有机化学基础讲座:胺类化合物性质总结 |
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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―NH2R―NH―R′![]() 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+H2O R―NH2+H2O 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 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 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 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 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 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 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 - R4N+OH - |
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