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第十四章含氮化合物
(compounds containing nitrogen )
本章重点:
1 硝基化合物制法及性质
2 ***的制法及性质
3 重氮盐的应用
硝基化合物
烃分子中的一个或几个氢原子被硝基(-NO2)取代所形成的化合物,称为硝基化合物。
1 分类和命名
由***和亚***可以导出四类含氮有机化合物:
***
***酯
硝基化合物
亚***
亚***酯
亚硝基化合物
注意:
1)酯是分子中氧与氮相连,硝基化合物是N与C相连;
2)硝基化合物与相应的亚***酯是同分异构体;
分类:1) 根据烃基不同,可分为脂肪族、芳香族硝基化合物;
2) 根据硝基的数目,可分为一、二及多硝基化合物;
3) 根据硝基连接的碳原子的不同,可分为伯、仲、叔硝
基化合物。
命名: 硝基化合物的命名与卤代烃相似,即把硝基看作取代基:
硝基甲烷
2-硝基丙烷
对硝基甲苯
2,4,6-三硝基甲苯
硝基化合物的结构式可表示如下:
分子结构测定的结果表明, 二个N-O键长相同,表明硝基是共轭体系:
硝基化合物多不溶于水,液态的硝基化合物能溶解许多无机盐。主要因为它们之间会形成复合物,如
故凡是用AlCl3催化的反应可用硝基化合物作溶剂。但硝基化合物有毒!!
但某些硝基化合物如叔丁基苯的硝基物,有天然麝香味, 可用在化妆品中.
硝基化合物中重要的是芳香族硝基化合物。
2. 物理性质
硝基是强极性基团,故脂肪族硝基化合物多为高沸点液体;芳香族硝基化合物一般为黄色固体;多硝基化合物具有爆炸性,常用作炸药。
(1) 还原: 硝基化合物可以被还原生成***。
其他还原剂有:Fe, Zn, Sn 等加HCl的酸性还原系统。
(2) 酸性:由于硝基的强吸电子的诱导效应,使得脂肪族硝基化合物中的a-H原子具有酸性。
硝基式
酸式
所以
将盐酸化可得到酸式,酸式会慢慢转变为硝基式。酸式能与FeCl3显色,l4溶液褪色。但一般酸式的含量很少,同时只有a-H的硝基化合物才有以上性质。
3. 化学性质
1) 脂肪族硝基化合物
(3) 与羰基化合物缩合
有a-H的伯、仲硝基化合物在碱催化下,能与某些羰基化合物发生缩合反应。
三羟基硝基甲烷经还原后生成相应的***,在生物化学中广泛被用作缓冲剂. 此外
(4) 与亚***反应 伯、仲亚硝基化合物与亚***反应均生成a-亚硝基衍生物。
(红色)
(兰色)
叔硝基化合物因无a-H, 故不能与亚***反应. 故可利用与亚***的反应区别伯、仲、叔硝基化合物。
2) 芳香族硝基化合物
因无a-H, 有许多不同于脂肪族硝基化合物的性质。
(1) 还原:合成意义更大,产物为伯***。
若选择不同的反应条件,则可以得到不同的中间产物,但,最终产物为伯***
As2O3,NaOH
氧化偶氮苯
偶氮苯
氢化偶氮苯
Fe,NaOH
Zn,NaOH
Zn, NH4OH, H2O
N-羟基苯***
Zn, H2O
亚硝基苯
[H]
Zn, HCl