胺及其衍生物课件.ppt

*************************************重氮盐的反应重氮盐是有机合成中的重要中间体，可以通过多种反应引入不同的官能团。Sandmeyer反应是重氮盐最重要的应用之一，通过铜盐催化可将重氮基团转化为卤素(Cl,Br,I)、氰基(-CN)或羟基(-OH)。例如，苯重氮盐与CuCl反应生成氯苯，与CuCN反应生成苯腈。另一个重要应用是偶联反应，重氮盐与活化的芳香化合物(如酚、胺)反应形成偶氮化合物。这是合成偶氮染料的基础反应。此外，重氮盐还可以通过还原(如NaBH?或次磷酸)生成芳烃；与水反应生成酚；与亲核试剂发生偶联等。这种多样性使重氮化反应成为芳香化合物功能化的强大工具。偶氮化合物结构特点偶氮化合物含有-N=N-偶氮键，通式为Ar-N=N-Ar。偶氮键连接两个芳环，形成共轭体系，这是偶氮化合物显色的基础。根据取代基的不同，偶氮化合物可分为多种类型，如单偶氮(一个-N=N-键)、双偶氮(两个-N=N-键)等。偶氮键的反式构型是热力学稳定形式，但在特定条件下可转化为顺式构型。制备方法偶氮化合物主要通过重氮盐与活化芳环的偶联反应制备。首先，芳香伯胺经重氮化生成重氮盐，然后与另一分子活化芳香化合物(如酚、胺)发生偶联。反应通常在弱碱性条件下进行，以确保活化芳环具有足够的亲核性。例如，苯重氮盐与β-萘酚反应生成苯偶氮-β-萘酚，一种红色染料。物理和化学性质偶氮化合物通常是有色化合物，颜色从黄色到红色、紫色不等，这与偶氮基和芳环形成的共轭体系有关。它们在有机溶剂中溶解性良好，但水溶性较差。偶氮键可被还原为氢偶氮化合物(-NH-NH-)，进一步还原可断裂形成两个胺。某些偶氮化合物具有光致异构性，可在光照下发生顺反异构化。偶氮化合物的应用染料和颜料偶氮化合物是最重要的合成染料类别，约占所有商业染料的70%。它们色彩鲜艳，染色牢固，可用于纺织品、食品、化妆品和墨水的着色。通过改变偶氮化合物的结构，可以获得从黄色到蓝色的几乎所有颜色。这些染料通常具有良好的耐光性和耐洗性。分析试剂一些偶氮化合物如甲基橙、甲基红等是重要的pH指示剂，在酸碱滴定中广泛应用。它们在不同pH下呈现不同颜色，这是由于质子化导致的共轭体系变化。此外，某些偶氮化合物可以作为金属离子的显色剂，用于分析化学中的定性和定量检测。功能材料偶氮化合物的光致异构性使其成为开发光响应材料的理想选择。这些材料可用于光学存储、光开关和光控制释药系统。例如，含偶氮基团的聚合物可以通过光照控制其物理性质，如溶解性和黏度，从而实现智能响应功能。酰胺1结构特点酰胺含有羰基(-C=O)和氮原子直接相连的结构，通式为R-CO-NR?。根据氮原子上的取代基数量，可分为伯酰胺(-CONH?)、仲酰胺(-CONHR)和叔酰胺(-CONR?)。酰胺键具有部分双键特性，这是由于氮原子的孤对电子与羰基的π轨道发生共轭，导致C-N键具有一定的刚性和平面性。2物理性质酰胺通常是高沸点、高熔点的化合物，这主要归因于分子间强烈的氢键作用。伯酰胺和仲酰胺可以通过N-H···O=C形式的氢键相互作用，而叔酰胺虽然不能形成氢键，但仍具有较高的沸点，这是由于强烈的偶极-偶极相互作用。低分子量的酰胺如甲酰胺、乙酰胺在水中溶解性良好。3化学性质酰胺的化学稳定性较高，相比酯类更不容易水解。酰胺的水解需要较强的酸或碱催化，并且通常需要加热条件。在强还原条件下(如LiAlH?)，酰胺可被还原为胺。N-H酰胺的氢原子具有一定的酸性，可被强碱脱除形成酰胺盐。酰胺的羰基具有亲电性，可与亲核试剂反应。酰胺的制备方法酰氯方法羧酸氯与胺反应：R-COCl+RNH?→R-CONHR+HCl1酸酐方法酸酐与胺反应：(R-CO)?O+RNH?→R-CONHR+R-COOH2羧酸直接法羧酸与胺在缚合剂存在下反应：R-COOH+RNH?+DCC→R-CONHR+DCU3酯的氨解酯与胺反应：R-COOR+RNH?→R-CONHR+ROH4腈的水解腈的部分水解：R-C≡N+H?O→R-CONH?5酰胺的制备有多种方法，选择合适的方法取决于原料可得性、反应条件和目标酰胺的结构。最直接的方法是羧酸衍生物与胺的反应。酰氯方法反应速度快，产率高，但酰氯通常需要现场制备且对水敏感。酸酐方法操作简便，但产生羧酸副产物。对于复杂分子的合成，羧酸直接法更为常用。这种方法使用缚合剂如二环己基碳二亚胺(DCC)或1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺(EDC)活化羧酸。这种方法条件温和，适用于含有敏感官能团的化合物，特别是在肽合成