有机化学基础讲座:胺类化合物性质总结
时间:2020-11-18 11:49 来源:未知 作者:化学自习室 点击:次 所属专题: 胺类化合物
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一、胺的分类及命名
胺 :它可看作是氨分子中的1个氢或几个氢原子被烃基取代后的产物
(一)胺的分类
1.根据胺分子中氮原子上所连烃基的数目不同,可分为伯胺、仲胺和叔胺。
R—NH2 | R—NH—R′ | ![]() |
伯胺 | 仲胺 | 叔胺 |
2.根据胺分子中氮原子上所连的烃基种类不同,可分为脂肪胺和芳香胺。
R—NH2 Ar—NH2
脂肪胺 芳香胺
3.根据胺分子中氨基的数目不同,可分为一元胺、二元胺和多元胺。
一元胺:CH3—CH2—NH2 二元胺:H2N—CH2—CH2—NH2
脂肪胺 | 芳香胺 | |
伯胺: | R-NH2 甲胺 | 苯胺 |
仲胺: | CH3-NH-CH2-CH3 甲乙胺 | 二苯胺 |
叔胺: | 甲乙丙胺 | 三苯胺 |
请注意:伯胺、仲胺、叔胺与伯醇、仲醇、叔醇的区别,胺是根据氮原子上 所连烃基数目来分为伯胺、仲胺、叔胺,而醇则是根据羟基所连的烃基来分为伯醇、仲醇、叔醇。例如:
伯胺 叔醇
(二)胺的命名
1 .简单的胺以胺为母体,按烃基的名称称为某胺。例如
2:仲胺和叔胺的氮原子上连的烃基相同时,用二或三标明烃基数目,写在烃基名称前;烃基不同时,从简单到复杂依次写出烃基的名称。例如:
3.芳香仲胺和叔胺的氮原子上连有烃基时,以芳香胺为母体,在烃基前标“N-”,以区别连接在芳环上的烃基。例如:
4.多元胺可参照多元醇命名,二元胺称为某二胺。例如:
NH2—CH2—CH2—NH2 | H2N—CH2—CH2—CH2—CH2—NH2 |
乙二胺 | 1,4-丁二胺 |
5.对于结构复杂的胺,则以烃为母体,氨基用为取代基命名。例如:
二、胺的性质
胺和氨相似,其氮原子上都存在未共用的电子对,其化学性质主要决定于此对电子对
(一)碱性
胺和氨相似,水溶液呈弱碱性。这是由于胺分子中氮原子上未共用的电子能接受水中的H+离子,使溶液中的OH-浓度增大,所以溶液呈碱性。
NH3+H2ONH4+ + OH-
R—NH2+H2OR—NH3++ OH-
胺都是弱碱,不同的胺碱性强弱不同。
1.脂肪胺的碱性比氨强,并且仲胺>伯胺>叔胺。
二甲胺> 甲胺 > 三甲胺 > 氨
PKb 3.27 3.36 4.24 4.75
2.芳香胺的碱性比胺弱,即:脂肪胺>氨>芳香胺。并且:
PKb 8.93 9.15 9.30 13.0 近于中性
3.胺能与强酸作用生成盐。例如:
R—NH2 + HCl CH3—NH3+Cl- (或 CH3—NH2·HCl)
氯化甲铵 盐酸甲胺
胺的盐有固定的熔点。铵盐易溶于水,其水溶液与氢氧化钠等作用生成游离出原来的胺
因此,可利用胺的碱性与成盐的性质,鉴别、分离提纯胺。
(二)酰化反应
胺与酰卤或酸酐反应,胺的氮原子上的氢原子被酰基(RCO-) 取代生成酰胺,此反应称为酰化反应。
伯胺和仲胺的氮上都有氢原子,能发生酰化反应,而叔胺上氮没有氢原子,故不能发生酰化反应。例如:
CH2NH2 + (CH3CO)2O CH3CONHCH2CH3 + CH3COOH
乙胺 乙酸酐 乙酰乙胺 乙酸
伯胺、仲胺也可与苯磺酰氯发生苯磺酰化反应,叔胺的氮上反应产物苯磺酰伯胺,氮上还有一个氢原子,受苯磺酰基的可与碱反应成盐而溶于碱性溶液中。而苯不溶于碱性溶液。利用这些性质可以鉴别和分离出三种胺类,此反应也称为兴斯堡(Hinsberg)反应。
(三)伯胺与亚硝酸的反应
胺都能与亚硝酸反应,但伯、仲、叔胺所得产物不相同。
1、伯胺与亚硝酸的反应
脂肪伯胺与亚硝酸的反应先生成重氮盐, 但不稳定,在低温(0 C ~5°C)也立刻分解,定量地放出氮气。
芳香伯胺与亚硝酸反应,生成较稳定的重氮盐,在0°C ~5°C下不分解,但在0℃~5℃下不分解,但在室温时即分解而放出氮气
此反应能定量放出氮气,可用于伯胺的定量测定。
2.仲胺与亚硝酸反应
脂肪仲胺或芳香仲胺与亚硝酸反应都生成N-亚硝基胺, 仲胺氮上氢原子被亚硝基(一NO)取代。例如:
(CH3CH2)2NH + HO—NO (CH3CH2)2N—NO + H2O
二乙胺 N-亚硝基二乙胺
3.叔胺与亚硝酸的反应
脂肪叔胺与亚硝酸的反应生成不稳定的水溶性亚硝酸盐
(CH3CH2)3N + HNO2 [(CH3CH2)3NH]+ NO2-
三乙胺 亚硝酸三乙铵
芳香叔胺与亚硝酸的作用,不生成盐,而是在苯环的对位引入亚硝基(一NO), 生成对亚硝基芳叔胺。例如:
亚硝基化合物在强酸条件下反应的产物呈桔红色,如加碱到碱性,即从桔红 色转变为翠绿色。颜色的变化是由于在酸性和碱性溶液中,亚硝基化合物的结构不同
根据亚硝酸与脂肪族和芳香族伯、仲、叔胺反应的不同,可以鉴别不同的胺。
(四)苯胺与溴水的反应
芳香族胺的氮原子原子上未共用电子对与苯环发生供电子共轭效应,使苯环电子云密度增大,在氨基的邻、对位增大更加显著,使得苯胺更易发生亲电取代反应,得邻、对位取代产物。
苯胺与溴水反应,立即生成2,4,6-三溴苯胺白色沉淀。此反应可用于苯胺的定性鉴别和定量分析。
四、季铵盐和季铵碱
氮原子连接4个烃基的化合物称为季铵化合物,氮原子上连的四个烃基可以相同也可不同,它可以分季铵盐(R4N+X-)和季铵碱(R4N+OH-)。其结构式为:
季铵盐可由叔胺与卤烷反应生成:
R3N + R—X R4N+X-(季铵盐)
季铵碱可由季铵盐与氢氧化钠醇溶液混合反应,生成的卤化钠不溶于醇,经过滤蒸发可得季铵碱
R4N+X - + NaOH R4N+OH - + NaX
季铵盐 季铵碱
季铵碱的命名与铵盐和碱的命名相似,若四个烃基不同时,将烃基从简单到复杂进行排列。例如:
季铵盐和季铵碱都是离子化合物,是白色结晶性固体,具有盐的性质,易溶于水,不稳定,加热后易分解:
R4N+X - R3N + RX
R4N+OH - R3N + ROH
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