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第十一章 含卤和含氮有机化合物

后页. 前页. 首页. 第十一章 含卤和含氮有机化合物. 3. 3. 第一节 卤代烃. 1. 3. 第二节硝基化合物. 2. 第 三 节 胺. 第 四 节  有机含磷化合物. 4. 首页.  知识目标:.   1.掌握含卤、含氮化合物的命名。   2.掌握含卤、含氮 、含磷 化合物的重要化学性质。.  能力目标:. 1. 会根据有机含卤、氮、磷化合物的结构或名称写出其对应的名称或结构。 2. 能依据有机含卤、含氮、含磷化合物的性质解释对应的生产应用中化学变化。 3. 会用简单的化学方法区别常见的含卤、含氮化合物。. 第一节 卤代烃.

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第十一章 含卤和含氮有机化合物

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  1. 后页 前页 首页 第十一章 含卤和含氮有机化合物

  2. 3 3 第一节 卤代烃 1 3 第二节硝基化合物 2 第三节 胺 第四节 有机含磷化合物 4 首页

  3. 知识目标:   1.掌握含卤、含氮化合物的命名。   2.掌握含卤、含氮、含磷化合物的重要化学性质。

  4. 能力目标: 1.会根据有机含卤、氮、磷化合物的结构或名称写出其对应的名称或结构。 2.能依据有机含卤、含氮、含磷化合物的性质解释对应的生产应用中化学变化。 3.会用简单的化学方法区别常见的含卤、含氮化合物。

  5. 第一节 卤代烃 一、卤代烃的分类 卤代烃:烃分子中的氢原子被卤素原子取代之后的产物,简称卤烃。卤原子是卤烃的官能团。 根据烃基结构的不同分:卤代脂肪烃,包括卤代烷,卤代烯,卤代炔等;卤代脂环烃;卤代芳香烃等。 根据卤烃分子中所含卤原子数目划分为:一元卤代烃,多元卤代烃。

  6. 二、卤代烷烃的命名

  7. 三、卤代烷烃的性质 在卤烷分子中,卤原子是它的官能团,其电负性比碳原子大,强极性的碳卤共价键决定了卤烷可与多种试剂发生化学反应。

  8. 对溴甲苯 氯乙烯 氯苯 四、卤代烯烃与卤代芳烃 1.分类 根据分子中卤原子与不饱和键的相对位置可以把卤代烯烃、卤代芳烃分为以下三类: (1)乙烯(苯基)型卤代烃 卤原子直接连在不饱和碳原子上的卤代烃。如:

  9. (2)烯丙基(苄基)型卤代烃 卤原子与不饱和碳原子之间相隔一个饱和碳原子。如: 氯化苄 3-氯-1-丙稀 (3)隔离型卤代烃 卤原子与不饱和碳原子之间相隔两个或两个以上的饱和碳原子。如:

  10. 2.卤素反应活性比较 实验分析   取适量的3-氯-1-丙烯、4-氯-1-丁烯、氯苯分别溶于适量的乙醇溶剂中,各加入一定量的硝酸银的醇溶液,充分振荡,数十分钟后再加热,观察到的试验现象为:3-氯-1-丙烯在室温下立即生成氯化银沉淀,4-氯-1-丁烯在室温下不生成沉淀,受热后有沉淀生成;氯苯即使加热也无沉淀生成。

  11. 实验表明三种类型的卤代烯烃或卤代芳烃性质差别:实验表明三种类型的卤代烯烃或卤代芳烃性质差别: 烯丙基型卤代烃最活泼,隔离型卤代烃次之,乙烯型卤代烃最不活泼。 烯丙基(苄基)型卤代烃与硝酸银的醇溶液在室温下立即生成卤化银沉淀; 硝酸银的醇溶液与乙烯(苯基)型卤代烃在加热条件下也无沉淀生成。如:氯化苄碱性水解反应很快,而氯苯水解则需高温、高压并在催化剂存在下才能进行。

  12. 练一练: 用简单的化学方法鉴别对溴甲苯、苄基溴、1-苯基-3-氯丙烷。 知识窗: 重要的含卤化合物有很多种,在生产实际中有着重要的应用。其中氟氯代烃极大地改变了人类的生活质量,但同时又造成了可观的环境污染问题。这些氟氯代烃的商品名又称氟里昂(Freon),简写作FXXX。F后的第一个阿拉伯数字代表分子中的碳原子减去1所得,第二个数字等于分子中的氢原子数加1,第三个数字代表分子中的氟原子数。如:CCl2F2为F12,第一个数字为零,可不写出。再如:F21,CHCl2F;F113,CClF2CCl2F;F114,CClF2CClF2。氟里昂是优良的制冷剂。它们具备加压容易液化,气化热大,安全性高,不燃、不爆、无嗅、无毒等优良性能。氟里昂有稳定的化学性能,不易分解,残留在大气中并不断上升对臭氧层有破坏作用。

  13. 第二节 胺 一、胺的分类和命名

  14. 二、胺的性质 1.碱性 胺分子中氮原子上的未共用电子对能与质子结合形成铵离子具有碱性。 胺在水溶液中,存在下列平衡: 从实验测知:氨的pKb为4.75;脂肪胺的pKb值为3~5;芳香胺的pKb值约为9~10。

  15. 碱性强弱顺序为:脂肪胺>氨>芳香胺。 胺是一种弱碱,它与无机强酸反应,生成相应的盐。如: 强酸弱碱盐,遇到强碱时,又可置换出原来的弱胺。如: 应用:利用胺的这个性质,可以将胺与其它有机物分离。对于不溶于水的胺,可以通过形成盐而溶于稀盐酸中,然后再用强碱从胺盐中置换出来。

  16. 2.与亚硝酸的反应 在强酸条件下,伯、仲、叔三类胺与亚硝酸的作用是各不相同的。 伯胺与亚硝酸作用生成醇或酚,并定量地放出氮气。如:

  17. N-亚硝基胺与盐酸共热,水解重新生成原来的仲胺。因此,该反应可用来鉴定和精制仲胺。N-亚硝基胺与盐酸共热,水解重新生成原来的仲胺。因此,该反应可用来鉴定和精制仲胺。

  18. 脂肪叔胺与亚硝酸反应,生成对亚硝基取代物,若对位已被占据则生成邻位取代物。如:

  19. 3.芳胺的氧化 芳香胺容易被氧化。如无色的苯胺油状液体在空气中放置,被氧化颜色逐渐加深,由无色变成黄色、棕色、红棕色。 苯胺与不同的氧化剂作用得到的产物不同:  如用酸性重铬酸钾氧化,产物为苯胺黑,是一种结构很复杂的黑色染料; 苯胺用漂白粉氧化呈现紫色,该反应常用于苯胺的鉴定。

  20. 应用:利用芳胺易被氧化的性质,可用作高聚物的防老化剂和抗氧化剂。将芳胺加入到高聚物中,遇到氧化剂它优先被氧化,从而可以防止或延缓高聚物的老化的过程。 4.芳胺环上的取代反应 (1)卤代 氨基是一个很强的第一类定位基,芳胺与氯或溴很容易发生取代反应。如:  应用:该反应灵敏且定量进行,为此可用于苯胺的定性和定量分析。

  21. 如果要制取一元取代物,必须降低氨基活化芳环的能力。如采用酰基化手段,使氨基转变成致活能力弱的乙酰氨基(―NHCOCH3),那么溴代几乎完全发生在对位。

  22.   (2)硝化 苯胺直接用硝酸硝化时,因硝酸硝有氧化性,常伴着氧化反应。为了防止硝化时氨基被氧化,常采用乙酰化先保护好氨基;硝化后,再水解,得到硝基取代的苯胺衍生物。

  23. 若将芳胺溶于浓硫酸中,使之生成硫酸盐,硝化时不被氧化。但成盐后形成的铵基为间位定位基,硝化产物主要是间位异构体。 (3)磺化 在180~190℃加热等摩尔的苯胺和浓硫酸作用得到对氨基苯磺酸。

  24. 对氨基苯磺酸分子中同时存在酸性和碱性基团,是以内盐的形式存在: 它是无色晶体,是重要的染料中间体。

  25. 第三节 重氮化合物和偶氮化合物 一、重氮和偶氮化合物的命名 偶氮化合物:分子中―N2―原子团的两端都和碳原子相连的化合物称偶氮化合物,可表示为:   如:

  26. 重氮化合物:―N2―基团的一端与烃基碳原子相连,另一端与非碳原子相连的化合物。如:

  27. 二、重氮盐的制备   在强酸性溶液中、较低温度下(0~5℃),芳香族伯胺与亚硝酸作用,生成重氮盐的反应称为重氮化反应。 实际制备重氮盐为   发生偶合反应。亚硝酸只能稍微有点过量,这种稍微过量是为了检验重氮化反应的终点,稍微过量的亚硝酸可使淀粉碘化钾试纸呈蓝紫色以示重氮化反应已完成。过量的亚硝酸会促使重氮盐分解。过量的亚硝酸可用尿素除去。

  28. 三、重氮盐的性质

  29. 知识窗: 脂肪族偶氮化合物为数不多,芳香族偶氮化合物往往具有颜色,性质稳定。基中染色牢固、耐光照、耐碱洗的偶氮化合物,被广泛用作染料,称为偶氮染料。偶氮染料曾是合成染料中品种最多、颜色最全、性质稳定、使用方便且易于制取的染料。这类染料不仅品种多,而且产量大,约占整个染料产量的50%,在《染料索引》中列入的已超过二千个品种。从黄到黑各色品种俱全,其中又以黄、橙、红、蓝品种最多,色调最为鲜艳。曾广泛用于棉、毛、丝、麻织品以及合成纤维的染色,也用于塑料、皮革、橡胶制品的染色。但由于偶氮染料在生产时使用芳胺等作为原料,在化学染料中某些残留芳胺也会残存在纺织品上。这些微量的残留芳胺可以通过汁腺侵入人体致癌,损坏人们的健康。一些国家已通过法律禁止生产和销售那些使用含致癌芳胺或用通过分解产生致癌芳胺的染料处理过的纺织品。因此,在生产和使用合成染料尤其是偶氮染料时,一定要注意安全及生态环境保护。

  30.   有些偶氮化合物的颜色能随溶液的pH值不同而发生灵敏且显著的颜色变化,这样的偶氮化合物,在分析化学中可用作酸碱指示剂。如:甲基橙  有些偶氮化合物的颜色能随溶液的pH值不同而发生灵敏且显著的颜色变化,这样的偶氮化合物,在分析化学中可用作酸碱指示剂。如:甲基橙 它在pH>4.4时,显黄色,pH>3.1时呈红色。PH在3.1~4.4时呈现橙色。

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