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有机化学基础讲座:胺类化合物性质总结

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′
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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

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苯胺

仲胺:

CH3-NH-CH2-CH3

甲乙胺

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二苯胺

叔胺:

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甲乙丙胺

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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:

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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

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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:

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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:

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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:

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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+H2O有机化学基础讲座:胺类化合物性质总结NH4 + OH

R—NH2+H2O有机化学基础讲座:胺类化合物性质总结R—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:

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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有机化学基础讲座:胺类化合物性质总结 CH3—NH3+Cl (或 CH3—NH2·HCl)

氯化甲铵  盐酸甲胺

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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

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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:

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CH2NH2 + (CH3CO)2O 有机化学基础讲座:胺类化合物性质总结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。

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(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。

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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

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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 有机化学基础讲座:胺类化合物性质总结(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有机化学基础讲座:胺类化合物性质总结 [(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:

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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

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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。

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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(R4NX)和季铵碱(R4NOH)。其结构式为:

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季铵盐可由叔胺与卤烷反应生成:

R3N + R—X有机化学基础讲座:胺类化合物性质总结 R4NX(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

R4NX + NaOH 有机化学基础讲座:胺类化合物性质总结R4NOH + 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:

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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:

R4NX 有机化学基础讲座:胺类化合物性质总结 R3N + RX

R4NOH 有机化学基础讲座:胺类化合物性质总结 R3N + ROH

(责任编辑:化学自习室)
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