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文檔簡介
學習資料收集于網(wǎng)絡(luò),僅供參考Chap 11 醛、酮、醌一、命名l 普通命名法:醛:烷基命名+醛 酮:按羰基所連接兩個羥基命名Eg: l 系統(tǒng)命名法: 醛酮:以醛為母體,將酮的羰基氧原子作為取代基,用“氧代”表示。也可以醛酮為母體,但要注明酮的位次。二、結(jié)構(gòu):C:sp2 三、醛酮制法:l 伯醇及仲醇氧化脫氫:(P382)l 羰基合成:合成多一個碳的醛l 同碳二鹵化物水解:制備芳香族醛、酮l 羧酸衍生物還原:(考試不涉及)l 芳烴氧化:制備芳醛、芳酮(P382)l 芳環(huán)上F-C?;海≒165、P382)Gattermann-Koch 反應(由苯或烷基苯制芳醛) 四、物理性質(zhì):l 沸點:與分子量相近的醇、醚、烴相比,有b.p:醇醛、酮醚烴。 (因為a. 醇分子間可形成氫鍵,而醛、酮分子間不能形成氫鍵; b. 醛、酮的偶極矩大于醚、烴的偶極矩:)l 溶解度:與醇相似。低級醛、酮可溶于水;高級醛、酮不溶于水。( 因為醇、醛、酮都可與水形成氫鍵)l IR光譜:CO:16801850cm-1(很強峰);CO(醛酮): 16801750cm-1(丙酮的CO為1715 cm-1,乙醛的CO為1730 cm-1。CH(醛):2720cm-1(中等強度尖峰)。注意:I效應、環(huán)張力等使CO波數(shù)升高;共軛效應使CO波數(shù)降低 l NMR譜:五、化學性質(zhì):(一)羰基親核加成:羰基碳連有吸電子基時容易進行親核加成反應,羰基碳上連有較大基團,不利于反應進行。進行反應難易順序:書P388l 與氫氰酸加成 反應意義:制備羥基酸、多一個碳的羧酸。 反應范圍:所有的醛、脂肪族甲基酮、八個碳以下的環(huán)酮。 反應式: 反應機理:HCN與醛、酮的加成是分步進行的,首先由CN(親核試劑)首先進攻,也就是說HCN與醛、酮的加成是親核加成實驗證明:OH加速反應,H減慢反應 不能反應 反應活性:HCHOCH3CHOArCHOCH3COCH3CH3CORRCORArCOAr 醛的活性大于酮;脂肪族醛、酮大于芳香族醛、酮 p-NO2-C6H4-CHOArCHOp-CH3-C6H4-CHO 例外C6H5COCH3(CH3)3C-CO-C(CH3)3(后者的空間障礙特別大。)l 與亞硫酸氫鈉加成反應意義:鑒別醛酮: 分離提純?nèi)┩涸谒峄驂A的濃度較大時,平衡反應朝著加成產(chǎn)物分解為原來的醛、酮的方向進行 制備-羥基腈 反應范圍:所有的醛、脂肪族甲基酮、八個碳以下的環(huán)酮。 反應式: 反應活性:與HCN加成類似l 與醇加成反應意義:保護醛基 制造“維尼綸”反應范圍:醛加醇容易,酮困難反應式:醛可與一元醇或二元醇生成縮醛或環(huán)狀縮醛酮只能與二元醇生成環(huán)狀縮醛(因為五元、六元環(huán)有特殊穩(wěn)定性)反應機理: 產(chǎn)物縮醛性質(zhì):縮醛具有雙醚結(jié)構(gòu),對堿和氧化劑穩(wěn)定,但遇酸迅速水解為原來的醛和醇:l 與金屬有機試劑加成(1)加RMgX: 反應意義:RMgX與甲醛反應,水解后得到1醇;RMgX與其他醛反應,水解后得到2醇;RMgX與酮反應,水解后得到3醇。 (2)加有機鋰: 有機鋰的親核性和堿性均比格氏試劑強(3)加炔鈉: 制備共軛二烯烴(ppt十二章第51頁)(4)Reformasky反應:醛、酮與有機鋅試劑進行親核加成,再水解得到-羥基酸酯或-羥基酸的反應 有機鋅試劑的生成:例:l 與氨的衍生物加成縮合反應意義:提純?nèi)┩?、鑒別醛酮 保護羰基反應范圍:所有醛、酮反應式(簡單記憶): 反應實例:ppt第56(重要)、57(重要)、58頁 與 R2NH (仲胺) 縮合成烯胺: 反應產(chǎn)物烯胺在合成上的應用:(1)制備叔胺:(2)羰基的位引入烴基 其中有中間態(tài)為l 與Wittig試劑加成反應試劑的制備(磷葉立德):反應意義:制備烯烴反應范圍:醛、酮反應式:(二)氫原子反應(易在堿性條件下進行)作用:親核加成的場所;使H酸性增加鹵化反應l 鹵化反應反應范圍:醛、酮(醛的活性更高)反應式: 酸催化下進行的鹵代反應可以停留在一元取代階段反應機理:酸的催化作用是加速形成烯醇 堿的催化作用下進行的鹵代反應速度更快,不會停留在一元取代階段 鹵仿反應:含有CH3CO的醛、酮在堿性介質(zhì)中與鹵素作用,最后生成鹵仿的反應 反應機理: 反應實例:反應范圍:C上只有兩個H的醛、酮不起鹵仿反應,只有乙醛和甲基酮才能起鹵仿反應;乙醇及可被氧化成甲基酮的醇也能起鹵仿反應反應意義:鑒別: 鑒別用NaOI,生成的CHI3為有特殊氣味的亮黃,現(xiàn)象明顯;合成:制備不易到的羧酸類化合物;合成用NaOCl,氧化性強,且價格低廉 l 縮合反應反應式:有H的醛在稀堿中進行: 高級醛得到羥基醛后,更容易失水 酮的羥醛縮合比醛困難: 分子內(nèi)羥醛縮合: 交錯羥醛縮合: 若a. 反應物之一為無H的醛(如甲醛、芳甲醛);b. 將無H的醛先與稀堿混合;c. 再將有H的醛滴入。則產(chǎn)物有意義! l Mannich反應:含有-H的醛、酮,與醛和氨(伯胺、仲胺)之間發(fā)生的縮合反應反應式:反應意義:-氨基酮容易分解為氨(或胺)和,-不飽和酮,所以Mannich反應提供了一個間接合成,-不飽和酮的方法 (三)氧化和還原l 氧化反應反應意義:鑒別醛酮 合成 醛易氧化成酸:RCHO RCOOHO=KMnO4、K2Cr2O7+H2SO4、醛還能被一些弱氧化劑氧化:RCHORCOOHOTollens、 Fehlings、Tollens:AgNO3的氨溶液;氧化所有醛Fehlings:CuSO4(Fehling I)與NaOH+酒石酸鉀鈉(Fehling II)的混合液;只氧化脂肪醛l 還原反應反應實例:l Cannizzaro反應(歧化反應)濃堿中,無H的醛發(fā)生岐化反應 若反應物之一是甲醛,則一定是甲醛被氧化,另一分子無H的醛被還原 六、,-不飽和醛、酮的特性l 1,4親電加成: ,-不飽和醛、酮中,羰基降低了C=C的親電反應活性。反應機理:l 1,4親核加成:通常情況下,碳碳雙鍵是不會與親核試劑加成的。但由于在,-不飽和醛、酮中,C=C與C=O共軛,親核試劑不僅能加到羰基上,還能加到碳碳雙鍵上。反應實例:反應機理: 反應討論:親核試劑主要進攻空間障礙較小的位置(醛基比酮基更易進攻) 堿性強的試劑(如RMgX、LiAlH4)在羰基上加成(1,2-加成) 堿性弱的試劑(如CN-或RNH2)在碳碳雙鍵上加成(1,4-加成)七、醌:分子中包含有或結(jié)構(gòu)骨架的環(huán)狀共軛二酮飽和;無芳香性,只具有不飽和酮的性質(zhì)。 (一)命名:一般由芳烴衍生而來,命名時在芳烴后加“醌”,并標明羰基位次。9,10蒽醌 9,10菲醌2,6萘醌(二)制備l 由酚或芳胺氧化制備l 由芳烴氧化制備l 其他方法制備(實驗室)鄰苯二甲酸酐 鄰苯甲酰基苯甲酸 (三)化學性質(zhì)l 還原l 加成1,4加成 碳碳雙鍵加成 雙烯合成 Chap 12羧酸一、命名 1、普通命名法:與醛相似,但經(jīng)常根據(jù)來源使用俗名2、系統(tǒng)命名:l 選擇含有羧基的最長碳鏈為主鏈(母體)l 碳鏈編號時,從羧基的碳原子開始l 碳鏈編號時,從羧基的碳原子開始(編號最?。﹍ 其它同烷烴的命名規(guī)則l 脂肪族二元羧酸的命名:選擇分子中含有兩個羧基的碳原子在內(nèi)的最長碳鏈作主鏈,稱 為某二酸.l 芳香族羧酸的命名:羧基與苯環(huán)支鏈相連脂肪酸作為母體 羧基直接與苯環(huán)相連苯甲酸作為母體l 多元芳香族羧酸的命名:用“羧酸”或“甲酸”作字尾,其它作為取代基二、制備l 烴氧化:l 伯醇或醛氧化:同碳羧酸的制備l 甲基酮氧化:利用鹵仿反應可以得到少一個碳的羧酸l 腈水解l Grignard試劑與CO2作用l 酚酸合成 Kolbe-Schmitt反應三、物理性質(zhì)l 水溶解度:大于分子量相近的醇、醛、酮;隨R,水溶解度,C10以上羧酸不溶于水l 沸點:高于分子量相近的醇(分子間通過氫鍵形成二聚體)l 熔點: 偶數(shù)碳羧酸的m.p高于相鄰兩奇數(shù)碳羧酸的m.p。(考慮對稱性)二元酸也是偶數(shù)碳羧酸之m.p高; 不飽和酸:E式m.pZ式m.p;l IR譜:l NMR譜:四、化學性質(zhì)l 羧酸的酸性(1)羧酸結(jié)構(gòu)與羧酸酸性:(P432表142-3,一些羧酸的pKa值) C=O和OH中的O形成p-共軛 p-共軛的結(jié)果: 使RCOO-H健減弱,氫原子酸性增加,羧酸具有酸性; RCOO-中負電荷均勻地分布在兩個氧原子上,穩(wěn)定性,羧酸酸增強 酸性:RCOOHH2CO3ArOH ,但與無機酸相比,RCOOH仍為弱酸。(2)成鹽 反應意義:分離提純有機物 (3)影響酸性的因素:羧酸根負離子愈穩(wěn)定,愈容易生成,酸性就愈強。 脂肪酸: a) -H被R取代得越多,羧酸的酸性越弱 b) 若-H被吸電子基(如Cl)取代后,羧酸的酸性增強 c) 吸電子基距COOH越遠,對RCOOH的酸性影響越小 總結(jié):+I效應使RCOOH酸性減弱,-I效應使RCOOH酸性增強 -I效應強弱次序: NH3NO2CNCOOHFClBrCOOROROHC6H5H +I效應強弱次序: OCOO(CH3)3CCH3CH2CH3H 芳香酸 a) 酸性:C6H5COOHCH3COOH b) 芳環(huán)上有吸電子基時,ArCOOH酸性增加 c) 芳環(huán)上有斥電子基時,ArCOOH酸性減弱二元酸 a) 酸性: pKa1pKa2; pKa1一元酸的pKa b) l 羧酸衍生物的生成(1)酰氯生成 (2)酸酐生成某些二元酸只需加熱便可生成五元中六元環(huán)的酸酐: 高級酸酐可通過乙酸酐與高級酸的交換反應得到 混合酸酐可利用下列反應得到: (3)酯的生成和酯化反應機理強酸性陽離子交換樹脂也可作為催化劑,具有反應溫和、操作簡便、產(chǎn)率較高的優(yōu)點也可用羧酸鹽與鹵代烴反應制備酯 反應機理: a)伯醇、仲醇:酰氧斷裂: b) 叔醇: 即 (4)酰胺的生成 l 羧酸被還原只有LiAlH4可將羧酸還原為伯醇:也可先將羧酸轉(zhuǎn)化為酯,再用Na+C2H5OH還原 l 脫羧反應一元酸脫羧:加熱下難以脫羧;但若COOH的C上有吸電子基時,脫羧反應容易發(fā)生,有合成意義 二元酸脫羧有規(guī)律: l -氫原子的反應所以羧酸H的鹵代反應需要少量紅磷催化反應機理:紅磷的作用是使羧酸與鹵素反應酰鹵-鹵代酰鹵-鹵代酸反應意義:C上的鹵素原子可通過親核取代反應,被NH2、OH、CN等取代,生成氨基酸、羥基酸、氰基酸 五、羥基酸 羥基酸是分子中同時具有羥基和羧基的化合物 分類:根據(jù)羥基與羧基的相對位置不同,可將羥基酸分為:-,-,-,-,羥基酸。將羥基連在碳鏈末端的稱為-羥基酸 命名:羥基作為取代基或按其來源用俗名 (一)羥基酸的制備l 鹵代酸水解l 羥基腈水解l Reformasky反應:制備羥基酸(酯)Reformasky反應與格氏反應類似,但用Zn不用Mg。因為BrZnCH2COOC2H5比BrMgCH2COOC2H5活性低,只與醛、酮反應,不與酯反應。 只能用溴代酸酯,產(chǎn)物為羥基酸(酯)。 (二)羥基酸的性質(zhì)l 酸性酸性:鹵代酸羥基酸羧酸 l 脫水反應共軛體系、五元環(huán)、六元環(huán)穩(wěn)定,所以脫水時會趨于生成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)羥基與羧基相距更遠時發(fā)生分子間失水l -羥基酸的分解反應意義:區(qū)別羥基酸與其他羥基酸;利用分解反應來制備少一個碳的醛或酸。 Chap 13羧酸衍生物羧酸衍生物含義:羧酸衍生物系指酰鹵、酸酐、酯、酰胺,它們經(jīng)簡單水解后都得到羧酸取代酸(如氨基酸、羥基酸、鹵代酸等)通常不屬于羧酸衍生物。一、命名l 按水解后所生成的羧酸和其它產(chǎn)物來命名l 腈的命名按照分子所含的碳原子數(shù)稱為“某腈”,或?qū)N做為取代基二、物理性質(zhì)l 酰氯、酸酐:分子間無氫鍵作用,揮發(fā)性強,有刺鼻氣味的液體。沸點隨著相對分子質(zhì)量而。遇水水解l 酯:酯不溶于水。低級酯是有酯香味的液體。高級脂肪酸的高級脂肪醇酯為固體,俗稱“蠟”l 酰胺:分子間氫鍵作用強,一般為固體,但 DMF(二甲基甲酰胺)為液體,是常用的非質(zhì)子性溶劑。低級酰胺可溶于水,隨著分子量,水溶解度l 腈:偶極矩大,低級腈是可溶于水的液體,高級腈不溶于水l 沸點:酰鹵、酸酐、酯、腈的沸點低于羧酸;伯酰胺的沸點高于羧酸l IR光譜:l NMR譜:三、化學性質(zhì)l ?;系挠H核取代:酰氯、酸酐是常用的?;噭?。酯?;芰^弱,酰胺的?;芰ψ钊酰话悴挥米黪;噭?。(1)水解腈水解可得到羧酸,這是制備羧酸的方法之一: 小心控制條件,可使腈部分水解得到酰胺: (2)醇解 (3)氨解 N-未取代的酰胺與胺反應生成N-取代酰胺: (4)?;系挠H核取代反應機理:反應是分步完成的:先親核加成,后消除,最終生成取代產(chǎn)物。 (5)?;噭┑南鄬钚??;钚源笮〉捻樞驗椋乎B人狒ヵ0?原因:酰氯的羰基碳最正 L愈易離去,越有利于第二步反應(消除反應)還原反應 離去能力:ClOCOROR NH2l 還原反應(1)用氫化鋁鋰反應 酰胺和腈被還原成相應的胺 酰鹵、酸酐和酯均被還原成相應的伯醇 (2)用金屬鈉醇還原酯與金屬鈉在醇溶液中加熱回流,可被還原為相應的伯醇: (3)Rosenmund還原:制備醛 酰氯經(jīng)催化氫化還原為伯醇: 采用Rosenmund還原,可使酰氯還原為醛: l 與格式試劑反應(1)格式試劑與酯的反應:慢于酮 反應意義:酯與格氏試劑的反應是制備含有兩個相同烴基的3醇 (2)格式試劑與酰氯的反應:快于酮 低溫下,酰氯與1mol Grignard試劑反應可以得到酮下列反應可停留在酮: 原因:鄰位溴的引入使空間障礙大,親核加成反應難以進行。二芳基酮親核加成反應活性低;(3)腈與格式試劑的加成 反應意義:制備酮 l 酰胺氮原子上的反應(1)酰胺的酸堿性 酰胺一般被認為是中性的。但有時酰胺可表現(xiàn)出弱堿性和弱酸性 酰亞胺分子中氮原子上的氫具有微弱的酸性 (2)酰胺脫水 反應意義:合成腈 (3)Hofmann降解反應 反應意義:制備少一個碳的伯胺 反應機理:四、碳酸衍生物:碳酸具有胞二醇結(jié)構(gòu),不穩(wěn)定 (一)碳酰氯光氣:劇毒,具有酰氯性質(zhì)l 制法:l 性質(zhì) (二)碳酰胺 :碳酰胺俗稱尿素,具有酰胺結(jié)構(gòu)片斷,因此具有酰胺的一般性質(zhì) 用途:化肥、脲醛樹脂等。皮革上用做填充劑、制備鞣劑等l 制法:機理:l 性質(zhì):1、成鹽:脲只能與強酸成鹽,因為堿性: 2、水解: 3、加熱反應: (三)胍 l 制法:l 性質(zhì):1、強堿性:可吸收空氣中二氧化碳生成碳酸鹽2、水解: 3、生理作用: Chap 14 -二羰基化合物-二羰基化合物:兩個羰基被一個亞甲基相間隔的二羰基化合物二羰基化合物的H受兩個羰基的影響,具有特殊的活潑性一、酮烯醇互變異構(gòu) 乙酰乙酸乙酯既有羰基的性質(zhì),又有羥基和雙鍵的性質(zhì),表明它是由酮式和烯醇式兩種互變異構(gòu)體組成的二、乙酰乙酸乙酯的合成和應用l 乙酰乙酸乙酯合成:Claisen酯縮合反應1、不懂?2、反應本質(zhì):利用羰基使H的酸性大增,在強堿(堿性大于OH)作用下,發(fā)生親核加成-消除反應,最終得到-二羰基化合物。3、酮的酸性一般大于酯,所以在乙醇鈉的作用下,酮更易生成碳負離子 無H則無法形成碳負離子。4、交錯的酯縮合反應:脫羧? 5、分子內(nèi)酯縮合反應:Dieckmann反應 l 性質(zhì):1、成酮分解 2、成酸分解 反應歷程:l 在合成上的應用1、制備甲基酮 (1)一烴基取代的甲基酮(書P472) (2)二烴基取代甲基酮(書P472) (3)環(huán)狀甲基酮 2、制備二元酮 (1)制-二酮(1,3-二酮) (2)制1,4-二酮: (3)制1,6-二酮: 三、丙二酸二乙酯的合成和應用l 丙二酸二乙酯的制法l 丙二酸二乙酯在合成上應用(1)制烴基取代乙酸 (2)制二元羧酸碘搭橋:書:P473、474四、其他含活潑亞甲基的化合物l 下列化合物都屬于含活潑氫的化合物l 均可與堿作用生成親核性碳負離子,與發(fā)生親核反應,形成新CC鍵。五、Knoenenagel反應 醛、酮在弱堿(胺、吡啶等)催化下,與具有活潑-氫的化合物進行的縮合反應 六、Michael加成:制取1,5二羰基化合物的最好的方法碳負離子與,-不飽和羰基化合物進行共軛加成,生成1,5-二羰基化合物的反應其它堿和其它,-不飽和化合物也可進行Michael加成:例3:由乙酸乙酯、丙烯腈制備5-己酮酸 七、Robinson并環(huán)反應 指Michael加成與羥醛縮合聯(lián)用,合成環(huán)狀化合物 例1:由C4或C4以下有機物制備 例2、有簡單化合物合成 Chap 15 有機含氮化合物一、硝基化合物 (一)硝基烷:烷烴分子中一個或幾個氫原子被硝基取代的化合物,稱為硝基烷l 物理性質(zhì)極性答,沸點高,微溶于水,可作溶劑l 化學性質(zhì)1、酸性:有H的硝基烷可溶于堿溶液 (二)芳香族硝基化合物l 制法直接硝化:l 物理性質(zhì)1、極性大,沸點高,有苦杏仁味,毒性,不溶于水。多硝基物易爆炸,但某些多硝基物有類似于天然麝香的香氣,被稱為硝基麝香2、紅外光譜:l 化學性質(zhì)1、還原 反應式:最終產(chǎn)物為生成胺。還原劑、介質(zhì)不同,還原產(chǎn)物不同(書P483) 還原劑:H2-Ni:產(chǎn)率高,質(zhì)量純度高,無“鐵泥”污染,中性條件下進行,不破壞對酸或堿敏感的基團。Fe+HCl:酸性條件下進行,不適于還原帶有對酸或堿敏感的基團的化合物。SnCl2+HCl:保留羰基,特別適用于還原苯環(huán)上帶有羰基的化合物 反應介質(zhì):酸性介質(zhì):徹底還原,生成苯胺;中性介質(zhì):單分子還原,得N-羥基苯胺;堿性介質(zhì):雙分子還原,得到一系列產(chǎn)物 選擇性還原:硫化鈉、硫化氨、硫氫化鈉、硫氫化銨、氯化亞錫和、氯化亞錫和鹽酸(含S的催化劑均可),可以選擇性還原多硝基化合物中的一個硝基 還原電子云密度高的硝基。2、芳環(huán)上親電取代(三化:硝化、鹵化、磺化) 【注】硝基苯不能發(fā)生F-C反應,因為硝基為致鈍基團。 反應特點:反應溫度高于苯新引入基團進入間位3、硝基對鄰、對位取代基的影響 對鹵原子活潑性影響 若鹵素原子的鄰、對位有硝基等強吸電子基時,水解反應容易進行。硝基的引入有利于堿或親核試劑的進攻 對酚羥基酸性影響 在酚羥基鄰對位有硝基時,酸性增大。(是苯氧負離子有效分散,更穩(wěn)定,易于脫質(zhì)子)二、胺 胺:NH3(氨)分子中的氫原子被R或Ar取代后的衍生物 銨鹽:氮原子與四個取代基相連則帶一個正電荷,可看作銨離子的衍生物。 季銨鹽:當與氮相連的原子都是碳時,該離子稱為季銨鹽離子,化合物稱為季銨鹽l 分類 RNH2 脂肪胺;ArNH2 芳香胺; RNH2 伯胺、1胺;R2NH 仲胺、2胺;R3N 叔胺、3胺;R4NX 季銨鹽; R4NOH 季銨堿。 RNH2 一元胺, H2NRNH2 二元胺l 命名系統(tǒng)命名:NH2 氨基,NHR、NR2 取代氨基,NH亞胺基習慣命名: l 制備1、氨或胺的烴基化 該反應的產(chǎn)物是RNH2、R2NH、R3N、R4NX等的混合物,需分離精制 醇也可以做烷基化試劑: 2、腈和酰胺的還原 腈經(jīng)催化加氫得到伯胺: 酰胺用氫化鋁鋰還原得伯、仲、叔胺: 3、醛和酮的還原氨化4、從酰胺的降解制備 5、Gabriel合成法 6、硝基化合物還原:制備芳香族胺還原劑:H2Ni(orPt)、Fe(orSn)+HCl、(NH4)2S l 物理性質(zhì)低級胺有氨味或魚腥味。高級胺無味。芳胺有毒性。溶解度:低級胺可溶于水,高級胺不溶于水(氫鍵、R在分子中比重)沸點:伯、仲胺沸點較高,叔胺較低(氫鍵)IR譜:(伸縮振動)NH 35003400cm-1,伯胺為雙峰,仲胺為單峰,叔胺不出峰。 (彎曲振動)NH 1650-1580 cm-1,脂肪伯胺1615 cm-1; CN 1100 cm-1 (脂肪胺),1350-1250 cm-1 (芳香胺); N-H搖擺振動:910-650 cm-1NMR譜:書P496l 化學性質(zhì)胺是典型的有機堿,其化學性質(zhì)的靈魂是氮原子上有孤對電子,可使胺表現(xiàn)出堿性和親核性,并可使芳胺更容易進行親電取代反應1、堿性堿性:RNH2NH3苯胺(芳胺) 原因:R推電子效應可使RNH2中氮上電子云密度,孤對電子更容易給出;R推電子效應可分散RNH3中氮上正電荷,使RNH3更穩(wěn)定。芳胺中有p-共軛,N上孤對電子流向苯環(huán),使N上電子云密度,堿性 胺在水中的堿性是由電子效應、溶劑化效應、空間效應共同決定的,其結(jié)果是:213胺 在非極性或弱極性介質(zhì)(如CHCl3)中,確有堿性Me3NMe2NHMeNH2 【堿性強弱順序】: 2、成鹽(酸溶堿析法:分離提純) 3、烴基化 鹵烷做烴基化試劑 醇或酚做烴基化試劑 4、?;河H核取代 ?;噭乎B取⑺狒?、羧酸等 【合成意義】在芳胺氮原子上引入?;Wo氨基或降低氨基的致活性 引入永久性酰基 制備異氰酸酯,異氰酸酯分子中含有累積雙鍵,性質(zhì)活潑,易與水、醇、胺等加成 5、磺?;悍蛛x、鑒別伯、仲、叔胺 6、與亞硝酸的反應 脂肪族胺:也可用于區(qū)別伯仲叔胺,但不太好,不及磺?;?3胺 不反應芳香胺:鑒別芳香族胺 黃色油狀物 綠色固體7、胺的氧化 脂肪胺及芳香胺都容易被氧化。最有意義的是用H2O2或RCO3H氧化叔胺,可得到氧化叔胺 芳胺氧化:久置后,空氣中的氧可使苯胺由無色透明黃淺棕紅棕 檢驗苯胺:苯胺遇漂白粉顯紫色 8、芳環(huán)上的親電取代 (1)鹵化 可用于檢驗苯胺: 制一元溴代物: (2)硝化 用混酸硝化苯胺時,可將苯胺氧化成焦油狀物質(zhì),所以必須將苯胺溶于濃H2SO4 生成鄰對位取代: (3)磺化 l 季銨鹽和季銨堿(書P506)1、季銨鹽:具有無機鹽的性質(zhì),在水中完全電離,不溶于有機溶劑。2、季銨堿: 具有無機堿性質(zhì),在水中完全電離,堿性與無機堿相當 季銨堿受熱發(fā)生分解反應。含有-H的季銨堿發(fā)生E2熱消除反應Hoffmann規(guī)則季銨堿熱消除時,主要產(chǎn)物為雙鍵上取代基最少的烯烴 但當C上連有吸電子基時,消除反應取向遵循Saytzeff規(guī)則。 季銨堿熱消除所得烯烴的結(jié)構(gòu),可以推測出原來胺分子的結(jié)構(gòu) l 二元胺:與一元胺類似1、制法:Hofmann降解: 親核取代:工業(yè): 2、性質(zhì):二元胺為雙官能團分子,在加聚和縮聚反應中,可用作制備高分子化合物。 書P511 三個反應。三、重氮與偶氮化合物 偶氮化合物:N2兩端都與C相連者重氮化合物:N2只有一端與C相連者l 重氮鹽的制備重氮化反應反應條件:強酸性介質(zhì),HCl或H2SO4必須過量,否則偶聯(lián) 低溫下進行,否則重氮鹽室溫下分解 亞硝酸不能過量,否則促使重氮鹽分解。可用淀粉KI試紙檢驗過量的HNO2;用尿素除去過量的HNO2l 重氮鹽的反應和在合成中應用1、失氮(放出N2)的反應(親核取代反應):制備芳香化合物反應通式: (1)重氮基被氫原子取代 反應式 反應討論:用重氮鹽的鹽酸鹽或硫酸鹽均可 H3PO2H2O作還原劑較好,無副產(chǎn)物。 用C2H5OH作還原劑時,有副產(chǎn)物C6H5OC2H5生成,若用CH3OH時,則主要生成苯甲醚 應用舉例: (2)重氮基被羥基取代 反應式: 反應討論:強酸性介質(zhì)中進行,以免偶聯(lián)生成 用硫酸鹽而不用鹽酸鹽,以免生成氯苯 利用該法制備難以得到的酚 應用舉例: (3)重氮基被鹵素取代 反應式: (書P517)反應討論:制備溴化物時,可以用硫酸代替氫溴酸進行重氮化,但不宜用鹽酸。 用銅粉代替氯化亞銅或溴化亞銅,加熱重氮鹽,也可以得到相應鹵化物。 制備碘化物時硫酸鹽酸均可 制備氟化物時,除可用氟硼酸外,還可以用氟硼酸鈉。 反應意義:制備芳香族鹵化物 應用舉例: (4)重氮基被氰基取代 反應式:(書P518)反應討論:除可以用氰化亞銅的氰化鉀水溶液外,還可以在銅粉存在下,與氰化鉀溶液作用。 應用舉例: 2、保留氮的反應(還原或偶聯(lián)) (1)還原反應 重氮鹽用弱還原劑還原得到苯肼,用強還原劑還原得到苯胺 反應式: (2)偶合反應(親電取代)(書P520) 與酚偶合 反應式: 反應討論:(a)ArN2+為弱的親電試劑,要求進攻對象的電子云密度較大。因此,苯環(huán)上引入OH、NH2、NHR、NR2等強烈的致活基,可使o-、p-較負,有利于ArN2+的進攻 (b)在pH=8-10進行,是因為ArO-的o-、p-比ArOH的o-、p-更負;但若pH10,則重氮鹽轉(zhuǎn)變?yōu)闅溲趸氐絇h-N=N-OH (c)(HO-的)對位有氫,對位偶聯(lián);對位無氫,鄰位偶聯(lián) 與芳胺偶合 反應式: 反應討論:(a)反應不能在酸性進行,因 (b) pH=5-7時,PhN(CH3)2的濃度最大,最有利于偶合反應進行;若pH值過高,則生成Ph-N=N-OH (c)氮上有氫,氮上偶聯(lián);氮上無氫,鄰、對位偶聯(lián) (d)若苯環(huán)上有多個致活基時,則使苯環(huán)上電子云密度增加,有利于苯環(huán)上親電取代反應的進行 與萘環(huán)偶合 (a)偶合總發(fā)生在有致活基的環(huán): (b)萘酚和萘胺在4-位或2-位偶合, 萘酚和萘胺在1-位偶合 (c)偶合位置手反應介質(zhì)PH值影響: 偶合反應意義:制備一系列有顏色的化合物(染料、指示劑等)四、腈和異腈l 腈類通式:1、腈制法: 2、性質(zhì): (1)還原(制備胺類化合物) (2)水解(羧酸或酰胺) 控制反應條件可生成酰胺l 丙烯腈1、制法: 2、聚丙烯腈腈綸(人造羊毛) l 異腈1、制法: 【重點例題】: Chap 17 雜環(huán)化合物一、雜環(huán)化合物分類、命名、結(jié)構(gòu)l 分類非芳香性雜環(huán):無芳香性,具有與相應脂肪族化合物類似的性質(zhì)芳香性雜環(huán):有芳香性。通常,雜環(huán)化合物是指含有雜原子構(gòu)成環(huán)的、有一定芳香性的環(huán)狀化合物常見五元雜環(huán)化合物分類及名稱:書P559常見六元雜環(huán)化合物分類及名稱:書P560l 命名(書P559)雜環(huán)化合物命名常用音譯法。雜環(huán)編號一般從雜原子編起,含多個雜原子按O,S,N的次序。l 結(jié)構(gòu)和芳香性1、五元雜環(huán)結(jié)構(gòu): 呋喃、噻吩、吡咯分子中所有的原子共平面,具有與苯環(huán)類似的結(jié)構(gòu)(書P561) 五元雜環(huán)芳香性:雜原子與環(huán)形成 56的大鍵,這種大鍵由于含有6個電子,符合休克爾4n+2規(guī)則的要求,所以它們具有一定的芳香性(可發(fā)生環(huán)上的親電取代反應);由于環(huán)上的5 個原子共享6個電子,電子云密度比苯環(huán)大,發(fā)生親電取代反應的速度也比苯快得多。 2、六元雜環(huán)結(jié)構(gòu):書P561二、五元雜環(huán)化合物l 親電取代:比苯快,新引入基上位反應式: FC酰
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