1、第 十 四 章 有機(jī)含氮化合物【本章重點(diǎn)】 硝基化合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)；胺的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、胺的化學(xué)性質(zhì)（堿性、 不同類型胺親核取代及其差異）、重氮化合物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)極其在有機(jī)合成上的應(yīng)用?！颈菊乱蟆?2. 熟悉胺、重氮化合物的命名與化學(xué)性質(zhì)及在有機(jī)合成上的應(yīng)用。 3.了解卡賓和苯炔的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)。 1.熟悉硝基化合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。【本章學(xué)時(shí)】 7學(xué)時(shí) 概 述 在有機(jī)化合物中，除C、H、O三種元素外，N是第四種常見(jiàn)元素。有機(jī)含氮化合物的種類很多，它們的結(jié)構(gòu)特征是含有碳氮鍵(CN、C=N、CN)，有的還含有NN、N=N、NN、 NO、N=O 及NH鍵等。 本章主要討論硝基化合物、胺類、重氮化合物和偶氮化合

2、物。它們是制取炸藥、染料、醫(yī)藥的重要原料。如機(jī)體神經(jīng)傳導(dǎo)物質(zhì)-生源胺、一些維生素、臨床上使用的苯巴比妥和磺胺類藥物等。腐胺（丁二胺）精氨酸、尸胺（戊二胺）賴氨酸收縮血管,升高血壓增強(qiáng)心臟收縮力,心率、傳導(dǎo)加快,心輸出量增加,收縮壓上升.生源胺甲基苯丙胺搖頭丸1 芳香硝基化合物(nitro compounds)分 類 分子中含有NO2官能團(tuán)的化合物統(tǒng)稱為硝基化合物。 硝基化合物的分類，依據(jù)其分類角度的不同，有多種分類方法。 硝基化合物可看成是烴分子中的一個(gè)或幾個(gè)氫原子被硝基取代的結(jié)果。 一、結(jié)構(gòu)和命名1、結(jié)構(gòu)-NO2：N，sp2雜化-與亞硝酸酯互為同分異構(gòu)2、命名 硝基化合物的命名與鹵代烴相似，

3、烴為母體，硝基為取代基。二、物理性質(zhì) (1) b.p： 因NO2是一個(gè)強(qiáng)極性基團(tuán)，因此硝基化合物具有較大的偶極矩，如：CH3NO2 的偶極矩=3.410-30C.m。偶極矩，分子間的作用力，故其沸點(diǎn)比相應(yīng)的鹵代烴還要高。 (2) 溶解性 硝基化合物的相對(duì)密度都大于1，不溶于水，即使是低分子量的一硝基烷在水中的溶解度也很小。硝基化合物不僅溶于有機(jī)溶劑，而且還溶于濃硫酸。 (3) 多硝基化合物受熱易分解而發(fā)生爆炸，如：TNT炸藥、2,4,6-三硝基苯酚(俗稱：苦味酸)。有毒 但有的多硝基化合物具有類似天然麝香的香氣，而被用作香水、香皂和化妝品的定香劑。如：IR 脂肪族硝基化合物：1560cm-1，

4、1390cm-1（2）芳香族硝基化合物： 1530cm-1，1345cm-1（2） *-NO2與Ar共軛使吸收峰向低波數(shù)移動(dòng) 1HNMR -NO2為強(qiáng)吸電子基，使苯環(huán)上質(zhì)子的化學(xué)位移向低場(chǎng)移動(dòng)三、化學(xué)反應(yīng)（一）脂肪族硝基化合物-H的反應(yīng)（復(fù)習(xí)）1. 酸性和互變異構(gòu) 具有-H的硝基化合物，可與強(qiáng)堿作用生成可溶于水的鹽。 用共振論的觀點(diǎn)，可解釋為硝基化合物的共軛堿可以被共振所穩(wěn)定。不含-H的 3硝基化合物就不能與堿作用。練習(xí)： 1、烯醇式的特點(diǎn)是什么？ 2、硝基苯和2-硝基-2-甲基-戊烷能否溶于氫氧化鈉水 溶液中，為什么？+2. 縮合反應(yīng) 與羥醛縮合、Claisen縮合反應(yīng)類似，活潑的-H可與羰

5、基化合物作用，這在有機(jī)合成中有重要的用途。 練習(xí)： 1、羥醛縮合的特點(diǎn)是什么？ 2、 Claisen縮合反應(yīng)的特點(diǎn)是什么？（二）硝基對(duì)苯環(huán)鄰、對(duì)位上取代基反應(yīng)活性的影響1 .增強(qiáng)鹵原子的活性(親核取代SN2Ar) 硝基是強(qiáng)吸電子基，當(dāng)其與苯環(huán)直接相連時(shí)，不僅使芳環(huán)上的親電取代反應(yīng)活性，以致不能進(jìn)行(如：F-C反應(yīng))，而且通過(guò)I、C效應(yīng)，對(duì)其鄰、對(duì)位的取代基產(chǎn)生顯著的影響。 但在Cl的鄰、對(duì)位引入NO2時(shí)，Cl的反應(yīng)活性，且易于發(fā)生親核取代反應(yīng)。 原因是：CCl鍵受NO2的I、C效應(yīng)的影響，使與Cl直接相連的碳原子上電子云密度，而有利于親核試劑的進(jìn)攻，使其水解反應(yīng)得以進(jìn)行。顯然,Cl原子的鄰、對(duì)

6、位上的NO2數(shù)目，其親核取代反應(yīng)活性。反應(yīng)機(jī)理 機(jī)理為芳香親核取代，分為親核加成和消除。Meisenheimer配合物中間體共振結(jié)構(gòu)式為：鄰、對(duì)位使電荷更分散；間位無(wú)此極限式最穩(wěn)定 2. 對(duì)甲基的影響增強(qiáng)甲基的活性 當(dāng)甲基的鄰/對(duì)位有NO2存在時(shí)，由于受其I、C效應(yīng)的影響，甲基上H原子的活性，從而可與苯甲醛發(fā)生縮合反應(yīng)。如：含活潑氫的化合物可以與苯甲醛縮合。3. 對(duì)酚、芳酸的酸性及芳胺堿性的影響 當(dāng)硝基的鄰、對(duì)位有OH、 COOH存在時(shí)，由于I、C效應(yīng)的影響，將使酚、芳酸的酸性增強(qiáng)。 當(dāng)硝基的鄰、對(duì)位有NH2存在時(shí)，由于I、C效應(yīng)的影響，將使芳胺的堿性減弱。 但硝基對(duì)其間位的基團(tuán)因只存在I效應(yīng)

7、，故影響較小。 具體內(nèi)容見(jiàn)酚、酸、胺的相關(guān)內(nèi)容。練習(xí)： 解釋下列堿性順序。（三）還原反應(yīng) 硝基很容易被還原。還原一般經(jīng)歷以下過(guò)程： 其還原產(chǎn)物因反應(yīng)條件、介質(zhì)不同而異。 1、在酸性介質(zhì)(通常為HCl)中，以金屬Fe、Zn或SnCl2為還原劑，可將硝基化合物直接還原成相應(yīng)的胺。2、在中性介質(zhì)中，主要生成苯基羥胺。3、在堿性介質(zhì)(通常為NaOH)中，發(fā)生雙分子還原。氫化偶氮苯的重排：4、選擇性還原：SnCl2 + HCl ：選擇性還原劑，只還原硝基，不還原羰基。 5、多硝基化合物在鈉或銨的硫化物、硫氫化物等還原劑作用下，可進(jìn)行部分還原，即還原一個(gè)硝基。缺點(diǎn)：還原鄰位或?qū)ξ粺o(wú)法預(yù)測(cè)，只能由實(shí)驗(yàn)確定6

8、、催化氫化還原2 胺類（amines)一、分類和命名1 .分類按胺上烴基數(shù)目伯胺 1仲胺 2按與氨基相連的烴基的類別分脂肪胺芳香胺 分類叔胺 3 根據(jù)氮原子上所連烴基的數(shù)目不同胺可以分為伯胺(1o胺primary amine) 、仲胺(2o胺secondary amine) 、叔胺（3o胺tertiary amine）。 NH3 RNH2 R2NH R3N 氨 1o胺 2o胺 3o胺注意：伯、仲、叔胺和伯、仲、叔醇（或鹵代烴）有著不同的意義。前者是由氮原子所連烴基的數(shù)目確定； 而后者是以羥基（或鹵原子）所連碳原子的種類確定。 仲醇 伯胺 另外，還有一類稱作季銨的化合物。包括季銨鹽（quater

9、nary aminonium salt）和季銨堿（quaternary ammniumhydrate）。 練習(xí)：按伯、仲、叔的分類法將胺和醇分類： 2 .胺的命名（1）簡(jiǎn)單胺以胺作母體，烴基作取代基，稱某胺普通命名。 乙胺 二苯胺 甲乙胺（ethylamine） （diphenyl amine） （ethylmethylamine）對(duì)于氨基不在-位的伯胺可采用與醇類似的命名法。 3-戊胺 ,丁二胺 （3-pentylamine） (putresine) 當(dāng)?shù)贤瑫r(shí)連有芳基和脂肪烴基時(shí)，以芳胺作母體，在脂肪烴基前加“N”字表示脂肪烴基連在氮原子上。 甲基苯胺 N,N-二乙基苯胺(N-methyl

10、 aniline) (N-ethyl-N-methyl aniline) （2）比較復(fù)雜的胺采用氨基作取代基，命名為烴。 系統(tǒng)命名甲基氨基戊烷 二甲氨基丁烷 (3-amino-2-methylpentane) (2-dimethylinbuthane) 季銨類化合物和胺的離子型化合物可作為銨離子（NH4+）的衍生物來(lái)命名，“負(fù)離子”化“正離子”，烷基依基團(tuán)順序?qū)懺阡@字的前面。 四氯化甲銨 氫氧化三甲基乙基銨(tetramethylammonium chloride) (ethyltrimethylammonium hydroxide)另外，胺（1、2、3）的鹽因表現(xiàn)形式不同還可以如此命名。 氯

11、化苯銨(anilinium chloride) 鹽酸苯胺或苯胺鹽酸鹽(aniline hydrochloride)注意：“氨”用于表示取代基，“胺”表示氨的烴基衍生物，“銨”用于季銨類化合物和胺的離子型化合物，二、胺的結(jié)構(gòu)（1） 氨和胺中的N是不等性的 sp3雜化，未共用電子對(duì)占據(jù)一個(gè)sp3雜化軌道。（2） 隨著N上連接基團(tuán)的不同，鍵角、鍵長(zhǎng)大小均會(huì)有改變。（3） 當(dāng)?shù)由纤B的3個(gè)原子和基團(tuán)不同時(shí)，氮原子是手性中心，應(yīng)有一對(duì)對(duì)映體，但容易相互轉(zhuǎn)換。（4） 但當(dāng)有因素能阻斷轉(zhuǎn)換時(shí)，可拆分出對(duì)映體。季銨化合物橋環(huán)化合物芳香胺：以苯胺為例三、胺的物理性質(zhì) 1、物態(tài) 甲胺、二甲胺、三甲胺和乙胺為氣

12、體，其它胺為液體或固體。許多胺類有難聞的氣味，如三甲胺有魚(yú)腥味、1,4-丁二胺俗稱腐肉胺、1,5-戊二胺俗稱尸胺。2、溶解性 3、沸點(diǎn)(b.p) 與醇相似，伯胺、仲胺可以形成分子間氫鍵，其沸點(diǎn)高于相對(duì)分子質(zhì)量相近的非極性化合物(如烷烴)，而低于相應(yīng)的醇或羧酸. 叔胺不能形成分子間氫鍵，其沸點(diǎn)低于相對(duì)分子質(zhì)量相近的伯胺和仲胺，而與相對(duì)分子質(zhì)量相近的烷烴差不多。低級(jí)胺可以溶于水，但隨著碳數(shù)增多而逐漸降低。 波譜性質(zhì) IR譜： NMR譜：四、胺的化學(xué)反應(yīng)（一）堿性與銨鹽的生成N上的電子云密度，接受質(zhì)子的能力，堿性。 胺的堿性強(qiáng)弱 ：脂肪胺氨芳香胺。 1. 脂肪胺在氣相或非水溶液中3胺2胺1胺 (電子

13、效應(yīng)的影響)在水溶液中2胺1胺 3胺電子效應(yīng)、空間效應(yīng)和溶劑化效應(yīng)共同影響的結(jié)果（1）電子效應(yīng)的影響 脂肪胺烴基的+ I 效應(yīng) ，使N 上的電子云密度增高。且N 上烴基越多，N 上電子云密度越高。單就電子效應(yīng)對(duì)胺的堿性影響，在氣態(tài)條件下，其堿性強(qiáng)弱順序?yàn)椋?胺2胺1胺（2）空間效應(yīng)的影響 N 原子上連接的基團(tuán)越大越多，使N 原子上的孤對(duì)電子與H+結(jié)合越難（空間阻礙增大），堿性越弱。 單就空間效應(yīng)對(duì)胺的堿性影響來(lái)說(shuō)，在水溶液中，其堿性強(qiáng)弱的順序?yàn)椋?1胺2胺3胺（）水的溶劑化效應(yīng)單一溶劑化作用對(duì)胺堿性影響使堿性強(qiáng)弱順序?yàn)椋?胺2胺3胺2. 芳胺 電子 效應(yīng)： 1胺2胺3胺空間 效 應(yīng)： 1胺2胺

14、3胺 溶劑化效應(yīng)： 1胺2胺3胺總結(jié)果： 1胺2胺3胺3. 季銨類化合物 季銨類化合物 中的N上已連有四個(gè)烴基并帶正電荷，再也不能接受質(zhì)子，堿性由其所結(jié)合的負(fù)離子來(lái)決定。因此季銨堿的堿性為強(qiáng)堿。 季銨堿 2胺1胺、3胺NH3 1 胺 2胺3胺 脂肪胺 芳香胺 練習(xí)：解釋下列化合物的堿性順序 取代芳胺堿性分析：吸電子基減弱堿性，斥電子基增強(qiáng)堿性。如硝基苯胺、甲基苯胺4. 成鹽 即使是堿性較弱的芳胺也可與強(qiáng)酸作用成鹽，由于銨鹽是弱堿生成的鹽，因此它遇到強(qiáng)堿就會(huì)游離出來(lái)。 應(yīng)用（1）分離胺類與非堿性物質(zhì)。 （2）在制藥過(guò)程中，常利用堿性將難溶于水的胺類藥物制成鹽，以增加其水溶性。例如，局部麻醉藥鹽酸

15、普魯卡因（Procaine hydrochloride）。（二）烴基化反應(yīng) 胺是一種親核試劑，可以與鹵代烷或活潑芳鹵發(fā)生親核取代反應(yīng)（SN2），在胺的N原子上引入烴基，故稱烴基化反應(yīng)。R4NX-RX + NH3RNH2R2NHR3NOH-OH-OH-RXRXRX+ 1RX 2RX, 3RX 以消除為主。RX鹵代烴的反應(yīng)活性為：RIRBrRCl（三）酰化和磺?；磻?yīng) （1）?；?脂肪族或芳香族1胺和2胺可與酰化試劑酰鹵、酸酐或酯發(fā)生親核取代生成酰胺。 叔胺N上沒(méi)有H原子，故不發(fā)生?；磻?yīng)。3o胺 + 磺酰氯 （2）磺?；?興斯堡反應(yīng)（Hinsberg）反應(yīng)現(xiàn)象分析：1o胺 + 磺酰氯沉淀溶解沉淀

16、NaOHH+2o胺 + 磺酰氯沉淀（既不溶于酸，又不溶于堿） 3胺油狀物 + TsO-的水溶液 + NaCl 油狀物消失H+-OHNaOHRNH2 +NaOH-H2ONaOHH+R2NH +NaOH-H2OR3N +NaOH-H2OR3N +R3NH+H+-OH磺酰胺的水解速率比酰胺慢得多。興斯堡反應(yīng)的反應(yīng)式應(yīng) 用1. 用于胺類的鑒定、分離。2. 用于保護(hù)氨基（四）與亞硝酸反應(yīng)1伯胺 芳香族伯胺在低溫下與亞硝酸反應(yīng)生成芳香重氮鹽（diazonium salt）,稱重氮化反應(yīng)。當(dāng)將重氮鹽加熱至室溫分解則放出氮?dú)狻?脂肪族伯胺與亞硝酸反應(yīng)得脂肪族重氮鹽，極不穩(wěn)定，低溫下也很快分解，生成正碳離子，同

17、時(shí)放出氮?dú)狻?脂肪伯胺與亞硝酸 ：環(huán)狀-氨基醇的擴(kuò)環(huán)反應(yīng)制環(huán)酮應(yīng)用：測(cè)定氨基的量（根據(jù)N2的量） 鑒別脂肪族、芳香族伯胺+2仲胺產(chǎn)物：N-亞硝基胺（N-nitrosoamine）。 N-亞硝基胺大多是中性、不溶于水的黃色油狀物或固體，與稀酸共熱時(shí)則分解成原來(lái)的胺。 常利用此反應(yīng)分離或精制仲胺。 亞硝基化合物的毒性很強(qiáng)，大多數(shù)具有致癌作用，其致癌范圍很廣，特別是肝癌，其致癌能力主要取決于化合物本身的結(jié)構(gòu)而與物種無(wú)關(guān)。雖然N-亞硝基化合物在自然界含量較少，但能形成亞硝胺的仲胺和亞硝酸鹽分布很廣。煙草、魚(yú)制品以及作為發(fā)色劑和防腐劑的亞硝酸鹽易與食品中的胺作用生成亞硝胺。更為重要的是亞硝胺可在人體內(nèi)合

18、成，特別是在胃、口腔和膀胱中為甚。 亞硝胺在紫外線的照射下能發(fā)生不可逆的光解反應(yīng)，維生素C能還原亞硝酸鹽，可以阻止亞硝胺的體內(nèi)合成。所以，良好的生存環(huán)境和多食新鮮的蔬菜和水果對(duì)預(yù)防癌癥具有重大意義。3叔胺 脂肪叔胺與亞硝酸生成不穩(wěn)定的亞硝酸鹽。亞硝酸鹽溶于水，無(wú)反應(yīng)現(xiàn)象。 芳香叔胺與亞硝酸反應(yīng)，極易發(fā)生芳環(huán)上的親電取代反應(yīng)，生成C-亞硝基化合物。-NO主要進(jìn)入氨基的對(duì)位，若對(duì)位被占據(jù)則進(jìn)入鄰位。 上述C-亞硝基化合物是在強(qiáng)酸條件下進(jìn)行的的反應(yīng)，產(chǎn)物是桔黃色。加堿中和顯翠綠色。應(yīng)用：區(qū)別脂肪族伯仲叔胺；芳香族伯仲叔胺練習(xí)： 用簡(jiǎn)單化學(xué)方法鑒別下列化合物1苯胺 2環(huán)己胺 3N-甲基苯胺 小結(jié)：脂肪

19、胺、芳香胺與亞硝酸的反應(yīng)3o胺分類1o胺2o胺脂肪胺與亞硝酸的反應(yīng)芳香胺與亞硝酸的反應(yīng)RNH2NaNO2, HClR-NNCl-N2R+醇、烯、鹵代烴等的混合物ArNH2NaNO2, HCl0-5oC0-5oCAr-NNCl-+發(fā)生取代反應(yīng)制備ArX, ArCN, ArOH, ArSH, ArH, Ar-ArR2NHNaNO2, HClR2N-N=OSnCl2, HClR2NH與脂肪胺類似N-亞硝基二級(jí)胺黃色油狀物或固體R3N + HNO2R3NH+NO2-OH-1o胺放出氣體。 2o胺出現(xiàn)黃色油狀物。 3o胺發(fā)生成鹽反應(yīng)，無(wú)特殊現(xiàn)象。1o胺放出氣體。 2o胺出現(xiàn)黃色油狀物。 3o胺出現(xiàn)綠色或

20、桔黃色晶體。（五）芳環(huán)上的取代 苯胺與溴水反應(yīng)立即生成2，4，6-三溴苯胺, 該反應(yīng)能定量完成，可用于定性和定量分析。 制備單鹵代苯胺方法：1鹵代反應(yīng)練習(xí)： 完成下列反應(yīng)2硝化反應(yīng) 芳伯胺直接硝化易被硝酸氧化，必須先把氨基保護(hù)起來(lái)（乙?；虺甥}），然后再進(jìn)行硝化。 硫3磺化反應(yīng) 苯胺與濃硫酸作用成鹽后在180加熱脫水，生成不穩(wěn)定的苯胺磺酸，很快重排成對(duì)氨基苯磺酸。 對(duì)氨基苯磺酸兼有酸、堿兩種官能團(tuán)，以內(nèi)鹽的形式存在，熔點(diǎn)高。水溶性小。 對(duì)氨基苯磺酸是最簡(jiǎn)單的磺胺類藥物，也是其它磺胺類藥物的母體。其合成路線為： 在氨解時(shí)以其它胺類代替NH3就可得到各類磺胺類藥物，如SMZ。氯磺化4、Friede

21、l-Crafts反應(yīng)叔胺可直接F-C反應(yīng)（六）其它反應(yīng)與醛酮反應(yīng)2、仲胺與有-氫的醛酮加成，再脫水得烯胺烯胺 羰基化合物 + 仲胺水解1、伯胺與醛酮生成西佛堿（Schiff base）水解又可得原來(lái)的胺和醛，所以可以用來(lái)保護(hù)氨基和醛基。-H2O五、胺的制備1、氨或胺的烴基化SN22、硝基的還原RNO2 RNH2還原劑還原劑：酸性：Fe+HCl，Zn+HCl，Sn+HCl，SnCl2+HCl堿性：Na2S，NaHS，(NH4)2S, NH4HS，LiAlH4中性： （催化加氫法）Ni，Pt，Pd注：NaHS可使二硝基化合物中的一個(gè)硝基3、 酰胺、肟、腈和疊氮化合物的還原 還原劑 還原劑:LiAl

22、H4,B2H6,催化氫化(肟還可用Na+C2H5OH) 腈、肟和疊氮化合物的還原得一級(jí)胺, 酰胺的還原可得一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)胺。4、 還原氨化胺化還原還原RCHORCHO還原（RCH2）3N 用甲酸銨在高溫下與醛、酮反應(yīng)可得伯胺，稱為劉卡特(Leuckart)反應(yīng)。5、酰胺的Hoffmann重排 RCONH2 RNH2NaOH，Br2注：只用于有伯氨基的酰胺6、加布瑞爾（Gabriel）合成法適用于：1、2鹵代烷；SN2機(jī)理。7、曼尼希（Mannich）反應(yīng) 在有-H的酮的-位引入一個(gè)氨甲基。反應(yīng)可在水、醇中進(jìn)行，可用三聚或多聚甲醛或甲醛水溶液。產(chǎn)物以鹽的形式存在。3 季銨鹽和季銨堿一、季銨鹽叔

23、胺與鹵代烴反應(yīng)即得到季銨鹽。 鹵代烴與胺的活性為： RIRBrRClRF。具有長(zhǎng)鏈的季銨鹽都有表面活性作用，常用作表面活性劑。 季銨鹽是離子型化合物，易溶于水，不溶于乙醚等非極性有機(jī)溶劑。分子中既含有憎水的烴基，又含有親水的銨離子，有去污、清潔、抑菌、殺菌作用。臨床上用作消毒防腐劑。溴化二甲基十二烷基芐基銨 新潔爾滅 bromo-geramine溴化二甲基十二烷基-（2-苯乙氧基）銨 杜滅芬bromo-duminphene季銨鹽還常用作相轉(zhuǎn)移催化劑PTC。Q+起著運(yùn)送負(fù)離子的作用，能自由穿梭于兩相。二、季銨堿 季銨鹽與濕的氧化銀作用可轉(zhuǎn)變成氫氧化四烴基銨季銨堿。 季銨堿是一個(gè)強(qiáng)堿，其堿性與Na

24、OH或KOH相當(dāng)，受熱則發(fā)生分解。不含-H原子季銨堿的熱分解SN2反應(yīng)含-H原子季銨堿的熱分解E2消除反應(yīng)1 . SN2反應(yīng) 不含-H原子季銨堿的熱分解SN2反應(yīng)2 .消除反應(yīng)A、反應(yīng)含-H原子季銨堿的熱分解E2消除反應(yīng) 氫氧根負(fù)離子進(jìn)攻-H 并奪取-H ，同時(shí)CN鍵斷裂，發(fā)生消除反應(yīng)Hofmann消除B. 消除的取向 當(dāng)分子中有兩種或兩種以上不同的-H 原子可以被消除時(shí)，其消除取向與-H 原子的酸性（主要因素）和空間效應(yīng)有關(guān)。 (1) Hofmann規(guī)則-H 原子的酸性和空間效應(yīng)一致： 當(dāng)分子中有兩種或兩種以上不同的-H 原子可以被消除時(shí)，主要生成取代基少的烯烴，稱為Hofmann規(guī)則。酸

25、性： 1-H2-H 空間效應(yīng)：進(jìn)攻1-H空間位阻小Hofmann規(guī)則只適合于烷基季銨堿 (2) 不符合Hofmann規(guī)則的熱消除-H 原子的酸性和空間效應(yīng)不一致， -H 原子的酸性起主導(dǎo)作用。酸 性： -H -H 空間效應(yīng)： -H-H起決定作用解 釋 反應(yīng)按E2機(jī)理進(jìn)行，由于三甲氨基不是一個(gè)好的離去基團(tuán)，而它的-H受強(qiáng)吸電子作用酸性較大，因此在強(qiáng)堿的作用下位C-H鍵斷裂比C-N的大。A電子效應(yīng) 由此可見(jiàn)， 過(guò)渡態(tài)時(shí)，-碳具有負(fù)碳離子的性質(zhì)， -碳原子上連有給電子烷基時(shí)，使過(guò)渡態(tài)不穩(wěn)定，使連在-碳上的氫不容易消除，所以消除易發(fā)生在取代基少的-碳上，得Hofmann規(guī)則產(chǎn)物。C1C2發(fā)生消除E2消

26、除反應(yīng)要求被消除的H與離去基團(tuán)處于反式共平面。B立體化學(xué)空間效應(yīng)C2C3發(fā)生消除 其中最穩(wěn)定構(gòu)象是，但其沒(méi)有反式共平面的氫；在、中雖有與N+(CH3)3處于反式共平面的氫原子，但兩種構(gòu)象均不穩(wěn)定。有時(shí)也發(fā)生順式消除。（3）. Hofmann反應(yīng)的應(yīng)用徹底甲基化 由于季銨堿的熱消除具有一定的取向，因此通過(guò)測(cè)定烯烴的結(jié)構(gòu)，可以推測(cè)胺的結(jié)構(gòu)。如：象這種用過(guò)量CH3I與胺作用生成季銨鹽的過(guò)稱為徹底甲基化。H4 重氮與偶氮化合物無(wú)論是重氮還是偶氮化合物，分子中都含有N=N原子團(tuán)。 當(dāng)N=N原子團(tuán)的兩端都與烴基直接相連時(shí)，這類化合物稱為偶氮化合物，其通式為：RN=NR。如： 當(dāng)N=N原子團(tuán)只有一個(gè)氮原子與

27、烴基直接相連，這類化合物稱為重氮化合物，其中重氮鹽尤為重要。如：一、芳香重氮鹽 芳香族重氮鹽所以穩(wěn)定，是因?yàn)槠渲氐}正離子中的CNN鍵呈線型結(jié)構(gòu)， - 共軛的結(jié)果。 重氮鹽的化學(xué)性質(zhì)活潑，能發(fā)生多種反應(yīng)，在有機(jī)合成上的用途十分廣泛。但大體上可分為兩大類：（1）放出氮的反應(yīng)（2）保留氮的反應(yīng)（一）放出氮的反應(yīng)1、被X或CN取代 重氮鹽在一定條件下分解，重氮基被其它原子或基團(tuán)取代，同時(shí)放出N2。 以CuCl、CuBr或CuCN為催化劑的反應(yīng)，叫Sandmeyer(桑德邁爾)反應(yīng) 。以Cu為催化劑的反應(yīng)，叫Gattermann(蓋特曼)反應(yīng)。X=Cl、Br 碘化物的生成最容易，只需用KI與重氮鹽一起

28、共熱即可，且收率良好。 氟化物的制備與上述諸反應(yīng)不同，它需要先將氟硼酸加到重氮鹽溶液中，生成不溶解的氟硼酸重氮鹽沉淀，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥后，小心加熱，即分解得到芳香氟化物。 該反應(yīng)稱為Schiemann(希曼)反應(yīng)。2、被-NO2、-SO2OH、-SCN取代 重氮離子的氟硼酸鹽在銅粉存在下與NaNO2、Na2SO3、NaSCN溶液反應(yīng)，則重氮基被取代。3、 被OH取代 該法主要用來(lái)制備沒(méi)有異構(gòu)體的酚和用磺化堿融等其它方法難以得到的酚。 值得注意的是該法不宜使用重氮苯鹽酸鹽。因?yàn)椋褐氐}的水解反應(yīng)是分步進(jìn)行的：氮鹽的水解反應(yīng)是分步進(jìn)行的：4、被 H 原子取代 這兩種方法中，以次磷酸還原為好；而以

29、乙醇還原產(chǎn)率則不高，因往往有副產(chǎn)物ArOC2H5生成。應(yīng)用:5、重氮鹽的取代反應(yīng)在合成上的應(yīng)用分析：(1) 先引入一個(gè)基團(tuán)，但無(wú)論是先引入CH3(為鄰、對(duì) 位基)還是先引入NO2都不行(不能進(jìn)行酰基化)。 (2) 考慮苯環(huán)上有兩個(gè)取代基，成功引入第三個(gè)取代基 后再去掉一個(gè)基團(tuán)。這里有兩種情況： 其原因是：為避免烷基化時(shí)催化劑的中毒，致使反應(yīng)不能進(jìn)行。（二） 保留氮的反應(yīng)1、還原反應(yīng) 在還原劑的作用下，芳香重氮鹽的重氮基可被還原成苯肼，還原劑包括：氯化亞錫、亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、硫代硫酸鈉若以較強(qiáng)的還原劑作用，重氮鹽可被還原成苯胺。 2 、偶合反應(yīng) 在適當(dāng)條件下，重氮鹽可與酚、芳胺作用，失去一分子HX，與此同時(shí)，通過(guò)偶氮基N=N將兩分子偶聯(lián)起來(lái)，該反應(yīng)稱為偶合反應(yīng)。 偶合反應(yīng)不能在強(qiáng)酸或強(qiáng)堿性介質(zhì)中進(jìn)行。 因?yàn)樵趶?qiáng)酸介質(zhì)中，酚或芳胺都能被質(zhì)子化而使苯環(huán)鈍化，因而難以與弱的親電試劑反應(yīng)。 而在強(qiáng)堿介質(zhì)中，重氮鹽正離子與堿作用，可生成重氮酸或其鹽。A. 偶合