有机化学第四版课件15章有机含氮化合物.ppt
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- 有机化学 第四 课件 15 有机 氮化
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1、NOO-NOONOO-NO-O或或NO2CH3CH(CH3)2NO2NO2CH3NO2O2N2-硝基-4-异丙基甲苯2,4,6-三硝基甲苯2-硝基萘(TNT)+HNO3H2SO450 C。NO2+H2O重要中间体,常用溶剂,缓和氧化剂CH3CH3H3CCH3CH3H3CNO2HNO3CH3COOHClClNO2ClNO2ClNO2NO2HNO3,H2SO4100-110 C。HNO3,H2SO4130 C。+CH3NO2O2NC(CH3)3OCH3CH3COCH3O2NCH3NO2(CH3)3CCH3NO2O2N(CH3)3CNO2CH3葵子麝香酮麝香二甲苯麝香(1)还原还原硝基化合物被还原的
2、最终产物是胺。还原剂、介质不同时,还原产物不同。NO2NONHOHNH2硝基苯亚硝基苯N-羟基苯胺苯胺HHHHH:LiAlH4,H2/Cu,H2/Pt,Fe+HCl,SnCl2+HCl.NO2NH2H2,Cu300 C,90%o新工艺,清洁工艺苯胺重要的染料、药物中间体NH2NH2Fe+HCl+Fe3O4“铁泥”NO2NH2对硝基苯胺对苯二胺NH2NO2H2/PtNHCOCH3NHCOCH3C2H5OHCH3NO2NO2CH3NH2NH2Fe+HCl,CH3OH,75%CHONO2CHONH2SnCl2,浓HClFe(orSn)+HClNH2NO2Zn+NH4Cl+H2ONHOHN=N+O-A
3、s2O3+NaOHN=NNH-NHZn+NaOHZn+NaOHFe(orSn)+HClNH2N-羟基苯胺氧化偶氮苯偶氮苯氢化偶氮苯苯胺苯胺NO2NO2(NH4)2SNH2NO2or NH4HS (NH4)2S2 Na2S2、Fe+HClNH2NH2OHNO2NO2O2NNa2SC2H5OH,OHNH2NO2O2NOHNO2NO2OHNH2NO2Na2S,NH4Cl8085 C,64%67%oNO295 CNO2NO2发烟H N O3,浓H2SO4。Br2,Fe135-145 CNO2BrNO2。发烟H2SO4110 C。NO2NO2SO3H+PhNH2NO2NO2OCH3NO2NO2NHPh8
4、0%180 CoNO2NO2ClNO2NO2OH(2)H2O,H+o(1)Na2CO3,H2O,100 CAr-ClAr-OH水解 以上的实验表明,若卤素原子的邻、对位有硝基等强吸电子基时,以上的实验表明,若卤素原子的邻、对位有硝基等强吸电子基时,水解反应容易进行。水解反应容易进行。原因:硝基的引入有利于碱或亲核试剂的进攻。原因:硝基的引入有利于碱或亲核试剂的进攻。(见芳卤化合物见芳卤化合物)CHOHCHCH3NHCH3CH3OOCCHCH2OHHN麻黄碱阿托品CH3NH2(CH3CH2)2NH(HOCH2CH2)3NNH2甲胺二乙胺苯胺三乙醇胺CH3-CH-CH2-CH-CH2-CH3CH3
5、NH2CH3-CH-CH2-CH-N-CH2-CH3CH3CH3CH2-CH32-甲基-4-氨 基 己烷2-甲基-4-(二 乙 氨基)戊烷 NCH3HHH3CH3CNCH3键长:键角:键角:键长:CN 0.147nmC-N-C 108。CN 0.147nmNH 0.101nm。C-N-H 112.9H-N-H 105.9。甲胺三甲胺NCH3C2H5HNCH3C2H5HNCH3C2H5HNC6H5C2H5CH3CH2CH=CH2+NC6H5C2H5CH3CH2=CHCH2+RX+NH3RN+H3 X-NH3RNH2+NH4X亲核试剂烷基化剂仍有亲核性RNH2+RXR2N+H2 X-亲核试剂NH3
6、仍有亲核性R2NH+NH4XR3N+RXR4N+X-CH3 OH+H NH2Al2O3CH3NH2+H2O(NH3)2NHCH3OHAl2O3,Al2O3,CH3OH(CH3)3NCH2CNNi+H2苯乙腈苄腈 苯乙胺2-苯乙胺CH2CH2NH2NC(CH2)4CNH2/NiH2NCH2(CH2)4CH2NH2己二腈己二胺制尼龙-6 6 的 原 料LiAlH4H2ONC C H3CH3ON-CH2-CH3CH3N-甲基-N-乙 酰 苯胺N-甲基-N-乙 基 苯胺(91%)C15H31COOHC15H31CNH2OC15H31CNC15H31CH2NH2NH3,-H2O-H2OH2,NiCH3C
7、CH2CH3O+NH3H2,Ni160 C,3.95.9MPaoCH3CHCH2CH3NH2C=OCHNH2+NH3H2/Ni60 C,P。C=O其反应过程可认为如下:+H2NHC=NHCHNH2H2/NiCH3CCH3ONH2NHCH(CH3)2+H2,Ni79%(H ofmann降 解,制少一个碳的伯胺!)R-C-NH2+NaOBr+2NaOHRNH2+Na2CO3+NaBr+H2OO(NaOX)(NaX)NH2NaOH,Br290%C-NH2O(CH3)3CCNH2O(CH3)3CNH2Br2,OH-H2O,64%(G abriel合 成法,制伯胺的特殊方法)(伯胺)+RNH2CCOON
8、HKOH乙醇CCOON-K+RXCCOONR邻苯二甲酰亚胺N烷基邻苯二甲酰亚胺活泼氢COONaCOONaNaOH/H2OCOCOOCNH2COOCN-K+COOPhCH2CH2BrDMFKOHNH3CN(CH2CH2PhCOOCCOOO-O-+PhCH2CH2NH295%NaOH,H2O 此法主要用于制备芳香胺,产物为芳香族伯胺。还原剂:H2Ni(orPt)、Fe(orSn)+HCl、(NH4)2S NO2NH2NO2NH2+3H2Ni常温常压硝基萘萘胺此法不宜制 萘胺因萘硝化得不到 硝基萘Fe+HClor SnCl2+HCl(1)碱性和成盐碱性和成盐(2)烃基化烃基化(3)酰基化酰基化(4)
9、磺酰化磺酰化(5)与亚硝酸的反应与亚硝酸的反应(6)胺的氧化胺的氧化(7)芳环上亲电取代芳环上亲电取代(甲甲)卤化卤化(乙乙)硝化硝化(丙丙)磺化磺化(RNH2)RNH2+H+RN+H3RN+H3+H2O RNH2+OH-RNH2确有碱性R3N碱小稳定性小溶剂化程度小溶剂化程度大稳定性大R2NH碱性大R2N+HHR3N+-HOHHOHHOHHNH2p-共轭多电子N上带正电,苯环带负电氮原子不易给出电子NH2(I)+NH2(II)-+NH2(III)-+NH2(IV)(CH3)2NHCH3NH2(CH3)3NNH3NH(C6H5)3NNH2NH2NO2NH2OCH3SN2RNH2(过量)+RCH
10、2Cl烃基化试剂RNHCH2R伯卤烷,不易消除(过量)CH2ClNHCH2NaHCO3,90 C。+(88%)烃基化试剂NH2N-甲基苯胺N,N-二甲基苯胺对氧化剂较苯胺稳定有机合成原料N(CH3)2+2CH3OHNH2NH2+CH3OHNHCH3H2SO4orAl2O3,PH2SO4orAl2O3,P烃基化试剂OH+烃基化试剂HNZnCl2,260 C。+H2ONH2CH3-C-NHRORNH2+CH3-C-XO(ArNH2)(R)X=-Cl -OC-R -OHO(Ar)(R)(Ar2NH)R2NH+CH3-C-XOCH3-C-NR2O(Ar)R3N+CH3-C-XOxLiAlH4CH3-C
11、H2-NHRLiAlH4CH3-CH2-NR2(n-C4H9)2NH C-N(C4H9-n)2OC6H5COCl在芳胺的氮原子上引入酰基,具有重要的合成意义:在芳胺的氮原子上引入酰基,具有重要的合成意义:保护氨基或降低氨基的致活性。保护氨基或降低氨基的致活性。例如:NH2+(CH3CO)2O(orCH3COOH)NHCOCH3易三元溴代易一元溴代易氧化不易氧化引入永久性酰基。引入永久性酰基。例如:NO2ClNO2HONH2HONHCCH3HOO(1)NaOH,H2O(2)H2O,H+H2,Ni(CH3CO)2O对氨基乙酰苯胺扑热息痛(paracetamol)制备异氰酸酯。制备异氰酸酯。例如:N
12、H2COCl2-HCl-HClNHCOClN=C=O异氰酸苯酯碳酰氯二氯甲酰氯甲酰基COCl2180 C。0-5 C。COCl2CH3NH2NH2CH3N=C=ON=C=OCH3NHCOClNH2 HCl甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)制备聚氨酯的原料N=C=ONH2NHC-OHONHC-ORONHC-NHROH2ORNH2ROH+CO2N-苯基氨基甲酸酯N,N-二取代脲(4)磺酰化 RNH2R3N(油状液体,可溶于酸)(可溶于NaOH)有酸性R3N(油状液体,可蒸出)H2O/H+NaOHNa+RN-SO2CH3RNHSCH3ORNH2R2NHR3NH3CSO2ClNaOH固体固体R2NSO
13、2CH3OR2NHH2O/H+R2NSO2CH3(不溶于NaOH,可滤出)3 胺。R3N+HNO2x1 胺。RNH2+HNO2N2+R+Cl-NaNO2+H2SO40 C。醇、烯、卤烃等的混合物测定-NH2的含量R2NHR2N-N=O+H2ON-亚硝基胺+中性,黄色液体分离、提纯仲胺2 胺。R2NHR2N-N=O+HClHNO21 胺。NH2+HNO2。0-5 CHClN2 Cl-+N2重氮盐可制备一系列芳香化合物微热2 胺。NHCH3+HNO2CH3N-N=O+H2ON-甲基-N-亚 硝 基苯胺3 胺。+HNO2(CH3)2N(CH3)2NN=O对亚硝基-N,N-二 甲 苯 胺苯环上有强致活
14、基,可发生亚硝化反应CH2N(CH3)2+H2O2CH2N(CH3)2 O-+90%氧化叔胺 具有一个长链烷基的氧化胺是性能优异的表面活性剂。仲胺用H2O2氧化可生成羟胺,但通常产率很低:R2NH +H2O2R2NOH +H2O羟胺久置后,空气中的氧可使苯胺由无色透明久置后,空气中的氧可使苯胺由无色透明黄黄浅棕浅棕红棕。(似苯酚)红棕。(似苯酚)NH2MnO2+H2SO4OONH2NH2ON-Ca(OCl)2(紫色)N(CH3)2 N(CH3)2 O-+H2O2或RCO3H(似苯酚)NH2+3Br2H2OBrBrBrNH2()白(似苯酚,可检验苯胺)NH2NHCOCH3BrNHCOCH3NH2
15、Br(CH3CO)2OBr2H2O/H+NH2COOHNH2COOHBrBrBrBr2,HCl,H2O40-50 C。NH2N+H3HSO4-N+H3HSO4-NO2NO2NH2H2SO4HNO3NaOH硫酸氢盐间位产物NH2NHCOCH3H2O/H+orOH-NHCOCH3NO2NH2NO2NO2NH2(CH3CO)2OHNO3,H2SO4,NHCOCH3SO3HNO2NHCOCH3SO3H混酸H2O,H+NH2NH2 H2SO4H2SO4NH3SO3-+NH2SO3H180 C烘焙。对氨基苯磺酸(内盐,不溶于水)内盐对氨基苯磺酸苯胺硫酸盐 季铵盐是氨彻底烃基化的产物:R3N+RXR4N X
16、-+季铵盐CH2-CH-CH2Cl+(CH3)3NO CH2-CH-CH2N(CH3)3 Cl-+2,3-环氧丙烷三甲基氯化铵O123淀粉O H-O-CH2-CH-CH2N(CH3)3 Cl-+淀粉OH阳离子淀粉,造纸湿强剂(CH3)3N+n-C16H31BrC16H31N(CH3)3 Br-+十六烷基三甲基溴化铵1631,一种阳离子表面活性剂(CH3CH2)4N+Br-(n-C4H9)4N+Cl-四乙基溴化铵四丁基氯化铵相转移催化剂季铵碱:CH3CH2CH2CH2N+(CH3)3 OH-CH3CH2CH=CH2+(CH3)3N+H2O氢氧化三甲基正丁铵CH3CH2CH2N+(CH2CH3)3
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