硝基化合物
(一)α-氢的反应
1.酸性:具有α-氢的脂肪族硝基化合物能与强碱形成盐,由于硝基的吸电子作用,使α-氢具有明显的酸性。 2.与羰基化合物的缩合反应
(二)芳香族硝基化合物的性质
1.硝基增强苯环上亲核取代反应活性:邻对位上硝基越多,碳负离子越稳定,卤素的活性越强,越容易被取代。
2.硝基增强苄位氢原子活性。
3.硝基增强酚的酸性。
(三)硝基的还原
1.在酸性或中性条件下,发生单分子还原;在中性介质中主要生成苯基羟胺;在碱性溶液中,发生双分子还原。联苯胺重排:氢化偶氮苯在酸性溶液中重排形成联苯胺。
2.多硝基化合物在硫化铵、多硫化铵和硫氢化钠等做还原剂时,可以选择性的将一个硝基还原为氨基。
胺
结构
脂肪胺中的氮原子为不等性的sp3杂化;芳香胺中氮原子的杂化状态更接近于sp2,因此,氮原子上的孤电子对所占的轨道具有更多的p轨道成分,可参与苯环π键轨道的重叠。
物理性质
伯胺和仲胺能形成分子间氢键,且胺分子中N-H的极性比醇中O-H弱,故沸点高于相对分子质量接近的烷烃而低于醇。叔胺沸点则比相应的伯胺和仲胺要低。
化学性质
(一)碱性及成盐
1.脂肪胺的碱性强于氨:仲胺>伯胺、叔胺。电子效应和溶剂化效应综合作用,使得仲胺碱性最强,伯胺和叔胺碱性孰强孰弱,规律性不强。
2.芳香胺的碱性比氨弱:因为苯胺中氮上的未共用电子对与苯环有共轭作用,苯胺碱性比氨弱的多。苯胺>二苯胺>三苯胺。①绝大多数取代基(除羟基),无论是供电子基还是吸电子基,在邻位时使胺碱性减弱。②供电子基使胺碱性增强,吸电子基使胺碱性减弱,且影响程度对位比间位明显。
3.当取代基的诱导效应与共轭效应方向不一致时,则要考虑其相对强弱以及所在的位置。
(二)烃基化反应
胺与卤化烃的烃基化反应,往往得到几种胺及其盐的混合物。若用过量的伯卤代烃,主产物可为季铵盐。芳香伯胺的反应可以停留在仲胺的阶段。
(三)氧化反应
叔胺能被过氧化氢或者有机过氧酸氧化生成叔胺→N-氧化物。
(四)酰化和磺化反应
1.酰化反应:伯胺、仲胺能与酰化试剂反应,生成N-烃基酰胺或N,N-二烃基酰胺,叔胺不能发生此反应。
2.磺酰化反应:伯胺、仲胺能与苯磺酰氯等酰化试剂反应生成相应的苯磺酰胺。伯胺磺酰化反应的产物中还有一个氮原子,因此可以与碱成盐而溶于水。叔胺不发生此反应。
(五)与亚硝酸反应
1.伯胺:芳香伯胺与亚硝酸在低温和强酸性溶液中反应生成芳香重氮盐,称为重氮化反应。芳香重氮盐与β-萘酚反应,得到橙红色的化合物,可用来鉴别芳香伯胺。脂肪伯胺形成的重氮盐不稳定,一般在低温下生成后会立即分解放出氮气,形成碳正离子,例如环己胺。脂肪伯胺的扩环反应,可用于制备五至九元环状化合物。例如1-氨甲基环辛醇生成环壬酮的反应。
2.仲胺:脂肪仲胺与芳香仲胺与亚硝酸反应都生成N-亚硝基胺类化合物。
3.脂肪叔胺与亚硝酸反应生成不稳定的亚硝酸盐;芳香叔胺与亚硝酸反应生成对亚硝基胺类化合物,若对位被占据,亚硝基则进入邻位。 伯、仲、叔胺在低温下与亚硝酸反应生成的产物和现象不同,可鉴别几种不同类型的胺。
(六)芳香胺芳环上的取代反应
1.卤代反应:苯胺与溴水反应立即产生2,4,6-三溴苯胺白色沉淀,可用于苯胺的检验和定量分析。若想得到一元取代物,可将苯胺乙酰化,溴代完毕再进行水解。 2.硝化反应:欲制备硝基苯,则应先将氨基酰化在进行硝化,后经水解得目标产物。看一看间硝基苯胺和邻硝基苯胺怎么制成的,注意-NH3+为间位定位基,可钝化苯环。
3.磺化反应:氨基苯磺酸常以内盐形式存在,熔点高达228度。
制备
1.氨或胺的烃基化:与卤代烃反应生成几种胺的混合物。 2.硝基化合物的还原:硝基化合物在酸碱溶液中用适当的还原剂还原制得伯胺。
3.腈、酰胺和其他含氮化合物的还原:腈用氢化铝锂或催化氢化可以制得伯胺;酰胺在无水乙醚等溶剂中与氢化铝锂回流,分子中的羰基还原成亚甲基;醛酮与氨反成亚胺,再经催化氢化得到伯胺的反应称还原胺化,还有一个刘卡特反应需记住。
4.霍夫曼降解:酰胺经霍夫曼降解生成伯胺。
5.加布瑞尔合成法:制备伯胺的较好方法。
季铵盐和季铵碱
一、季铵盐
季铵盐与碱作用形成季铵碱,但此反应可逆。若用湿的氧化银或氢氧化银与季铵盐作用,反应进行的比较完全。
二、季铵碱
最最重要的就是霍夫曼消除了!!!
1.霍夫曼彻底甲基化
2.霍夫曼消除反应及霍夫曼消除规则:季铵碱受热时易发生分解生成三甲胺和甲醇;当季铵碱中烃基上有β-氢时,加热则发生消除反应,形成烯烃和叔胺,称为霍夫曼消除:①只有一种β-氢,消除时只生成一种烯烃,脱掉的胺中应含有尽可能多的甲基。②含有两种或以上不同的β-氢时,消除反应生成叔胺和多种烯烃。在一定条件下,以双键碳原子上连有烷基最少的烯烃为主要产物,称霍夫曼消除规则。被消除的两个基团处于反式共平面的位置。若β-碳上有吸电子基时,可能主产物不符合霍夫曼规则。 3.学会推测原来胺的结构。
重、偶氮化合物
一、偶氮苯有顺反异构体。
二、芳香重氮盐的反应及其在合成中的应用
1.取代反应:①被羟基取代:将重氮盐的水溶液加热煮沸,水解生成酚并放出氮气,重氮化反应在硫酸中进行。②被卤素或氰基取代:Sandmeyer反应,Gattermann反应,还有碘代芳烃和氟代芳烃的制备,都是要牢记的重点内容。③被硝基取代④被氢反应:重氮盐与次磷酸的水溶液或乙醇中反应,重氮基可被氢取代形成芳烃。 2.偶联反应:重氮盐在一定的ph条件下能与酚或芳胺发生亲电取代反应。①重氮盐与酚的偶联反应宜在弱碱性介质下(pH8-10)进行 ,生成对羟基偶氮苯,在强碱介质中偶联反应不能发生。②芳香重氮盐与芳胺的偶联反应宜在中性或弱酸性(pH5-7)介质中进行。重氮盐与芳香伯胺、仲胺反应时,首先在胺的氮原子上发生取代反应,然后在酸性条件下重排成环上取代物。
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