CH 3CH 3

CH 3-N CH 3

CH 3

C

6H

5

-NH

2

C

6

H

5

-NH

C

6

H

5

C

6

H

5

-N-C

6

H

5

C

6

H

5

碱性的胺类物质可溶于稀酸而形成盐:

苯胺盐酸盐或盐酸苯胺

可利用此性质分离提纯胺类化合物。

2、氧化

R-CH

2

NH

2

R-CH=N-OH

H

2

O

2

R

2

NH22R2N-OH

(CH

3

)

3

N22C

H

3

N+

CH

3

CH

3

O

芳胺易被氧化成深色物质,芳胺的盐较难氧化

3

C

2

H

5

-Br C

2

H

5

NH

3

+Br-

2

H

5

-NH

2

C

2

H

5

-NH

C

2

H

5

Br

过量的氨可减少多烷基化反应,如:

CH

3

CHCOOH

NH

3

CH

3

CHCOO-NH

4

+

NH

2

4

C

2

H

5

-NH-CH

3

C

2

H

5

-N-CO-CH

3

CH

3

可用以保护氨基,例:

NH

2

NH-CO-CH

3

HNO

NH-CO-CH

3

NO

2

NH

2

O

2

N

5、与亚硝酸的反应

伯胺:

CH

3CH

2

CH

2

CH

2

NH

2

CH

3

CH

2

CH

2

CH

2

-N+

N

N CH

3

CH

2

CH

2

CH

2

+

放氮

CH

3

CH

2

CH

2

CH

2

OH

CH

2

=CHCH

2

CH

3

+ CH

3

CHCH

2

CH

3

仲胺:

(CH

3

)

2

NH + HONO

(CH

3

)

2

-N-N=O

黄色油状液体

叔胺:

R

3

N + HNO

2

R

3

N HNO

2

溶于水

芳胺与亚硝酸的反应

重氮盐的形成与偶合反应

NH

2

N+N Cl-

重氮盐的偶合反应

N+N Cl-N

3

CH

3

N=N N

3

CH

3 N+N Cl-

OH

CH

3

N=N

OH

CH

3

重氮盐的取代反应(放氮)

OH N

2

X N

2

I N

2

CN N

2

N

2

6、芳胺的取代

NH 2

NH

2

Br

Br

Br

如欲得一元取代物,可将氨基乙酰化使苯环活性降低,然后再进行取代。 问:如何完成以下转变?

Br

Br

NO 2

Fe NH 2

Br 2

NH 2

Br

Br

四、个别化合物:

盐酸克伦特罗

Clenbuterol (瘦肉精)[1~3]

NH

C CH

3CH

3

N

H 2Cl

Cl

CH CH 2OH

底。

在饲料中添加盐酸克伦特罗具有营养再分配作用,可提高饲料报酬,增加瘦肉率。

盐酸克伦特罗在肌肉特别在内脏中有高浓度的残留,对人和动物的肝、肾及神经系统产生危害。 欧盟最早颁布法规禁止其作为饲料添加剂使用,我国农业部亦有相同规定。

12.3 参考文献

[1] 张清安,范学辉. 动物性食品中盐酸克伦特罗(瘦肉精)残留危害及其检测方法研究进展[J].食品与发酵工业,2004,30(9):108-111

[2] 许河峰. 漫谈“瘦肉精”[J].化学世界,2003,(9):503-504 [3] 李杰. 瘦肉精残留危害与动物性食品安全[J].中国饲料,2003,(4):31-32

有机的化学第十章含氮化合物

第一节 胺 一、分类和命名 1.定义:氨分子中的氢原子被氨基取代后所得到的化合物。 2.分类:根据氨分子中的一个、二个和三个氢原子被烃基取 代分成伯胺(10胺)、仲胺(20胺)和叔胺(30胺)。相当于 氢氧化铵NH 4OH 和卤化铵NH 4X 的四个氢全被烃基取代所 成的化合物叫做季铵碱和季铵盐。根据氨基所连的烃基不同 可分为脂肪胺(R-NH 2)和芳香胺(Ar-NH 2)。根据氨基的 数目又可分成一元胺和多元胺。应当注意的是: NH 3 → R-NH 2 伯胺 → R 2NH 仲胺 → R 3N 叔胺 NH 4OH → R 4NOH 季铵碱 NH 4X → R 4NX 季铵盐 伯、仲、叔胺与伯、仲、叔醇的分级依据不同。胺的分 级着眼于氮原子上烃基的数目;醇的分级立足于羟基所连的 碳原子的级别。例如叔丁醇是叔醇而叔丁胺属于伯胺。 叔丁醇 (30醇) 叔丁胺(10胺) 要掌握氨、胺和铵的用法。氨是NH 3氨分子从形式上去 掉一个氢原子,剩余部分叫做氨基-NH 2,(去掉二个氢原子 叫亚氨基=NH)。氨分子中氢原子被烃基取代生成有机化合 物的胺。季铵类的名称用铵,表示它与NH 4的关系。 3.命名:对于简单的胺,命名时在“胺”字之前加上烃基的 名称即可。仲胺和叔胺中,当烃基相同时,在烃基名称之前 加词头“二”或“三”。例如: CH 3NH 2 甲胺 (CH 3)2NH 二甲胺 OH CH 3CH 3CH 3C CH 3CH 3CH 3 C NH 2

(CH3)3N 三甲胺C6H5NH2苯胺 (C6H5)2NH 二苯胺(C6H5)3N 三苯胺 而仲胺或叔胺分子中烃基不同时,命名时选最复杂的烃基作为母体伯胺,小烃基作为取代基,并在前面冠以“N”,突出它是连在氮原子上。例如: CH3CH2CH2N(CH3)CH2CH3N-甲基-N-乙基丙胺 (或甲乙丙胺) C6H5CH(CH3)NHCH3N-甲基-1-苯基乙胺 C6H5N(CH3)2N,N-二甲基苯胺季铵盐和季铵碱,如4个烃基相同时,其命名与卤化铵和氢氧化铵的命名相似,称为卤化四某铵和氢氧化四某铵;若烃基不同时,烃基名称由小到大依次排列。例如:(CH3)4N+Cl-氯化四甲铵 (CH3)4N+OH-氢氧化四甲铵[HOCH2CH2N+(CH3)3]OH-氢氧化三甲基-2-羟乙基铵(胆碱) [C6H5CH2N+(CH3)2C12H25]Br-溴化二甲基十二烷基苄基铵 二、物理性质 1.状态:低级脂肪胺,如甲胺、二甲胺和三甲胺等,在常温下是气体,丙胺以上是液体,十二胺以上为固体。芳香胺是无色高沸点的液体或低熔点的固体,并有毒性。 2.沸点:同分异构体的伯、仲、叔胺,其沸点依次降低。这是因伯、仲胺分子之间可形成氢键,叔胺则不能。例如丙胺、甲乙胺和三甲胺的沸点分别为48.7℃、36.5℃和2.5℃。 3.水溶性:低级的伯、仲、叔胺都有较好的水溶性。因为它们都能与水形成氢键。随着分子量的增加,其水溶性迅速减小。 三、化学性质

有机化学含硫和含磷有机化合物

含硫和含磷有机化合物第十五章 写出下列化合物的结构式:.1 (2 (1)硫酸二乙酯)甲磺酰氯)磷酸三苯酯)对硝基苯磺酸甲酯(4(3 -二氯代乙硫醚2 (6),2')对氨基苯磺酰胺(5 (7)二苯砜)环丁砜(8 9()苯基亚膦酸乙酯)苯基亚膦酰氯(10 答案: OO(1)(2)S ClCH S CHCHCHOOCH33322OOO(4)(3)OOPOCHSNO 323O(6)(5)O ClSCHCHCHClCH NHSNH222222OO(7)(8)SSOOO(10)(9)OOH PCl CHOCHP32H : .命名下列化物 2. 答案: )对甲苯环)对羧基苯磺酸(4)巯基乙醇(2)巯基乙酸(3 (1)氯化)碘化环已基二甲基锍(7已基二甲基锍(5)乙硫革甲醇(6)甲)苯基膦酸二乙酯(10N-甲基对甲苯磺酰胺(9四羟甲基磷(8)基乙基氯膦

:.用化学方法区别下列化合物3 答案:不发),HSH(乙硫醇(1)可以用氨水处理,能产生沉淀的为 C-AgNO523). 二甲硫醚SCH(生反应的是CH33为的泡产生气处用NaHCO水溶液理,能可(2)以CO23(甲基磺酸甲CHCHSOH(CHCHSO乙基硫醇),不产生气泡的为323333酯)。(甲CHSCHHSCH氨水处理,3 ()可以用能产生沉淀的为-AgNO3223 SCHCHHOCH硫基乙硫醇),不产生气泡的为(甲基硫基乙醇)。322. )可以用水处理,在室温下发生剧烈反应,产生热效应的为4(COClCH3(对甲苯甲酰氯),而几乎不发生明显反应,出ClSOHC32. 现水与油分层现象的为(对甲苯磺酰氯)4. 试写出下列反应的主要 产物: 答案:(1)+3HCl3+POCl CHOHCHOOP 3333O(2) r H n-CBP n-C-CO)HPHO)(n(+n-CH9423949494(3)CHS2HClCHC+HCHOHCSHHS(CH)CH 6565322SCN2(4)1:1SH+OHCHHSCH222O(5)Li n-CH(1)94CH)S(CH+LiBr

含氮化合物

第十二章含氮有机物 (Nitrogenous Organic Compounds) 一、教学目的和要求 1、掌握含氮有机化合物(胺类、酰胺、硝基)的结构特点,以及主要化学性质,以及如何运用这些性质上的异同点进行鉴别、分离提纯。 2、掌握含氮有机化合物(胺类、酰胺、硝基)分子结构与物理性能、碱酸性的相关性。 3、掌握胺类伯、仲、叔胺结构与伯、仲、叔醇在定义方面的区别。以及季胺类化合物结构与性能。 4、熟练掌握含氮有机化合物(胺类、酰胺、硝基化合物)的性同命名法。 5、熟练掌握含氮有机化合物(胺类、酰胺、硝基化合物)的理化性质及用途。 6、掌握胺类、硝基化合物取代酸结构特征和主要理化性质。 7、掌握重氮化反应、偶联反应特征与应用。 8、了解典型含氮有机化合物(胺类、酰胺、硝基化合物)性能、用途。 二、教学重点与难点 重点是含氮有机化合物(胺类、酰胺、硝基)分子结构与物理性能、碱酸性的相关性,重氮化反应、欣斯堡反应特征与应用。 难点是含氮有机化合物(胺类、酰胺、硝基)分子结构与物理性能、碱酸性的相关性。 三、教学方法和教学学时 (1)教学方法:以课堂讲授为主,结合必要的课堂讨论。教学手段以板书和多媒体相结合,配合适量的课外作业。 (2)教学学时:4学时 四、教学内容 1、胺 (1)胺的概述 (2)胺的物理性质 (3)胺的化学性质 (4)个别化合物 2、酰胺 (1)酰胺的物理性质 (2)酰胺化学性质 (3)碳酸的酰胺 3、其它含氮有机化合物 (1)硝基化合物 (2)腈和异腈 (3)氰氮和胍 (4)重氮和偶氮化合物 4、有机化合物的颜色 (1)颜色和光的关系 (2)物质的颜色和其分子结构的关系 (3)吸收光谱 五、总结、布置作业

含硫和含磷有机化合物的类型和命名

Compounds containing sulfur and phosphorus
含硫和含磷有机化合物的类型和命名; 含硫有机化合物的制法和性质; 有机硫试剂在合成上的应用; 膦、季钅 粦盐的制法和性质; 硫、磷叶立德在有机合成中的应用。 有机硫试剂在合成上的应用; Wittig试剂在合成上的应用。

§15-1 电子结构和成键特征
1 硫、磷的电子构型 O:1s22s22p4 N:1s22s22p3 相似:
ROH SH RSH
S:1s22s22p63s23p43d0 P:1s22s22p63s23p33d0
价电子层的结构相似,可形成结构相似的化合物
OH R O R' R R O C S C H(R') H(R') O R C OH S R C OH
R S R'



醛酮


RNH2
伯胺
R2NH
仲胺
R3N
叔胺
R4NX
季铵盐
RPH2
伯膦
R2PH
仲膦
R3P
叔膦
R4PX
季鏻盐
差异: P比N 、S比O ① 多一层电子,原子半径大 电负性较小 核对外层电子束缚力小 极化变形性(亲核性)大 2P 3P 轨道大小不匹配,侧面交叠小。
C C S P
不稳定 不存在
聚合
C S
S C
C S

② 除3s,3p轨道上的价电子可参与成键外, 能量相近的3d空轨道也可参与成键 P : sp3d杂化-5个单键(PCl5) S: sp3d2杂化-6个单键(SF6)
O R S R' R O S O R' R O S OH R O S O O (O H ) 2 (R O ) 3 P = O R P (O R ') 2 OH
→ 高氧化态化合物
O R P

含硫含磷有机化合物

第十五章 含硫、含磷有机化合物 教学目的: 了解一些常见的含磷有机化合物,熟悉硫醇、硫酚、硫醚,膦酸和膦酸酯类,磷酸酯和硫代磷酸酯类命名规则,掌握硫醇、硫酚、硫醚的物理和化学性质。 教学重点: 含硫和含磷有机化合物主要作为有机合成试剂使用。 教学难点: 如何理解含硫、含磷有机化合物的特性问题。 第一节含硫有机化合物 一、结构类型与命名 S 原子可形成与氧相似的低价含硫化合物。如:R-SH 硫醇 R-S-R 硫醚C 6H 5-SH 硫酚 —SH 官能团,叫做硫氢基或巯(音求)基。硫醇、硫酚、硫醚等含硫化合物的命名较简单,可在相应的含氧衍生物类名前加上“硫”字即可。例如: 甲硫醇 CH 3SH 2-丙硫醇 (CH 3)2CHSH 二甲硫醚 CH 3SCH 3 2,2‘-二氯二乙硫醚 ClCH 2CH 2SCH 2CH 2Cl 苯甲硫醚 C 6H 5SCH 3 如果-SH 作为取代基命名时,则与其他官能团的命名原则相同。例如: 巯基乙酸 HS-CH 2-COOH 2-氨基-3-巯基丙酸 HS-CH 2-CH(NH 2)-COOH 亚砜、砜、磺酸及其衍生物的命名,也只需在类名前加上相应的烃基名称就可以。例如: CH 3-S-CH 3O S O O S O O OH CH 3 S O O Cl CH 3 S O O H 2N NH 2二甲亚砜 二苯砜 甲磺酸 对甲苯磺酸 对甲苯磺酰氯 对氨基苯磺酰胺 S O O CH 3OH

二、硫醇、硫酚 1. 物理性质和制法 沸点低于相应的含氧化合物,因其极性:S

第十四章 含氮有机化合物练习及答案

第十四章 含氮有机化合物 1. 给出下列化合物名称或写出结构式。 (CH 3)2CH NH 2 (CH 3)2NCH 2CH 3 NH CH 2CH 3 CH 3 NH CH 3 O 2N NC N + NCl - O 2N N N OH OH H 32H 对硝基氯化苄 苦味酸 1,4,6-三硝基萘 答案: 3-氨基戊烷 异丙胺 二甲乙胺 N -乙基苯胺 3-甲基-N -甲基苯胺 2-氰-4-硝基氯化重氮苯 O 2N CH 2CL NO 2 O 2N NO 2 OH NO 2 NO 2 NO 2 2. 按其碱性的强弱排列下列各组化合物,并说明理由。 (1) a b c NH 2 NH 2NH 2 NO 2CH 3 (2) CH 3C O NH 2 CH 3NH 2NH 3 a b c 答案: (1)吸电子基使碱性降低,供电子基使碱性增强,所以有:b > a > c (2)吸电子基使碱性降低,供电子基使碱性增强,所以有:b > c > a 3.比较正丙醇、正丙胺、甲乙胺、三甲胺和正丁烷的沸点高低并说明理由。 答案: 五种化合物中,按形成氢键的可能、能力可推知其沸点从高到低的次序是:

正丙醇 > 正丙胺 > 甲乙胺 > 三甲胺 > 正丁烷 分子间形成分子间氢键沸点高,醇分子中的羟基极性强于胺的官能团,胺三级大于二级又大于一级。 4. 如何完成下列的转变: (1)CH 2 CHCH 2Br CH 2CHCH 2NH 2 (2) NHCH 3 O (3) (CH 3)3C C OH O O C (CH 3)3C CH 2Cl (4) CH 3CH 2CH 2CH 2Br CH 3CH 2CHCH 3 NH 2 答案: (1)CHCH 2Br CH 2 NaCN CH 3CH 2OH CH 2CHCH 2CN LiAlH 4CHCH 2NH 2 CH 2 (2) O NH 3+(H) NH 2 CH 3Br NHCH 3 (3) (4) CH 3CH 2CH 2CH 2Br KOH,CH 3CH 2OH CH 3CH 2CH CH 2 HBr CH 3CH 2CHCH 3 Br 3 CH 3CH 2CHCH 3 NH 2 5. 完成下列各步反应,并指出最后产物的构型是(R )或(S )。 C 6H 5CH 2CHCOOH CH 3 (1)SOCl (2)NH 3 (3)Br 2,OH - C 6H 5CH 2CHNH 2 CH 3 S-(+) (-)

第十四章 含氮有机化合物答案

第十四章含氮有机化合物 1.给出下列化合物名称或写出结构式。 (CH3)2CH NH2(CH3)2NCH2CH3 NH CH2CH3 CH3 NH CH3O2N NC N+NCl- O2N N N OH OH H32 H 对硝基氯化苄苦味酸 1,4,6-三硝基萘 答案: 3-氨基戊烷异丙基胺二甲基乙基胺 N-乙基苯胺N-甲基-3-甲基苯胺氯化-3-氰-5-硝基重氮苯 4-硝基-2,4-二羟基偶氮苯顺-4-甲基-1-环己胺 2.按其碱性的强弱排列下列各组化合物,并说明理由。 (1)

a b c NH 2 NH 2NH 2 NO 2 3 (2) CH 3C O NH 2 CH 3NH 2NH 3 a b c 答案: (1)c > a > b 苯环上存在推电子基团如甲基,可增加N 原子上的电子云密度,使其碱性增强;当苯环上连有拉电子基团如硝基,则降低N 上的电子云密度,使其碱性降低。 (2)b > c > a 在CH 3NH 2中由于—CH3的推电子作用,增强了碱性。在CH 3CONH 2中,由于p -π共轭而降低了N 上的电子云密度,使其碱性减弱。 3.比较正丙醇、正丙胺、甲乙胺、三甲胺和正丁烷的沸点高低并说明理由。 答案: 正丙醇 > 正丙胺 > 甲乙胺 > 三甲胺 > 正丁烷 分子间的氢键导致沸点升高。由于氧的电负性大于氮的电负性,因而正丁醇分子间能形成较强的氢键,沸点较高;正丙胺的氮原子上有两个氢可以形成氢键,甲已胺只有一个,而三甲胺氮原子上没有氢原子,因而不能形成氢键;正丁烷是非极性分子,分子间只存在较弱的色散力,因而沸点最低。 4. 如何完成下列的转变: (1) CH 2 CHCH 2Br CH 2 CHCH 2NH 2

第十五章 含硫含磷有机化合物

第十五章含硫含磷有机化合物 [目的要求]: 1.掌握硫、磷原子的成键特征,了解含硫、含磷有机化合物的类型和命名。 2.掌握硫醇、硫酚、硫醚、亚砜和砜的制法、性质及有机硫试剂在有机合成上的应用。 3.掌握磺酸制法和性质,了解其衍生物的制法和性质。 4.掌握膦、季鏻盐的制法和魏悌希反应。 5.了解一些有机磷农药。 [教学内容]: 第一节硫、磷原子的成键特征 第二节含硫有机化合物 第三节有机硫试剂在有机合成上的应用 第四节磺酸及其衍生物 第五节含磷有机化合物 §15-1 S、P原子的成键特征 一、电子构型 1.核外电子排布 N 22S21S2 2S22 3P3; O:1S22S2 2P4;S:1S2 2S2 2P63S2 3P4; N7P15O8S16

2.比较 它们能形成相似的共价化合物: R —OH 醇, R 3N 胺; R —SH 硫醇, R 3P 膦 二、P - P π键 1.P -2P π键 (C=O ; C=C ; C=N ) 2.2P -3P π(C=S ) 三、3d 轨道参与成键 1.S 电子跃迁到3d 轨道上,形成由S 、P 、d 轨道组合成的杂化轨道,参与成键。 2.用它的空3d 轨道,接受外界提供的未成键电子对(P 电子对)填充其空轨道,而形成一类新的π键,它是由d 轨道和P 轨道相互重叠而形成的,所以叫做d - P π。(图15-1) 原子体积 电负性 受核的束缚力 和C 成键 O 、N 较小 较大 较大 2P —2P π S 、P 较大 较小 较小 2P —3P π + ++--+ -

四、与胺类似的含S 、P 有机物 §15-2 含硫有机物 一、低价含硫化合物——硫醇、硫酚和硫醚 1.结构和命名 S 原子可形成与氧相似的低价含化合物。—SH 官能团,叫做硫氢基或巯(音求)基。 2.制备 ⑴ 硫醇 硫脲 异硫脲盐 R-S H SH R-S -R 硫醚 硫酚 硫醇 +RX NaSH NaX 乙醇△ +RX S C NH 2 NH 2+△乙醇S C NH 2 R H 2O OH - H 2S RCH 2CH 2SH +RCH=CH 2ThO 2 R-OH +H 2S R-S H +H 2O 400 ℃ 1 23 叔胺 1 23 R 4季铵盐氧化叔胺 1 2 R 3 1 23叔膦 1 23 R 4 季鏻盐 氧化叔膦 1 2 R 3 1 2硫醚 1 23铳盐 亚砜 1 2

含硫和含磷有机化合物

第一节硫磷原子的成键特征 价电子层构型 O 2S22p4 S 3S23P43d0 N 2S22P3 p 3S23P33d0 1. 由于价电子层构型类似,所以硫、磷原子可以形成与氧、氢相类似的共价键化合物。 醇胺硫醇膦 2. 由于3P轨道比2P轨道比较扩散,它与碳原子的2P轨道的相互重叠不如2P 轨道之间那样有效,以硫、磷原子难以和碳原子形成稳定的P—Pπ键。 如硫醛和硫酮,除了少数芳香硫酮(二苯硫酮)之外,一般不稳定,易于二聚,三聚或多聚成为只含σ键的化合物 3. 硫,磷除了利用3S,3P电子成键外,还可以利用能量上相接近的空3d轨道参 与成键。 3d轨道参与成键有两种方式,一种是s电子跃迁到3d轨道上,形成由s. p. d电子组合而成的杂化轨道 磷原子 sp3d杂化形成五个共价单键 PCl 5 硫原子 sp3d2杂化形成六个共价单键 SF 6 另一种方式是利用它的空3d轨道,接受外界提供的未成键电子对形成 d—Pπ键,如:亚砜,砜,磷酸酯都是含有这种d-Pπ键。 4 硫,磷原子常取sp3杂化态,与胺类似具有四方体构型 叔胺叔膦硫醚 季铵盐季膦盐锍盐 氧化叔胺氧化叔膦亚砜 第二节含硫有机化合物的主要类型和命名 一结构类型

硫原子可以形成与氧相似的低价含硫化合物 硫醇硫酚硫醚 二硫化物亚砜砜 次磺酸亚磺酸磺酸[][] 硫醛硫酮硫代羧酸 硫脲异硫氰酸酯黄原酸酯 二命名 含硫化合物的命名,只需在相应的含氧衍生物类名前加上“硫”字即可。 如: 异丙硫醇 2.2-二氯二乙硫醚 -SH作取代基命名时,与其他官能团的命名原则相同。 巯基乙酸 亚砜、砜、磺酸及其衍生物的命名,也只需在类名前加上相应的烃基就可以了。 二甲亚砜对甲苯磺酸环丁砜 对甲苯磺酰氯对氨基苯磺酰胺 第三节有机硫化合物的性质及在有机合成上的应用 1 硫醇和硫酚 ① 制备 硫脲法

第十四章含氮有机化合物

第十四章含氮有机化合物学习要求 1 ?掌握芳香族硝基化合物的制法,性质。理解硝基对苯环邻对位取代基(质的影响。 2 ?掌握胺的分类、命名和制法。 3 ?熟练掌握胺的性质及胺的碱性强弱次序,理解影响胺的碱性强弱的因素。 4 ?掌握区别伯、仲、叔胺的方法及氨基保护在有机合成中的应用。 5 ?掌握重氮盐的反应和偶联反应在有机合成中的应用。 6 ?了解季铵盐、季铵碱的性质和应用,初步了解偶氮染料。 7?学习、掌握重要的分子重排反应。 分子中含有C-N键的有机化合物称为含氮有机化合物。简单讨 论硝基化合物,重点讨论胺、重氮盐和分子重排反应。 § 14-1硝基化合物 硝基化合物一般写为R-NO2 , Ar-NO 2,不能写成R-ONO (R-ONO表示硝酸酯) 一、分类、命名、结构 1 ?分类(略) 2 ?命名(与卤代烃相次似) 3 ?硝基的结构 一般表示为N:;Q(由一个N=O和一个N T O配位键组成) 物理测试表明,两个N —O键键长相等,这说明硝基为sp1 2杂化 成键的,其结构表示如下: 、硝基化合物的制备X、OH )性 含氮有机化合物种类很多,本章P- n共轭体系(N原子是以

例如: 10% NaOH (3) 与羰基化合物缩合 有a -H 的硝基化合物在碱性条件下能与某些羰基化合物起缩合反应。 O - OH H R -CH 2 N O 2 + R'f ----- R'-C —C_NO 2 H 2O H 1 (R'' ) H R' 一 (R'') 其缩合过程是:硝基烷在碱的作用下脱去a -H 形成碳负离子, 物发生缩合反应。 (4) 与亚硝酸的反应 NaOH R 2-C~NO 2 不溶于NaOH 蓝色不变 NO 蓝色结晶 第三硝基烷与亚硝酸不起反应。此性质可用于区别三类硝基化合物。 3 ?芳香族硝基化合物的化学性质 (1 )还原反应 硝基苯在酸性条件下用 Zn 或Fe 为还原剂还原,其最终产物是伯胺。 HCl 若选用适当的还原剂,可使硝基苯还原成各种不同的中间还原产物,这些中间产物又 在一定的条件下互相转化。见 P 432 (2)硝基对苯环上其它基团的影响 硝基同苯环相连后,对苯环呈现出强的吸电子诱导效应和吸电子共轭效应,使苯环上 的电子云密度大为降低,亲电取代反应变得困难,但硝基可使邻位基团的反应活性(亲核 取代)增加。 1 °使卤苯易水解、氨解、烷基化 R_CH 2-N O 假酸式(主) — OH R —CH ——N _ O _ 酸式(较少) NaOH ---- ” R-CH =N[°_ | Na* O 1 R'— C^^C- NO 2 H R' (R'') 碳负离子再与羰基化合 R-CH 2-NO 2 + HONO NaOH R-CH-NO 2 1 NO 蓝色结晶 R —C —NO 2 1 NO 溶于NaOH 呈红色溶液 Na 十 R 2-CH —N02 + HONO Fe or Zn 400 c 32MPa 130 C

第十章含氮与含磷化合物习题答案

第十章含氮与含磷化合物 一、学习要求 1.掌握胺、酰胺及有机含磷化合物结构和命名。 2.掌握胺、酰胺化学性质。 3.熟悉酰胺化合物及有机磷化合物性能与生物活性。 4.了解生源胺及生物学意义。 5.了解有机磷农药的中毒机制和解毒机制。 二、本章要点 (一)胺可以看成氨分子中的氢被烷基或芳基取代的衍生物。 1.结构、分类和命名 (1)分类: 另外NH4+中的四个氢原子被烃基取代后的化合物有季铵盐和季铵碱两种。 (2)命名: 简单胺以胺作母体,烃基作取代基,称某胺;当氮上同时连有芳基和脂肪烃基时,以芳胺作母体,在脂肪烃基前加“N”字表示脂肪烃基连在氮原子上;比较复杂的胺采用氨基作取代基;季铵类化合物和胺的离子型化合物可作为NH4+的衍生物来命名,“负离子”化“正离子”,烷基依基团顺序写在“铵”字的前面。命名时“氨”用于表示取代基,“胺”表示氨的烃基衍生物,“铵”用于季铵类化合物和胺的离子型化合物,在使用时需特别注意。 (3)结构: 胺分子中的氮原子是不等性sp3杂化,其中三个sp3杂化轨道与烃基或氢相连,构成棱锥型,另外一个sp3杂化轨道上有一对未成键电子在棱锥形顶端,空间排布近似于碳的正四体结构。 23R1、R2、R3可以是烃基或氢 脂肪胺;芳香胺 伯胺;仲胺;叔胺 一元胺;二元胺;多元胺

因此氮原子上所连的三个原子或基团不同时,应存在对映异构现象和两个具有光学活性的对映异构体,但是对映体之间相互转化需要的能量很低,能很快相互转化而自动外消旋化。 苯胺分子中由于氮原子上的未成键电子对能与苯环的π电子形成共轭,因而其 占据的sp3杂化轨道虽还保留一部分s轨道的性质似呈棱锥形,但具有更多的P轨道性质,四面体结构比脂肪胺要扁平一些。 2.物理性质低分子胺具有特殊的不愉快的气味。氮原子有氢的胺能形成分子间氢键,因此相对分子质量相近的胺的沸点顺序是伯胺>仲胺>叔胺。由于胺分子中的氮氢间的氢键不如醇、羧酸间氧氢间氢键强。胺的沸点比相对分子质量相近的醇和羧酸低。低级脂肪胺一般能溶于水,但随着胺分子中烃基的增大溶解性迅速降低。 芳香胺是无色的高沸点的液体或低熔点的固体,具有特殊气味,一般难溶于水,毒性较大,使用时应注意防护。 3.化学性质胺分子的氮是sp3杂化,其中一个sp3杂化轨道上有一对未成键电子。 (1)碱性: 胺中的氮原子有一对未成键电子能结合质子,形成铵离子,因此具有碱性,结合质子能力越强碱性越强。其平衡关系如下: R+ H R N H 在水溶液中,胺的碱性强弱是由电子效应、溶剂化效应、空间效应综合作用的结果。其碱性强弱大致为:季铵碱>脂肪氨>氨>芳香胺 (2)亲核性:伯胺和仲胺中氮原子作为亲核中心可以与酰卤、酸酐等发生亲核取代反应而生成N-取代或N,N-二取代酰胺。叔胺氮原子上没有氢原子,因此不能发生酰化反应。人们常利用酰化反应修饰具氨基化合物为酰胺。 人们常利用苯磺酰氯来分离和鉴别伯、仲、叔胺,称Hinsberg反应。伯胺生成的苯磺酰胺氮原子上的氢显弱酸性,能溶于过量的碱变成盐而溶于水。仲胺生成不溶于水的苯磺酰胺,叔胺不能发生磺酰化反应。 (3)胺与HNO2的反应:胺能与亚硝酸反应,产物与胺的种类和反应条件有关。伯、仲、叔胺各有不同的反应的结果和现象;脂肪胺和芳香胺的反应也有所不同。因此可利用胺与HNO2的反应鉴别胺类化合物。

大学有机化学总结之含氮化合物

第十四章 含氮有机化合物 学习要求 1.掌握芳香族硝基化合物的制法,性质。理解硝基对苯环邻对位取代基(X 、OH ) 性质的影响。 2.掌握胺的分类、命名和制法。 3.熟练掌握胺的性质及胺的碱性强弱次序,理解影响胺的碱性强弱的因素。 4.掌握区别伯、仲、叔胺的方法及氨基保护在有机合成中的应用。 5.掌握重氮盐的反应和偶联反应在有机合成中的应用。 6.了解季铵盐、季铵碱的性质和应用,初步了解偶氮染料。 7.学习、掌握重要的分子重排反应。 分子中含有C-N 键的有机化合物称为含氮有机化合物。含氮有机化合物种类很多, 本章简单讨论硝基化合物,重点讨论胺、重氮盐和分子重排反应。 §14.1 硝基化合物 硝基化合物一般写为R-NO 2 ,Ar-NO 2 ,不能写成R-ONO (R-ONO 表示硝酸酯)。 14.1.1 分类、命名、结构 1.分类 (略) 2.命名 (与卤代烃相次似) 3.硝基的结构 一般表示为N=O 和一个N →O 配位键组成)物理测试表明,两个 N —O 键键长相等,这说明硝基为一P-π共轭体系(N 原子是以sp 2杂化成键的,其结构表 示如下: N O R

14.1.2 硝基化合物的制备 见P 430。 1.卤代烃与亚硝酸盐反应。 2.芳烃的硝化。 14.1.3 硝基化合物的性质 1.物理性质 (略) 2.脂肪族硝基化合物的化学性质 (1)还原 硝基化合物可在酸性还原系统中(Fe 、Zn 、Sn 和盐酸)或催化氢化为 胺。 (2)酸性 硝基为强吸电子基,能活泼α- H ,所以有α- H 的硝基化合物能产生假酸式-酸式互 变异构,从而具有一定的酸性。例如硝基甲烷、硝基乙烷、硝基丙烷的pKa 值分别为: 10.2、8.5、7.8 。 (3)与羰基化合物缩合 有α- H 的硝基化合物在碱性条件下能与某些羰基化合物起缩合反应。 R CH 2N O O R CH N OH O NaOH R CH N O O Na 假酸式 酸式(主)(较少) R CH 2NO 2R'C O H (R'' ) +OH R'C OH H (R'' ) C NO 2 R'H R'C H (R'' ) C NO 2 R'

第十章 含氮和含磷有机化合物

第十章 含氮和含磷有机化合物 Ⅰ 学习要求 1. 熟悉伯、仲、叔胺与伯、仲、叔醇和伯、仲、叔卤代烃的区别。 2. 掌握胺、酰胺、硝基化合物、重氮盐和偶氮化合物的命名。 3. 熟悉氨、脂肪胺及芳香胺的结构。掌握氨、胺和铵的区别以及磷和膦的区别。 4. 熟练掌握胺、酰胺、硝基化合物和重氮盐的化学性质及胺的分离提纯方法。 5. 掌握氨基的保护及在合成中的应用。 Ⅱ 内容提要 一. 胺的定义、分类和命名(略) 应当注意伯、仲、叔醇指的是羟基分别与伯、仲、叔碳原子相连的醇,而伯、仲、叔胺指的是氮原子与一个、两个、三个烃基相连的胺,与氮原子所连碳的种类无关。如(CH 3)3COH 是叔醇,而(CH 3)3CNH 2是伯胺。 二. 胺的性质 1. 碱性: 在水溶液中,胺的碱性强弱顺序为: 脂肪胺 > 氨 > 芳香胺。 脂肪胺在气相或非水溶液中的碱性与电子效应结果相一致:叔胺>仲胺>伯胺。脂肪胺在水溶液中的碱性受多种因素影响,一般情况下,仲胺表现出较强的碱性。就甲胺、二甲胺、三甲胺来说,其碱性强弱顺序为:二甲胺>甲胺>三甲胺。 芳香胺的碱性强弱顺序与电子效应、溶剂效应、位阻效应相一致。即苯胺>二苯胺>三苯胺。 2. 烷基化反应: 3. 酰基化反应: 酰胺是结晶固体,可通过测熔点确定原来的胺,叔胺无此反应,可用于定性鉴定伯胺和仲 胺,也可用于叔胺与伯胺和仲胺的分离。酰胺在酸碱催化下水解得到原来的胺,可用酰基化反应保护氨基。如: RNH 1) RX -R 2NH 1) RX -R 3N RX [R 4N]+X Ag 2O 2 [R 4N]+OH -R NH 2+R'C Cl O R NH C O R' R 2NH +R'C Cl O R 2N C O R'CH 3 NH 2CH 3COCl CH 3 NHCOCH 3[O] COOH NHCOCH 3H 2O - COOH NH 2

第十二章 含硫和含磷有机化合物课后习题答案

第十一章 含氮化合物 11.2 命名下列化合物或写出结构式 a. CH 3CH 2NO 2 b. NO H 3C c. NHC 2H 5 d. H 3C N 2+Br - e. Br NHCOCH 3 f. CH 3CH 2CH 2CN g. NHNH 2 O 2N h. H 2NCH 2(CH 2)4CH 2NH 2 i. NH O O j. (CH 3CH 2)2N--NO k. C 6H 5CH 2 N CH 3CH 3 C 12H 25+ Br - l.胆碱 m. 多巴胺 n. 乙酰胆碱 o. 肾上腺素 p. 异丁胺 q.胍 r. CH 3CH 2N(CH 3)2 答案: a. 硝基乙烷 b. p —亚硝基甲苯 c. N -乙基苯胺 d. 对甲苯重氮氢溴酸盐或溴化重氮对甲苯 e. 邻溴乙酰苯胺 f. 丁腈 g. 对硝基苯肼 h. 1,6-己二胺 i. 丁二酰亚胺 j. N-亚硝基二乙胺 k. 溴化十二烷基苄基二甲铵 [(CH 3)3N +CH 2CH 2OH]OH - m.HO CH 2CH 2NH 2 n. l.[(CH 3)3N + CH 2CH 2OCOCH 3]OH - o.HO HO CH(OH)CH 2NHCH 3 p. (CH 3)2CHCH 2NH 2 r. N,N--二甲基乙胺 q. H 22 NH 11.3 下列哪个化合物存在对映异构体? a.CH 3NHCH 2CH 2Cl b.(CH 3)2N +(CH 2CH 2Cl)2Cl - c. N CH 3 d. CH 2CHCH 3 2 答案: a, d 存在。但a 的对映异构体在通常条件下很容易相互转化。 11.4 下列体系中可能存在的氢键: a. 二甲胺的水溶液 b. 纯的二甲胺 答案: H H O H H N H 3C H 3C H N H 3C H 3C H N H H 3H 3H 3H 3 Ⅰ Ⅱ Ⅲ a 中有 Ⅲ Ⅱ Ⅰ Ⅰ 三种氢键 b. 中只有一种氢键 H H 11.5 如何解释下列事实? a. 苄胺(C 6H 5CH 2NH 2)的碱性与烷基胺基本相同,而与芳胺不同。 b. 下列化合物的pK a 为 O 2N NH 2 NH 2 H 3C NH 2 pK b =13.0 pK b =9.37 pK b =8.70 答案:

含氮有机化合物习题答案(第四版)

第十四章含氮有机化合物(P125-129) 1.给出下列化合物的名称或写出结构式: (1)(2)(3)(4)(5)(6) (7)对硝基氯化苄 (9)(8) (10)苦味酸(11)1,4,6-三硝基萘 2.按其碱性的强弱排列下列各组化合物,并说明理由: (1) NH2NH 2 NH2 O2N H3C (2) 乙酰胺、甲胺和氨 3.比较正丙醇、正丙胺、甲乙胺、三甲胺和正丁烷的沸点高低并说明理由: 4.如何完成下列转变: (1) (2)由到 (3) 由到 (4) 由到

5.完成下列反应,并指出最后产物的构型是(R)或 (S): (1) SOCl 23 2- 6.完成下列反应: (1) N H CH 3 322? 加热 ? ? (1) CH 3I (2)Ag 2O,H 2O (3) 加热 CH 3CH 3 O 2N Fe+HCl ?(CH 3CO)2O ? ? H +,H 2O ? NaNO 2,HCl ?? O 2N CH 3 (2) (3) OCH 3 OCH 3 H 2N (4) (5) 2 (6) CH 3 CH 2CH 2NH 2 (7) NH-COCH 3 Br HNO AcOH ? (8) NO 2F O 2N + N H CH 3O 2 ?

(9) N H + CH 3 H + ? CH 2=CHCOOEt ? H + ? (10) N + 3 CH3 H 3C - ? 加热 7 .指出下列重排反应的产物: (1) (2) (3 (4) (5) (6) ? ? ?

(7) ? ? (8) 8.解释下述实验现象: (1) 对溴甲苯与NaOH在高温下反应,生成几乎等量的对和间甲苯酚。 (2) 2,4-二硝基氯苯可以由氯苯硝化得到,但如果反应产物用NaHCO3水溶液洗 涤除酸则得不到产品。 9.请判断下述霍夫曼重排反应能否实现,为什么? 9. 完成下列反应,并为该反应提供一个合理的反应机理。 (3) 解:

有机化学第十五章 含硫和含磷有机化合物

第十五章 含硫和含磷有机化合物 1. 写出下列化合物的结构式: (1)硫酸二乙酯 (2)甲磺酰氯 (3)对硝基苯磺酸甲酯 (4)磷酸三苯酯 (5)对氨基苯磺酰胺 (6)2,2’-二氯代乙硫醚 (7)二苯砜 (8)环丁砜 (9)苯基亚膦酸乙酯 (10)苯基亚膦酰氯 答案: (1) S O O OCH 2CH 3 CH 3CH 2O (2) S O O Cl CH 3(3) S O 2N O O OCH 3 (4) O P O 3 (5) S H 2N O O NH 2 ClCH 2CH 2SCH 2CH 2Cl (6) (7) S O O (8) S O O (9) (10) P OH OCH 2CH 3 P O H Cl 2.命名下列化物:

答案: (1)巯基乙醇(2)巯基乙酸(3)对羧基苯磺酸(4)对甲苯环已基二甲基锍(5)乙硫革甲醇(6)碘化环已基二甲基锍(7)氯化四羟甲基磷(8)N-甲基对甲苯磺酰胺(9)苯基膦酸二乙酯(10)甲基乙基氯膦 3.用化学方法区别下列化合物: 答案: (1)可以用AgNO -氨水处理,能产生沉淀的为C2H5SH(乙硫醇),不发 3 生反应的是CH3SCH3(二甲硫醚). (2)可以用NaHCO3水溶液处理,能产生CO2气泡的为CH3CH2SO3H(乙基硫醇),不产生气泡的为CH3SO3CH3(甲基磺酸甲酯)。 (3)可以用AgNO -氨水处理,能产生沉淀的为HSCH2CH2SCH3(甲 3 硫基乙硫醇),不产生气泡的为HOCH2CH2SCH3(甲基硫基乙醇)。

(4)可以用水处理,在室温下发生剧烈反应,产生热效应的为 COCl H 3C (对甲苯甲酰氯),而几乎不发生明显反应,出 现水与油分层现象的为SO 2Cl H 3 C (对甲苯磺酰氯). 4. 试写出下列反应的主要产物: 答案: POCl 3+OH CH 33O CH 3 P 3 O +3HCl (1) (2) +(n -C 4H 9O)2P O C 4H 9-n n-C 4H 9B r (n -C 4H 9O)3P (3) C 5H 6CHO +HS(CH 2)3SH C 5H 6CH S S CH 2CN 2 CH 2 (4) H 2S +O HSCH 2CH 2OH (5) (CH 3)3SBr n -C H Li (CH 3)2S CH 2+ LiBr 322CH 3CH 2CH 2CH 2 O +CH 3SCH 3 5. 完成下列转化:

有机含氮化合物

第十二章有机含氮化合物 【教学重点】 胺类化合物的化学性质、重氮和偶氮化合物。 【教学难点】 季铵碱的热分解。 【教学基本内容】 硝基化合物的结构;硝基化合物的化学性质(a-氢的活泼性、还原反应、硝基对苯环的影响)。 胺的结构;胺的制备方法(氨或胺的烃基化、腈和酰胺的还原、醛和酮的氨化还原、酰胺的降解、硝基化合物的还原、Gabriel 合成法);胺的化学性质——碱性及影响碱性强度的因素、烃基化、酰基化、磺酰化、与亚硝酸反应、芳环上的取代反应。 季铵盐和季铵碱、季铵碱的热分解。重氮盐的制备方法及重氮盐的结构;重氮盐的化学性质(放氮反应、保留氮的反应)及在合成上的应用。 I目的要求 前面我们已经讨论了烃、卤代烃和烃的含氧衍生物,本章对含氮有机化合物加以讨论。从广义上讲,分子中含有氮元素的有机化合物统称为含氮有机化合物。常见的含氮有机化合物有如下几种类型:硝酸酯(—0N02)、亚硝酸酯(—0N0)、酰胺、肼、腙、肟(以上几类以在前面有关章节中加以介绍);硝基(一N02)、亚硝基 (一NO)、胺(一NH2、一NHR、一十 NR2)、腈(—C三N)异腈(—N-C)、异氰酸酯(—N = C = 0)、重氮化合物(—N三N —Y)偶氮化合物(—N = N —)。这些都是着重讨论的化合物。生命的基础物质一氨基酸和蛋白质,甚至 连含氮的杂环化合物也认为是属于含氮化合物的范围,由于它们在天然化合物中占有重要地位,另有专章讨论。 通常所说的含氮化合物是指含有碳氮键的化合物。它们可以看作是烃分子中氮原子被含氮官能团取代的产物。含氮有机物比含氧化合物的种类还要多。本章重点介绍硝基化合物、胺、重氮和偶氮化合物。 本章学习的具体要求: 1、了解硝基化合物的主要性质; 2、掌握胺的分类、结构及其性质; 3、在掌握重氮化,偶合等重要反应的基础上,熟悉它们在有机合成上的重要应用。 4、掌握季铵盐在相转移催化反应中的应用,以及季铵碱受热反应的规律。 5、了解腈、异氰酸酯。 在含氮化合物的学习中,特别要注意含氮官能团的特征及其变化,因为氮原子在化合物中的价态是有变化的。这是含氧化合物所没有的现象。 II教学内容

含氮有机物

第十四章含氮有机化合物 一基本内容 1.定义和分类 分子中含有氮元素的有机化合物统称为含氮化合物,可看作烃类分子中的一或几个氢原子被各种含氮原子的官能团取代的生成物。含氮化合物的类型很多,主要有如下类型的化合物: (1)硝基化合物:烃分子中的氢原子被-NO2取代而成的化合物,其通式为R-NO2或Ar-NO2,如硝基甲烷、硝基苯等,其中芳香族硝基化合物较为重要。 (2)胺:氨分子中的部分或全部氢原子被烃基取代而成的化合物称为胺,根据分子中氮原子上所连烃基的数目,可分为伯、仲和叔胺;根据分子中氨基的数目,可分为一元胺、二元胺和多元胺。根据烃基的种类,可分为脂肪胺和芳香胺等。伯、仲和叔胺的通式可表示如下:RNH2R1R2NH R1R2R3N 伯胺仲胺叔胺 (3)烯胺:氨基直接与双键碳原子相连(也称α,β-不饱和胺)。烯胺分子中氮原子上有氢分子时,容易转变为亚胺;若烯胺分子中氮原子上的两个氢都被烃基取代,则是稳定的化合物,在合成上很有用途。 (4)重氮化合物和重氮盐:重氮化合物是分子中含有重氮基(=N≡N)的化合物。脂肪族重氮化合物的通式为R2C=N2,如重氮甲烷CH2=N≡N;芳香族重氮化合物符合Ar-N=N-X,如苯基重氮酸C6H5-N=N-OH。重氮盐是重氮化合物的一类,以芳香族重氮盐较为重要,可用通式Ar-N+≡NX-表示,如氯化重氮苯C6H5-N2+Cl-等。 (5)偶氮化合物:分子中含有偶氮基-N=N-,并与两个烃基相连的化合物,通式为R-N=N-R1,如偶氮苯C6H5-N=N-C6H5。 (6)叠氮化合物:叠氮化合物的通式为RN3,纯粹的叠氮化合物,特别是烷基叠氮化合物容易爆炸,但却是有用的合成中间体。 (7)肟、腙、缩氨脲和脎:醛或酮与羟胺作用生成的具有>C=N-OH结构的化合物称为肟,如乙醛肟CH3CH=N-OH;醛或酮与肼(或取代肼)作用生成的具有>C=N-NH2结构的化合物称为腙,如丙酮苯腙(CH3)2C=N-NHC6H5;缩氨脲为醛或酮与氨基脲作用生成的具有>C=N-NHCONH2结构的化合物,如甲醛缩氨脲HCH=N-NHCONH2等。脎是α-羟基醛、α-羟基酮或α-二酮与苯肼作用而生成的衍生物,如丁二酮脎。 (8)季铵盐和季铵碱:铵盐分子中四个氢分子都被烃基取代,则生成季铵盐,通式为R4N+Cl-(R是四个相同或不相同的烃基,X为卤原子或其他酸根,如氯化四甲基铵(CH3)4N+Cl-等;季铵碱是具有通式R4N+OH-的化合物(R是四个相同或不相同的烃基),如氢氧化四甲基铵(CH3)4N+OH-等。

含硫含磷有机化合物

第十五章含硫、含磷有机化合物 教学目的: 了解一些常见的含磷有机化合物,熟悉硫醇、硫酚、硫醚,膦酸和膦酸酯类,磷酸酯和硫代磷酸酯类命名规则,掌握硫醇、硫酚、硫醚的物理和化学性质。教学重点: 含硫和含磷有机化合物主要作为有机合成试剂使用。 教学难点: 如何理解含硫、含磷有机化合物的特性问题。 第一节含硫有机化合物 一、结构类型与命名 S原子可形成与氧相似的低价含硫化合物。如:R-SH硫醇R-S-R硫醚C6H5-SH硫酚 —SH官能团,叫做硫氢基或巯(音求)基。硫醇、硫酚、硫醚等含硫化合物的命名较简单,可在相应的含氧衍生物类名前加上“硫”字即可。例如:甲硫醇CH3SH 2-丙硫醇(CH3)2CHSH 二甲硫醚CH3SCH3 2,2‘-二氯二乙硫醚ClCH2CH2SCH2CH2Cl 苯甲硫醚C6H5SCH3 如果-SH作为取代基命名时,则与其他官能团的命名原则相同。例如: 巯基乙酸HS-CH2-COOH 2-氨基-3-巯基丙酸HS-CH2-CH(NH2)-COOH 亚砜、砜、磺酸及其衍生物的命名,也只需在类名前加上相应的烃基名称就

可以。例如: CH 3-S-CH 3O S O O S O O OH CH 3 S O O Cl CH 3 S O O H 2N NH 2二甲亚砜 二苯砜 甲磺酸 对甲苯磺酸 对甲苯磺酰氯 对氨基苯磺酰胺 S O O CH 3OH 二、硫醇、硫酚 1. 物理性质和制法 沸点低于相应的含氧化合物,因其极性:S

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