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下一节:胺的结构和命名

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硝基化合物的化学性质课程教案、知识点、字幕

同学们好

我们这节课学习硝基化合物的化学性质

主要考虑硝基官能团是一个强吸电子基

对物质化学性质的影响

第一个性质是酸性

脂肪族硝基化合物中

硝基的α碳原子上有氢原子时

能产生互变异构现象

产生假酸式

酸式互变异构

从而具有一定的酸性

用共振论的观点

可解释为硝基化合物的共轭碱

可以被共振所稳定

通常酸式含量较低

平衡主要偏向硝基式一方

加碱可使平衡向右移动

使其全部转变为盐而溶解

例如硝基甲烷 硝基乙烷

2 硝基丙烷的pKa值分别为 10.2 8.5 7.8

同学们想一想苯酚的pKa值是多少

9.98

所以硝基乙烷 硝基丙烷的酸性

比苯酚的酸性强

叔硝基化合物 芳香族硝基化合物

无α-氢 故不溶于NaOH溶液中

还原反应

硝基化合物是氮的

氧化态最高的有机含氮化合物

能被多种还原剂还原

硝基化合物被催化加氢或在强酸性系统中

被金属 如Fe Zn Sn 还原成伯胺

直接连在芳环上的硝基

单分子还原时

硝基苯在酸性条件下

可用铁等金属还原为芳香族伯胺

若选择不同的反应条件

则可以得到不同的中间产物

亚硝基苯 N 羟基苯胺

但最终产物为伯胺

双分子还原时随还原介质的不同

可以得到不同的产物

如偶氮苯 亚硝基苯等

芳香族硝基化合物用碱金属的硫化物

或多硫化物可以进行选择性还原

例如 间二硝基苯

用硫氢化钠还原时得到间硝基苯胺

只还原一个硝基

硫氢化铵 硫化铵或多硫化铵为还原剂时

也可以选择地还原其中的一个硝基成为氨基

在合成上有用

学们注意一下还原的位置

2 4 二硝基甲苯还原的主要是甲基对位的硝基

2 4 二硝基苯胺还原的主要是氨基邻位的硝基

硝基对苯环的影响

硝基是强吸电子基

苯环亲电取代反应难

不能发生付克烷基化反应

硝基苯中

硝基的邻位或对位上的某些取代基

常显示出特殊的活性

由于氯和苯环之间的p π共轭效应

卤代烃水解的亲核取代反应难以发生

只有在高温高压下才能发生

当氯的邻位有一个硝基

这个反应在130度的时候

弱碱碳酸钠的作用下能发生

如果是二硝基卤代芳烃化合物

在100℃条件下

三硝基卤代芳烃化合物在35℃条件下

即可发生水解反应

显然 氯原子的邻 对位上的硝基数目增加

其亲核取代反应活性增加

硝基氯苯的水解反应

实际上是分两步进行的芳香族亲核取代反应

第一步是亲核试剂

加在苯环上生成碳负离子

这个碳负离子中间体叫做迈森海默络合物

和芳香族亲电取代反应的中间体络合物相似

它的负电荷也是分散在苯环的各碳原子上

第二步是从中间体碳负离子中消去一个氯离子

恢复苯环的结构

因此 这种芳香族亲核取代反应的反应历程

又叫做加成 消除反应历程

在第一步中

与氯原子相连的碳原子上的电子云密度愈低

愈有利于亲核试剂进攻

即有利于整个水解反应的进行

由于硝基是一个强的间位定位基

通过诱导效应和共轭效应

使苯环上的电子云密度降低

尤其是它的邻位和对位降低得很多

所以亲核的水解反应较易进行

邻 对位上硝基越多

则越易进行

以上这种有利于亲核试剂进攻的因素

也可以用生成的迈森海默络合物的

稳定性来加以说明

邻 对位上硝基的存在

使这个中间体络合物特别稳定

以从这个络合物的共振结构式中表示出来

邻 对位上硝基取代的氯苯

都能有较稳定的共振结构式

这个络含物愈稳定

也就是生成这个络合物的活化能愈低

反应容易进行

如果硝基在氯原子的间位

硝基所引起负电荷分散的作用相应减小

所以它对卤素活泼性的影响不显著

由于同样原因

硝基也使苯环上的羟基或羧基酸性增强

氨基碱性减弱

苯酚的酸性比碳酸弱

当苯环上引入硝基时

处于邻位或对位的羟基或羧基上的氢原子

质子化倾向增强

即酸性增强

从数据可以看出

随着硝基的增多

酸性随之也增强

2 4 6三硝基苯酚的酸性

几乎与强无机酸相近

同时我们也能发现

邻位和对位硝基取代的苯酚酸性

明显强于间位取代的

这是因为硝基对其间位的基团

只存在诱导效应

影响较小

从这个碱性数据也可以按出

苯胺 对硝基苯胺

和2 4 二硝基苯胺的碱性依次减弱

因为硝基的吸电子效应

使氮原子电子云密度降低

在这个苯胺不同取代基的碱性比较数据里

同学们能归纳出什么

这个和苯环亲电取代反应的定位规律

有没有相似之处

羟基和甲基是第一类定位基

活化苯环的给电子取代基

使苯胺碱性增强

氯是第一类定位基里钝化苯环的

碱性下降

硝基第二类定位基

是强吸电子取代基

使苯胺碱性下降很多

这次课讨论了硝基的化学性质

下次课我们讨论胺的性质

有机化学(下)课程列表:

第八章 有机波谱学基础

-8.1.1 紫外光谱的基本原理

--紫外光谱的基本原理

--紫外光谱的基本原理

-8.1.2 紫外光谱与分子结构

--紫外光谱与分子结构

--紫外光谱与分子结构

-8.1.3 紫外吸收波长影响因素

--紫外吸收波长影响因素

--紫外吸收波长影响因素

-8.1.4 最大吸收波长计算(一)

--最大吸收波长计算(一)

--最大吸收波长的计算(一)

-8.1.5最大吸收波长计算(二)

--最大吸收波长计算(二)

--最大吸收波长计算(二)

-8.1.6 紫外光谱的应用

--紫外光谱的应用

--紫外光谱的应用

-8.2.1 红外光谱的简介

--红外光谱简介

--红外光谱简介简介

-8.2.2 分子结构与红外光谱特征的吸收频率

--分子结构和红外光谱的特征频率

--分子结构和红外光谱的特征频率

-8.2.3常见有机化合物的红外光谱图(一)

--常见有机化合物红外光谱(烃及卤代烃)

--烃及卤代烃红外光谱

-8.2.4 常见有机化合物的红外光谱图(二)

--含氧氮有机物红外光谱

--含氧氮有机物红外光谱

-8.2.5 红外光谱应用

--红外光谱的应用

--红外光谱的应用

-8.3.1.1 核磁共振谱的基本原理

--核磁共振谱基本原理

--核磁共振谱基本原理

-8.3.1.2 化学位移

--化学位移

--化学位移

-8.3.1.3 自旋耦合和自旋裂分

--自旋耦合和自旋裂分

--自旋耦合和自旋裂分

-8.3.1.4 核磁共振氢谱的解析

--氢核磁谱图的解析

--氢核磁共振谱解析

-8.3.2.1 碳核磁共振谱(上)

--碳核磁共振谱上

--碳核磁共振谱(上)

-8.3.2.2 碳核磁共振谱(下)

--碳核磁共振谱下

--碳核磁谱(下)

-8.3.3.1 二维核磁谱图(一)

--二维核磁谱图(一)

--二维核磁谱图(一)

-8.3.3.2 二维核磁谱图(二)

--二维核磁谱图(二)

--二维核磁谱图(二)

-8.4.1 质谱简介

--质谱简介

--质谱简介练习题

-8.4.2 有机质谱中的主要离子类型

--有机质谱中的主要离子类型

--有机质谱中的主要离子类型练习题

-8.4.3 有机质谱中的裂解和重排

--有机质谱中的裂解和重排

--有机质谱中的裂解和重排习题

-8.4.4 常见有机化合物的质谱特征(一)

--常见有机化合物的质谱特征(一)

--烃类的质谱特征练习题

-8.4.5 常见有机化合物的质谱特征(二)

--常见有机化合物的质谱特征(二)

--含氧化合物,醚和酮的质谱特征练习题

-8.4.6 常见有机化合物的质谱特征(三)

--常见有机化合物的质谱特征(三)

--醛,羧酸及杂原子有机物的质谱特征练习题

-8.4.7 质谱的解析

--质谱的解析

--质谱解析练习题

-8.5.1 单一谱图解析

--单一谱图解析

--单一谱图解析主观题

--单一谱图解析

-8.5.2 综合谱图解析

--综合谱图解析

--综合谱图解析主观题

--综合谱图解析客观题

-有机波谱学基础

第九章 含氧化合物

-9.1.1 醇的命名和结构

--醇的命名和结构

--醇的结构和命名

-9.1.2 醇的制备

--醇的制备

--醇的制备

-9.1.3 醇的性质(一)

--醇的性质(一)

--醇的性质(一)

-9.1.4 醇的性质(二)

--醇的性质(二)

--醇的性质(二)

-9.1.5 醚的命名和制备

--醚的命名和制备

--醚的命名和制备

-9.1.6 醚的性质

--醚的性质

--醚的性质

-9.2.1 酚的命名、结构

--酚的命名、结构

--酚的命名和结构

-9.2.2酚的制备和物理性质

--酚的制备和物理性质

--酚的制备和物理性质

-9.2.3 酚的化学性质(一)

--酚的化学性质(一)

--酚的化学性质(一)

-9.2.4 酚的化学性质(二)

--酚的化学性质(二)

--酚的化学性质(二)

-9.3.1 醛酮的命名和结构

--醛酮的结构和命名

--醛酮的命名和结构

-9.3.2 醛酮的制备

--醛酮的制备

--醛酮的制备

-9.3.3 醛酮的性质(一)

--醛酮的性质(一)

--醛酮的性质(一)

-9.3.4 醛酮的性质(二)

--醛酮的性质(二)

--醛酮的性质(二)

-9.3.5 醛酮的性质(三)

--醛酮的性质(三)

--醛酮的化学性质(三)

-9.4.1 羧酸及其衍生物的结构、命名

--羧酸及其衍生物的结构、命名

--羧酸及其衍生物的结构、命名

-9.4.2 羧酸的制备

--羧酸的制备

--羧酸的制备

-9.4.3 羧酸衍生物制备及物理性质

--羧酸衍生物制备及物理性质

--羧酸衍生物制备及物理性质

-9.4.4 羧酸的性质(一)

--羧酸的性质(一)

--羧酸的性质(一)

-9.4.5 羧酸的性质(二)

--羧酸的性质(二)

--羧酸的性质(二)

-9.4.6 羟基羧酸的制备及性质

--羟基羧酸的制备及性质

--羟基羧酸的制备及性质

-9.4.7 羧酸衍生物的性质(一)

--羧酸衍生物的性质(一)

--羧酸衍生物的性质(一)

-9.4.8 羧酸衍生物的性质(二)

--羧酸衍生物的性质(二)

--羧酸衍生物的性质(二)

-9.5.1 β-二羰基化合物

--β-二羰基化合物

--β-二羰基化合物

-9.5.2 克莱森酯缩合及其在有机合成中的应用

--克莱森酯缩合及其在有机合成中的应用

--克莱森酯缩合及其在有机合成中的应用

-9.5.3 乙酰乙酸乙酯在有机合成中的应用

--乙酰乙酸乙酯在有机合成中的应用

--乙酰乙酸乙酯在有机合成中的应用

-9.5.4 麦克尔加成

--麦克尔加成

--麦克尔加成

-有机化合物的鉴别

第十章 含氮化合物

-10.1 硝基化合物的结构和命名

--硝基化合物的结构和命名

--硝基化合物的结构和命名

-10.2 硝基化合物的化学性质

--硝基化合物的化学性质

--硝基化合物的化学性质

-10.3 胺的结构和命名

--胺的结构和命名

--胺的结构和命名

-10.4 胺的制备

--胺的制备方法

--胺的制备

-10.5 胺的化学性质(一)

--胺的化学性质(一)

--胺的化学性质(一)

-10.6 胺的化学性质(二)

--胺的化学性质(二)

--胺的化学性质(二)

-10.7 季铵盐和季铵碱

--季铵盐和季铵碱

--季铵盐和季铵碱

-10.8 腈和异腈

--腈和异腈

--腈和异腈

-10.9 重氮盐的性质(一)

--重氮盐的性质(一)

--重氮盐的性质(一)

-10.10 重氮盐的性质(二)

--重氮盐的性质(二)

--重氮盐的性质(二)

-含氮化合物

第十一章 杂环化合物

-11.1 杂环化合物的分类和命名

--杂环化合物的分类和命名

--杂环化合物的分类和命名

-11.2 杂环化合物的结构

--杂环化合物的结构

--杂环化合物的结构

-11.3 五元杂环化合物的性质

--五元杂环化合物的性质

--五元杂环化合物的性质

-11.4 六元杂环化合物的性质

--六元杂环化合物的性质

--六元杂环化合物的性质

-11.5 稠杂环化合物

--稠杂环化合物

--稠杂环化合物

-杂环化合物

第十二章 有机合成

-12.1 有机合成的任务

--有机合成的任务

--有机合成的任务

-12.2 有机合成路线的设计

--有机合成路线的设计

--有机合成路线的设计

-12.3 药物合成案例

--药物合成案例

--药物合成案例

-有机合成讨论

第十三章 考试

-有机化学下

硝基化合物的化学性质笔记与讨论

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