有机化学理论课第十二章含氮有机物

-1-第十二章含氮有机物（NitrogenousOrganicCompounds）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-2-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：NH3R-NH2Ar-NH2NH4OHR4NOHNH4ClR4NClHO-NO2R-NO2Ar-NO212.1硝基化合物(NitroCompounds)★化学性质还原反应R-NO2NO2NH2+3H2NiRNH2+2H2OFe,HClheat脂肪属硝基化合物的酸性R-CH2-NO2+NaOH[R-CH-NO2]Na+-硝基对芳环O-，P-位卤原子的影响ClNO2NO2Na2CO3OHNO2NO2OH212.2胺(Amine)一、胺的分类及命名伯胺CH3CH3CH3NH2NH2NH2NH2叔丁胺乙二胺苯胺仲胺NHNH甲丙胺2-(N-甲基氨基)己烷叔胺及季铵盐-3-NNCH3NCH3CH3C2H5+I-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HHHHNHHHNCH3CH3CH3NHH甲烷氨三甲胺苯胺伯、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。RNHHHRNHRNRHHRNR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。RNRHHOHRNRRHOH三、胺的化学性质1、碱性NHHHNHHHHH+++R-NH2+H2OR-N+H3+HO-NH3CH3-NH2CH3-NHCH3CH3-NCH3CH3pKb4.763.274.223.35-4-C6H5-NH2C6H5-NHC6H5C6H5-N-C6H5C6H59.2613.2近中性碱性的胺类物质可溶于稀酸而形成盐：NH2NH2+HClHCl.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-CH2NH2R-CH=N-OHH2O2R2NHH2O2R2N-OH(CH3)3NH2O2CH3N+CH3CH3O芳胺易被氧化成深色物质，芳胺的盐较难氧化3、烷基化反应C2H5-BrC2H5NH3+Br-C2H5-NH2C2H5-NH2C2H5BrNH3NH3+NH4Br(C2H5)2NH2BrNH3+NH4Br(C2H5)2NH(C2H5)2NHC2H5BrNH3+NH4Br(C2H5)3N(C2H5)3N+C2H5Br(C2H5)4N+Br-过量的氨可减少多烷基化反应，如：CH3CHCOOHBrNH3CH3CHCOO-NH4+NH2+1mole70mole~70%4、酰基化反应C2H5-NH-CH3C2H5-N-CO-CH3CH3(CH3CO)2O可用以保护氨基，例：NH2NH-CO-CH3HNO3NH-CO-CH3NO2NH2O2NCH3COClH2SO4H3O+5、与亚硝酸的反应伯胺：-5-CH3CH2CH2CH2NH2NaNO2+HClCH3CH2CH2CH2-N+NN2CH3CH2CH2CH2++放氮CH3CH2CH2CH2OHCH2=CHCH2CH3+CH3CHCH2CH3OH+26%13%25%仲胺：(CH3)2NH+HONO(CH3)2-N-N=O黄色油状液体叔胺：R3N+HNO2R3NHNO2.溶于水芳胺与亚硝酸的反应重氮盐的形成与偶合反应NH2N+NCl-NaNO2,HCl0~50C重氮盐的偶合反应N+NCl-NCH3CH3N=NNCH3CH3+00COH-N+NCl-OHCH3N=NOHCH3+OH-00C重氮盐的取代反应（放氮）N+NCl-OHN2XN2IN2CNN2N2HOH+CuX+KI+CuCN+H3PO2+orEtOH6、芳胺的取代-6-NH2NH2BrBrBr+3Br2H2O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？BrBrBrH2SO4NO2FeClHNH2Br2NH2BrBrBrHNO31,HNO22.H3PO2,H2O四、个别化合物：盐酸克伦特罗Clenbuterol（瘦肉精）[1~3]NHCCH3CH3CH3NH2ClClCHCH2OH·HCl1-(4-Amino-3,5-dichloro-phenyl)-2-tert-butylamino-ethanol盐酸克伦特罗是一种ß－肾上腺素兴奋剂，主要用于防治人、畜支气管哮喘、痉挛，治疗剂量较底。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