含氮和含磷有机化合物.ppt

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1、含氮和含磷有机化合物现在学习的是第1页，共57页第九章第九章 含氮和含磷有机化合物含氮和含磷有机化合物 分子中含有CN键的化合物称为含氮有机化合物。本章重点讨论含氮有机化合物的胺类化合物及重胺类化合物及重氮和偶氮化合物。氮和偶氮化合物。现在学习的是第2页，共57页 第一节第一节 胺胺胺类化合物可以看作是氨的烃基衍生物。一、胺的分类和命名一、胺的分类和命名1胺的分类 (1)根据氮原子上所连烃基的数目分为：伯胺（一级胺）RNH2 仲胺（二级胺）R2NH 叔胺（三级胺）R3N 季铵盐（四级铵盐）R4N+X-季铵碱（四级铵碱）R4N+OH-现在学习的是第3页，共57页 伯、仲、叔胺与伯、仲、叔卤代烃及

2、伯、仲、叔醇分类方法的区别：叔卤代烃 叔醇 伯胺注意：注意：现在学习的是第4页，共57页 (2)根据氮原子上所连烃基的结构不同分为：脂肪胺 芳香胺 (3)根据分子中氨基的数目又可分为：H2NCH2 CH2NH2一元胺 二元胺 多元胺脂环胺现在学习的是第5页，共57页 2胺的命名胺的命名 简单胺：简单胺：在“胺”字前加烃基的名称和数目H2NCH2CH2 CH2 CH2 NH2 1,4-丁二胺（腐胺）CH3CH2NHCH2CH2CH3乙丙胺（CH3）2 NCH2 CH3二甲乙胺现在学习的是第6页，共57页 芳香胺芳香胺：一般把芳香胺定为母体，其它烃基为取代 基。烃基连在氮上时，用N表示烃基的位置。

3、NH2CH2CH3邻乙基苯胺 N-甲基苯胺 N-甲基-N-乙基对氯苯胺对甲基苯胺 现在学习的是第7页，共57页NCH3CH2CH3N甲基N乙基环戊胺脂环胺的命名和芳香胺类似：脂环胺的命名和芳香胺类似：环戊胺现在学习的是第8页，共57页 复杂胺：复杂胺：以烃为母体，以氨基为取代基3甲基2二乙氨基戊烷2甲基4氨基戊烷现在学习的是第9页，共57页 季铵盐、季铵碱的命名：和卤化铵、氢氧化铵相似。季铵盐、季铵碱的命名：和卤化铵、氢氧化铵相似。碘化四乙铵氢氧化甲基三乙铵(CH3CH2)4N I+氯化四甲铵氢氧化四甲铵氯化铵氢氧化铵现在学习的是第10页，共57页练习题N甲基苯胺碘化二甲基二乙基铵3甲基2氨基

4、戊烷命名下列化合物：命名下列化合物：现在学习的是第11页，共57页脂肪胺芳香胺 氮原子为不等性sp3杂化，胺分子的构型是三角锥形。N原子为 sp3杂化轨道，含未成键电子对的sp3杂化轨道与苯环的 轨道重叠，形成共轭系。二胺的物理性质（自学）二胺的物理性质（自学）三胺的化学性质三胺的化学性质 胺的分子结构现在学习的是第12页，共57页 1碱性 氨基氮上的未共用电子对能接受质子，因此胺显碱性，可以和大多数酸反应生成盐。RNH2+HCl RN+H3Cl-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，所以脂肪胺的碱性强于氨。在溶液中胺的碱性受多种因素影响：在溶液中胺的

5、碱性受多种因素影响：从从N上电子云密度讲，碱性强弱次序：上电子云密度讲，碱性强弱次序：现在学习的是第13页，共57页 从胺的溶剂化作用讲：从胺的溶剂化作用讲：氮上的氢愈多，溶剂化程度愈大，铵正离子就愈稳定，胺的碱性也愈强；从空间效应讲：从空间效应讲：氮上所连烃基愈多，空间位阻愈大，使质子不易与氮原子接近，胺的碱性就愈弱。现在学习的是第14页，共57页芳香胺芳香胺：由于氮上的未共用电子对与芳环的大键形成共轭体系，使氮上的电子密度降低，接受质子的能力减弱，所以它的碱性比氨弱。综合以上各种效应的结果，脂肪胺类的碱性：综合以上各种效应的结果，脂肪胺类的碱性：现在学习的是第15页，共57页脂肪族仲胺 脂

6、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 胺的碱性强弱顺序：胺的碱性强弱顺序：胺是弱碱，与强酸生成铵盐，溶于水中，遇强碱会释放出原来的胺。用于胺的分离、提纯用于胺的分离、提纯 现在学习的是第16页，共57页2.烷基化反应氨与卤代烃反应得混合物。氨与卤代烃反应得混合物。卤代烷与氨作用，烷基取代氮上的氢生成胺，从而在氮卤代烷与氨作用，烷基取代氮上的氢生成胺，从而在氮原子上引入烷基，称为原子上引入烷基，称为胺的烷基化反应胺的烷基化反应。季铵盐与氢氧化银作用生成季铵碱，同时生成卤化银沉淀：现在学习的是第17页，共57页 3酰基化反应 伯胺和仲胺作为亲核试剂，可以与酰卤、酸酐和酯反应

7、，生成酰伯胺和仲胺作为亲核试剂，可以与酰卤、酸酐和酯反应，生成酰胺胺。（可看作是氨基上氢被酰基取代）。（可看作是氨基上氢被酰基取代）叔胺的氮原子上无氢原子，不能发生酰基化反应。叔胺的氮原子上无氢原子，不能发生酰基化反应。（X=卤素、-OOCR、-OR）现在学习的是第18页，共57页酰基化反应应用酰基化反应应用 （1）鉴定、分离、提纯胺）鉴定、分离、提纯胺 除甲酰胺外，其它酰胺在常温下大多是具有一定熔点的固体，它们在酸或碱的水溶液中加热易水解生成原来的胺。（2）有机合成中保护氨基）有机合成中保护氨基现在学习的是第19页，共57页4磺酰化反应（兴斯堡（磺酰化反应（兴斯堡（Hinsberg）反应）反

8、应）在氢氧化钠存在下，伯、仲胺能与苯磺酰氯或对甲苯磺酰氯反应生成磺酰胺。叔胺氮原子上无氢原子，不能发生磺酰化反应。（叔胺不溶于 NaOH溶液，出现分层现象。）（溶于NaOH溶液）酸性现在学习的是第20页，共57页 将三种胺的混合物与对甲苯磺酰氯的碱性溶液反应后再进行蒸馏，因叔胺不反应，先被蒸出；将剩余液体过滤，固体为仲胺的磺酰胺，加酸水解后可得到仲胺；滤液酸化后，水解得到伯胺。磺酰化反应应用磺酰化反应应用（1）可以鉴别伯、仲、叔胺）可以鉴别伯、仲、叔胺 例如：例如：（2）分离伯、仲、叔胺）分离伯、仲、叔胺 现在学习的是第21页，共57页5.与亚硝酸反应与亚硝酸反应芳香重氮盐低温稳定，室温分解成

9、酚和氮气低温稳定，室温分解成酚和氮气放出的氮气是定量的，可用于氨基的定量分析。05C 伯胺与亚硝酸反应：伯胺与亚硝酸反应：现在学习的是第22页，共57页仲胺与亚硝酸反应仲胺与亚硝酸反应:N-亚硝基胺与稀酸共热则分解为原来的胺。可鉴别和分离仲胺。N-亚硝基胺有强烈的致癌作用。现在学习的是第23页，共57页 脂肪族叔胺与亚硝酸反应，生成可溶于水的不稳定的亚硝酸盐。芳香族叔胺与亚硝酸反应，在苯环上发生亲电取代而导入亚硝基。亚硝化的芳香族叔胺通常带有颜色亚硝化的芳香族叔胺通常带有颜色 叔胺与亚硝酸反应叔胺与亚硝酸反应:现在学习的是第24页，共57页鉴别伯、仲、叔胺鉴别伯、仲、叔胺与亚硝酸的反应的应用：

10、与亚硝酸的反应的应用：现在学习的是第25页，共57页 6芳香胺的取代反应芳香胺的取代反应 先进行酰基化以降低氨基的致活作用，再进行卤代反应可得到一卤代产物。卤代：卤代：（白色）一元卤代：一元卤代：现在学习的是第26页，共57页现在学习的是第27页，共57页磺化：苯胺用浓硫酸磺化时，首先生成盐，在加热下失水生成对氨基苯磺酸。现在学习的是第28页，共57页 7霍夫曼消除反应霍夫曼消除反应 季铵碱受热很容易分解，如果烃基没有如果烃基没有-氢原子，加热分解成叔氢原子，加热分解成叔胺和醇。胺和醇。如果烃基含有如果烃基含有-氢原子，加热分解成烯烃、叔胺和水。氢原子，加热分解成烯烃、叔胺和水。现在学习的是第

11、29页，共57页 如果有多个烃基含有-氢原子，不同烃基消除-氢原子生成烯烃的难易顺序为：CH3CH2-RCH2CH2-R2CHCH2-结果主要得到双键碳原子上连有较少烷基的烯烃主要得到双键碳原子上连有较少烷基的烯烃，这个规律称为霍夫曼消除规则。霍夫曼消除规则。-位有不饱和基团或芳环时不服从霍夫曼规则，而是优先形位有不饱和基团或芳环时不服从霍夫曼规则，而是优先形成具有共轭体系的烯烃成具有共轭体系的烯烃 现在学习的是第30页，共57页四重氮化合物和偶氮化合物只一端与碳原子相连重氮化合物重氮化合物偶氮化合物偶氮化合物两端与碳原子相连对溴氯化重氮苯对溴氯化重氮苯偶氮苯偶氮苯现在学习的是第31页，共57

12、页 1重氮化合物的性质（1）取代反应（重氮基被取代）现在学习的是第32页，共57页重氮化反应应用重氮化反应应用:可以制备一些不能用直接方法制备的化合物，例如：现在学习的是第33页，共57页（2）偶联反应 重氮盐与芳香叔胺类或酚类化合物重氮盐与芳香叔胺类或酚类化合物在弱碱性、中性或弱酸性溶液中发生反应，生成偶氮化合物，称为偶联（偶合）反应。生成偶氮化合物，称为偶联（偶合）反应。该反应为亲电取代反应，通常在氨基或羟基的对位取代，该反应为亲电取代反应，通常在氨基或羟基的对位取代，若对位被其它基团占据，则在邻位取代。若对位被其它基团占据，则在邻位取代。现在学习的是第34页，共57页 2偶氮化合物 偶氮

13、化合物具有各种鲜艳的颜色，多数偶氮化合物可用作染料，称为偶氮染料。有的偶氮化合物在不同的pH介质中因结构的变化而呈现不同的颜色，可用作酸、碱指示剂。（1）甲基橙 甲基橙由对氨基苯磺酸的重氮盐与N,N-二甲基苯胺进行偶联反应而制得。它是一种酸、碱指示剂，在中性或碱性介质中呈黄色，在酸性介质中呈红色，变色范围为pH 3.14.4。pH4.4 黄色 pH3.1 红色现在学习的是第35页，共57页 （2）刚果红pH5.0 红色pH3.0 蓝色刚果红是一种酸、碱指示剂，变色范围为pH 3.05.0。现在学习的是第36页，共57页 五个别化合物五个别化合物（自学）1苯胺 苯胺是合成染料、药物、农药等的重要

14、原料，可从硝基苯还原得到。2乙二胺 3已二胺4胆胺和胆碱 HOCH2CH2NH2 【HOCH2CH2N+（CH3）3】OH-胆胺（2-氨基乙醇）胆碱（氢氧化三甲基羟乙基铵）现在学习的是第37页，共57页 胆胺是脑磷脂的组成成分；胆碱是卵磷脂的组成成分。胆碱与乙酸形成的酯叫做乙酰胆碱胆碱与乙酸形成的酯叫做乙酰胆碱 CH3COOCH2CH2N+（CH3）3OH-乙酰胆碱 氯化氯代胆碱的商品名为矮状素氯化氯代胆碱的商品名为矮状素，是一种人工合成的植物生长调节剂。具有抑制植物细胞伸长的作用，使植株变矮、茎杆变粗，节间缩短，叶片变阔等，可用来防止小麦等农作物倒伏，减少棉花蕾铃脱落等。ClCH2CH2N+

15、（CH3）3Cl-氯化氯代胆碱（氯化三甲基氯乙基铵）现在学习的是第38页，共57页 第二节第二节 酰酰 胺胺现在学习的是第39页，共57页 一酰胺的结构和命名一酰胺的结构和命名 在酰胺分子中，氨基氮原子上的未共用电子对与羰基形成p-共轭体系。羰基与氨基间的C-N单键具有部分双键的性质，在常温下不能自由旋转。酰胺的结构酰胺的结构酰胺的命名酰胺的命名 通常根据相应的酰基来命名，称为根据相应的酰基来命名，称为“某酰胺某酰胺”，连，连接在氮原子上的烃基用接在氮原子上的烃基用“N-某基某基”表示表示。现在学习的是第40页，共57页乙酰胺 N-甲基甲酰胺 N,N-二甲基苯甲酰胺 氨基上连有两个酰基时，称为

16、氨基上连有两个酰基时，称为“某酰亚胺某酰亚胺”二乙酰亚胺 邻苯二甲酰亚胺现在学习的是第41页，共57页二酰胺的物理性质（自学）二酰胺的物理性质（自学）1酸碱性酸碱性 酰胺分子中，氨基上的未共用电子对与羰基形成p-共轭体系，使氮原子上的电子云密度降低，减弱了氨基接受质子的能力，是近乎中性的化合物。近乎中性的化合物。在酰亚胺酰亚胺分子中，由于两个酰基的吸电子诱导效应，使氮原子上氢原子的酸性明显增强，能与强碱生酸性明显增强，能与强碱生成盐。成盐。三酰胺的化学性质三酰胺的化学性质现在学习的是第42页，共57页 2水解反应水解反应 酰胺的反应活性低于其它羧酸的衍生物。酰胺的水解反应必须在强酸或强碱催化下

17、才能进行。3与亚硝酸反应与亚硝酸反应现在学习的是第43页，共57页 4霍夫曼降解反应霍夫曼降解反应 酰胺与次卤酸盐作用，生成比原酰胺少一个碳原子的伯胺，该反应称为酰胺的霍夫曼（Hoffmann）降解（重排）反应。反应历程反应历程:氨基首先被溴取代生成N-溴代酰胺，在强碱作用下脱去溴化氢生成不稳定的酰基氮烯中间体，其立即重排成为异氰酸酯，经水解脱去二氧化碳生成伯胺。现在学习的是第44页，共57页 四碳酸的衍生物四碳酸的衍生物 碳酸中的羟基被其它原子或基团取代的化合物，称为碳酸碳酸中的羟基被其它原子或基团取代的化合物，称为碳酸的衍生物的衍生物。光气就相当于碳酸的酰氯，极易水解：光气经醇解则生成氯甲

18、酸酯或碳酸酯。氯甲酸酯 碳酸酯现在学习的是第45页，共57页 1氨基甲酸酯氨基甲酸酯 这类化合物可以看作是碳酸分子中的两个羟基被氨这类化合物可以看作是碳酸分子中的两个羟基被氨（胺）基和烃氧基取代后的化合物。（胺）基和烃氧基取代后的化合物。碳酸 氨基甲酸酯 N-烃基氨基甲酸酯 氨基甲酸酯是一类高效低毒的新型农药，可用作杀虫剂、杀菌剂和除草剂。西维因 灭威灵 灭草灵现在学习的是第46页，共57页 2尿素 光气经氨解即得尿素 180-200 CO2+NH3 高压工业上用二氧化碳和氨气在高温高压下合成尿素。（1）碱性 尿素是碳酸的二酰胺，由于含两个氨基而显碱性,能与硝酸、草酸生能与硝酸、草酸生成不溶性

19、的盐成不溶性的盐,利用这一性质由尿液中分离尿素利用这一性质由尿液中分离尿素。现在学习的是第47页，共57页 （2）水解反应+HO（3）与亚硝酸反应 该反应是定量完成的，通过测定氮气的量，可求得尿素的含量。现在学习的是第48页，共57页 （4）二缩脲反应 二缩脲 二缩脲在碱性溶液中能与稀的硫酸铜溶液产生紫红色，叫二缩脲在碱性溶液中能与稀的硫酸铜溶液产生紫红色，叫做二缩脲反应。做二缩脲反应。凡分子中含有两个或两个以上酰胺键（凡分子中含有两个或两个以上酰胺键（-CONH-）的）的化合物，如多肽、蛋白质等，都能发生二缩脲反应。化合物，如多肽、蛋白质等，都能发生二缩脲反应。3胍 胍可看作尿素分子中的氧原

20、子被亚氨基（-NH-）取代的化合物。现在学习的是第49页，共57页第四节第四节 含磷有机化合物含磷有机化合物现在学习的是第50页，共57页 一、含磷有机化合物的主要类型一、含磷有机化合物的主要类型 1膦类 膦是指分子中含有C-P键的有机化合物。PH3分子分子中氢被烃基取代后的化合物称为膦，根据磷原子上所连中氢被烃基取代后的化合物称为膦，根据磷原子上所连烃基的数目，膦可分为伯膦、仲膦、叔膦和季鏻盐等烃基的数目，膦可分为伯膦、仲膦、叔膦和季鏻盐等 PH3 RPH2 R2PH R3P R4P+X-磷化氢 伯膦 仲膦 叔膦 季鏻盐 2亚膦酸类 亚磷酸 烃基亚膦酸 二烃基亚膦酸现在学习的是第51页，共5

21、7页 3膦酸类 磷酸 烃基膦酸 二烃基膦酸 三烃基氧化膦 4磷酸酯类 磷酸一烃基酯 磷酸二烃基酯 磷酸三烃基酯现在学习的是第52页，共57页 5硫代磷酸及其酯类 硫代磷酸 硫代磷酸酯 二硫代磷酸 二硫代磷酸酯 二、含磷有机农药简介二、含磷有机农药简介1.乙烯利2-氯乙基膦酸 乙烯利可用于催熟水果，在pH4时会缓慢水解，释放出乙烯。现在学习的是第53页，共57页 2敌百虫 0,0-二甲基-（1-羟基-2，2，2-三氯乙基）膦酸酯 敌百虫属膦酸酯类杀虫剂，用于防治家畜体内外的寄生虫，或用作灭蝇剂。3敌敌畏 0,0-二甲基-0-（2，2-二氯乙烯基）磷酸酯 敌敌畏属磷酸酯类杀虫剂，主要用于防治刺吸口

22、器害虫和潜叶害虫现在学习的是第54页，共57页 4对硫磷（1605）0,0-二甲基-S-（甲胺基甲酰甲基）二硫代磷酸酯 0,0-二乙基-0-（对硝基苯基）硫代磷酸酯对硫磷属硫代磷酸酯类杀虫剂 5乐果乐果属于二硫代磷酸酯类杀虫剂 现在学习的是第55页，共57页本章要点本章要点1.胺、酰胺、重氮化合物的命名（尿素、二缩脲、胆碱、胆胺）2.胺的碱性比较；酰胺的酸碱性3.胺的烷基化、酰基化、磺化、与亚硝酸的反应4.酰胺的水解、酰胺的霍夫曼降解反应5.二缩脲反应6.芳香重氮盐的制备及重氮基被取代的反应、偶合反应现在学习的是第56页，共57页 作业作业1.(2)(4)(5)(7)(9)2.(1)(2)3.(1)4.5.(3)(4)6.8.9.现在学习的是第57页，共57页