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1、第十三章第十三章 有机含氮化合物有机含氮化合物 一硝基化合物一硝基化合物 1 1分类、结构及命名分类、结构及命名 （1 1）分类）分类含氮化合物药学（2 2）结构）结构 （3 3）命名：）命名：NONO2 2作取代基，烃作母体作取代基，烃作母体 特点特点A. N原子以原子以SP2杂化轨道成键杂化轨道成键B. 未参加杂化的一对电子的未参加杂化的一对电子的p轨道与氧原子的轨道与氧原子的p轨道形成轨道形成共轭体系共轭体系表示表示含氮化合物药学2 2物理性质（芳香硝基化合物）物理性质（芳香硝基化合物） （1 1）状态：液态）状态：液态 一硝基一硝基 固态固态 多硝基多硝基 无色无色/ /淡黄色淡黄色3
2、,5-3,5-二硝基甲苯二硝基甲苯(3,5-(3,5-dinitrotoluene) 3- 3-甲基甲基-2-2-硝基戊烷硝基戊烷(3-methyl-2-nitropentane)(3-methyl-2-nitropentane)含氮化合物药学（2 2）不溶于水，有剧毒，多硝基化合物易爆炸）不溶于水，有剧毒，多硝基化合物易爆炸 TNTTNT（3 3）个别有香味）个别有香味 二甲苯麝香二甲苯麝香（4 4）比重：）比重：11，硝基越多，比重越大，硝基越多，比重越大 mp、bp：显著增高显著增高含氮化合物药学3 3化学性质化学性质 （1 1）还原）还原 a.a.强酸性条件强酸性条件b.b.中性中性/
3、 /弱酸性条件弱酸性条件A. 单分子还原单分子还原B. 双分子还原双分子还原一硝基化合物一硝基化合物碱性条件碱性条件含氮化合物药学（2 2）-H-H的反应的反应 多硝基化合物多硝基化合物互变异构互变异构假酸式（硝基式）假酸式（硝基式）酸式酸式部分还原部分还原含氮化合物药学缩合反应缩合反应 （3 3）硝基对苯环上邻对位基团的影响）硝基对苯环上邻对位基团的影响 对卤原子的影响对卤原子的影响含氮化合物药学增加卤原子活性对酚羟基的影响对甲基的影响对甲基的影响增加甲基活性含氮化合物药学增强酸性二、胺(amines) 1分类、结构及命名（1）分类含氮化合物药学注意：注意：伯、仲、叔胺与伯、仲、叔醇含义的区
4、别伯、仲、叔胺与伯、仲、叔醇含义的区别含氮化合物药学（2 2） 结构结构 特征特征A. N以以sp3杂化轨道成键杂化轨道成键棱锥形棱锥形B. N上一对电子位于上一对电子位于sp3杂化轨道上杂化轨道上注意：注意：芳香胺与脂肪胺结构上的差异芳香胺与脂肪胺结构上的差异立体化学立体化学A. 脂肪胺脂肪胺不可分离不可分离含氮化合物药学B. 季铵季铵 (S) 可分离可分离(R)（3 3）命名）命名 简单胺简单胺 A. 伯胺：烃基伯胺：烃基+ +胺胺 B. 仲、叔胺：烃基同，需表示烃基数目仲、叔胺：烃基同，需表示烃基数目 烃基不同，简单烃基放前烃基不同，简单烃基放前 芳香胺，用芳香胺，用NN表明取代基位置表
5、明取代基位置 含氮化合物药学甲胺甲胺( (methyl amine)methyl amine)二甲胺二甲胺( (dimethyl amine)dimethyl amine) 甲异丙胺甲异丙胺( (methyl isopropyl amine)methyl isopropyl amine)例例: :N-N-乙基苯胺乙基苯胺( (N-ethyl N-ethyl aniline)aniline) N- N-甲基甲基- -N-N-乙基苯胺乙基苯胺( (N-methyl-N-ethyl aniline)N-methyl-N-ethyl aniline)含氮化合物药学N,N-N,N-二乙基苯胺二乙基苯胺(
6、 (N,N-diethyl aniline)N,N-diethyl aniline)复杂胺：系统命名法命名复杂胺：系统命名法命名 4- 4-甲基甲基-2-2-氨基己烷氨基己烷(4-(4-methyl-2-aminohexane)methyl-2-aminohexane) 3- 3-甲氨基辛烷甲氨基辛烷(3-methylaminooctane)(3-methylaminooctane)含氮化合物药学氢氧化四甲胺或四甲基氢氧化铵(tetramethyl ammonium hydroxide) 氯化二甲基乙基异丙基胺 或二甲基乙基异丙基氯化铵(dimethyl ethyl isopropyl amm
7、onium chloride)季铵：季铵：“某化某胺某化某胺”或或“某基某化铵某基某化铵” ” 例：含氮化合物药学2 2物理性质物理性质 （1 1）状态）状态 气态气态: :甲胺、二甲胺甲胺、二甲胺 液态液态: :低级胺低级胺 固态固态: :高级胺高级胺（2 2）具不愉快气味）具不愉快气味 （3 3）沸点：）沸点：分子量相近，醇分子量相近，醇 胺胺 烃烃 同碳数胺，伯、仲胺同碳数胺，伯、仲胺 叔胺叔胺 （4 4）水溶性：）水溶性：低级胺易溶于水，随分子量增加而降低低级胺易溶于水，随分子量增加而降低含氮化合物药学3 3化学性质化学性质 （1 1）碱性：）碱性： 表示方法表示方法pKa / pKb
8、影响碱性的因素影响碱性的因素A. A. 电子效应电子效应氮上基团给电子效应越大，碱性越强氮上基团给电子效应越大，碱性越强a. a. 诱导效应的影响诱导效应的影响含氮化合物药学B. B. 溶剂化效应溶剂化效应b. b. 共轭效应的影响共轭效应的影响碱性：碱性： 含氮化合物药学溶剂化效应越大，碱性越强溶剂化效应越大，碱性越强季铵碱的碱性季铵碱的碱性思考题：思考题：按碱性由强至弱排列下列化合物按碱性由强至弱排列下列化合物含氮化合物药学（3 3）烷基化）烷基化 卤代烷活性：卤代烷活性：RIRBrRCl（4 4）酰化）酰化 （2 2）氧化）氧化 含氮化合物药学B. B. 应用：应用：a.a.伯、仲胺与叔
9、胺鉴别伯、仲胺与叔胺鉴别A. 注意：酰卤与胺的酰化注意：酰卤与胺的酰化 b.b.从伯、仲、叔胺中分离叔胺从伯、仲、叔胺中分离叔胺 c.c.保护氨基保护氨基 含氮化合物药学（5 5）磺酰化）磺酰化兴斯堡反应兴斯堡反应 例：含氮化合物药学用途：鉴别、分离伯、仲、叔胺用途：鉴别、分离伯、仲、叔胺（6 6）与亚硝酸作用）与亚硝酸作用含氮化合物药学伯胺伯胺A.A.脂肪族：脂肪族：B.B.芳香族：芳香族：亚硝酸的制备亚硝酸的制备仲胺仲胺含氮化合物药学叔胺叔胺脂肪族脂肪族: : 芳香族芳香族: :用途用途: :鉴别鉴别（7 7）芳香胺的取代反应）芳香胺的取代反应卤代卤代含氮化合物药学A.A.用途用途: :苯
10、胺的鉴别苯胺的鉴别B.B.降低氨基活性的方法降低氨基活性的方法a.a.乙酰化乙酰化b. b. 成盐成盐含氮化合物药学硝化硝化磺化磺化含氮化合物药学（8 8）缩合反应）缩合反应西佛碱西佛碱用途：保护氨基用途：保护氨基/ /醛基醛基西佛碱西佛碱( (Schiffs base)Schiffs base)的生成的生成烯胺的生成烯胺的生成含氮化合物药学（9 9）异腈（胩）反应）异腈（胩）反应特殊恶臭特殊恶臭用途：鉴别伯胺用途：鉴别伯胺4 4、 胺的制备胺的制备（1 1）卤代烃氨解）卤代烃氨解含氮化合物药学（2 2）某些含氮化合物的还原）某些含氮化合物的还原硝基化合物的还原硝基化合物的还原 制备芳香伯胺制
11、备芳香伯胺A. A. 催化氢化催化氢化B. B. 化学还原法化学还原法a. a. 酸性条件酸性条件b. b. 碱性条件碱性条件含氮化合物药学c. c. 选择还原选择还原腈的还原腈的还原制备伯胺制备伯胺含氮化合物药学酰胺的还原酰胺的还原制备伯、仲、叔胺制备伯、仲、叔胺（3 3）还原氨化）还原氨化( (reductive amination)reductive amination)制备伯、仲、叔胺制备伯、仲、叔胺含氮化合物药学（4 4）霍夫曼降解）霍夫曼降解制备少一个碳的伯胺制备少一个碳的伯胺（5 5）加布瑞尔合成）加布瑞尔合成制备伯胺制备伯胺含氮化合物药学（6 6）曼尼希反应）曼尼希反应制备制备
12、-氨基酮氨基酮5 5、季铵化合物、季铵化合物（1 1）季铵盐）季铵盐制备制备含氮化合物药学用途：用途：A A、表面活性剂表面活性剂 B B、相转移催化剂相转移催化剂物理性质物理性质白色结晶白色结晶易溶于水，不溶于乙醚等有机溶剂易溶于水，不溶于乙醚等有机溶剂熔点高熔点高（2 2）季铵碱）季铵碱制备制备化学性质化学性质A A、碱性碱性 强，与强，与NaOHNaOH碱性相当碱性相当含氮化合物药学B B、分解分解历程历程: :C C、彻底甲基化和霍夫曼彻底甲基化和霍夫曼( (Hofmann)Hofmann)消除消除a a、反应反应b b、霍夫曼规则霍夫曼规则含氮化合物药学季铵碱季铵碱霍夫曼霍夫曼消除一
13、般消去含氢较多消除一般消去含氢较多碳碳上的氢上的氢c c、霍夫曼规则的解释霍夫曼规则的解释含氮化合物药学注意：注意：反反霍夫曼规则产物的生成霍夫曼规则产物的生成d d、立体化学立体化学含氮化合物药学e、应用应用推测胺结构推测胺结构步骤：步骤：彻底甲基化推测胺的类型彻底甲基化推测胺的类型胺类胺类消耗消耗CHCH3 3I I的物质的量的物质的量伯胺伯胺3 3仲胺仲胺2 2叔胺叔胺1 1霍夫曼消除次数和烯烃结构推测胺结构霍夫曼消除次数和烯烃结构推测胺结构例：例：推测下列化合物的结构式推测下列化合物的结构式含氮化合物药学三、重氮和偶氮化合物三、重氮和偶氮化合物1 1、重氮化合物、重氮化合物（1 1）制
14、备）制备 重氮化反应重氮化反应（2 2）芳香重氮盐的结构）芳香重氮盐的结构含氮化合物药学去氮反应(重氮基的取代)（3）芳香重氮盐的反应 N N以以spsp杂化成键杂化成键形成共轭体系形成共轭体系A A、被羟基取代被羟基取代注意：注意：a a、重氮盐酸盐易产生副产物重氮盐酸盐易产生副产物氯苯氯苯含氮化合物药学b、制备特殊结构的酚制备特殊结构的酚例：例：B、被卤素或被卤素或氰基氰基取代取代含氮化合物药学桑德迈尔桑德迈尔( (Sandmeyer)Sandmeyer)反应反应含氮化合物药学C C、被氢原子取代被氢原子取代D D 、被硝基取代被硝基取代E E、重氮基的取代在合成中的应用重氮基的取代在合成中的应用含氮化合物药学含氮化合物药学含氮化合物药学留氮反应A A、还原反应还原反应B B、偶合反应偶合反应a a、生成对位产物，对位被占，取代邻位生成对位产物，对位被占，取代邻位b b、反应反应pHpH值的要求值的要求含氮化合物药学2 2、偶氮化合物、偶氮化合物（1 1）结构）结构sp2刚性结构刚性结构（2 2）用途）用途染料染料含氮化合物药学含氮化合物药学
