第十四章 胺第十四章 胺第十四章 胺第十四章 胺

exit

第一节 胺的分类、命名、物性和

光谱特征

第二节 胺的制备

第三节 胺的反应

第四节 重氮甲烷

本章提纲本章提纲

第一节 胺的分类、命名、物性和光谱特征

胺根据在氮上的取代基的数目，可分为一级 ( 伯 ) ，二级 ( 仲 ) ，三级 ( 叔 ) 胺和四级 ( 季 ) 铵盐

二 胺的命名 :

CH3NH2 NH2 NCH2CH3

CH3

methylamine aniline cyclopropylethylmethylamine

甲胺 苯胺 甲基乙基环丙胺

一 胺的分类：

1 普通命名法：可用胺为官能团，如：

选含氮最长的碳链为母体，称某胺。N 上其它烃基为取代基，并用 N 定其位

N,N-diethyl-3-methyl-2-pentanaimeN,N- 二乙基 -3- 甲基 -2- 戊胺

2. IUPAC 命名法：

CH3CH2CH CHCH3

CH3 N(C2H5)2

甲胺 N,4- 二甲基 -N- 乙基苯胺

CH3NH2 NH3C

CH3

C2H5

methylamine N-ethyl-N,4-diethylbenzenamine

CF3

CF3

NH2

2,5-bis(trifluoromethyl)benzenamine

2,5- 双 ( 三氟甲基 ) 苯胺

3. 胺盐和四级铵化合物的命名：

CH3NH2 HClmethylamine hydrochloride

甲胺盐酸盐 乙胺醋酸盐

Tetraethylammonium bromide Tetraethylammonium hydrooxide

溴化四乙铵 氢氧化四乙铵

CH3CH2NH2 HOAcethylamine acetate

CH3CH2-N-CH2CH3 Br -+

CH2CH3

CH2CH3

CH3CH2-N-CH2CH3 OH -+

CH2CH3

CH2CH3

三 胺的物性

低级胺为气体或易挥发性液体；高级胺为固体；芳香胺为高沸点的液体或低熔点的固体；胺具有特殊的气味；胺能与水形成氢键；一级胺和二级胺本身分子间也能形成氢键；

胺的红外和核磁共振谱见第八章。

四 胺的光谱特征

一 氨或胺的烷基化

二 盖布瑞尔合成法

三 用醇制备

四 硝基化合物的还原

五 腈、肟、酰胺的还原

六 醛、酮的还原胺化

七 从羧酸及其衍生物制胺

第二节 胺的制备

一 氨或胺的烷基化（ Hofmann 烷基化）

H NH2 + R XSN2

RNH2 + HX RNH3X-+ OH-

RNH2 + H2O + X-

NH3

RNH2 + NH4X-

R4NX-

RX + NH3 RNH2 R2NH

R3N

OH- OH- OH-

RX

RX RX

+

+

RX + 2mol NH3 +RNH2 R2NH

R3N R4NX-+

-NH4 X- RX NH3

-NH4X-

RX

RX

NH3

-NH4X-

RI > RBr > RCl > RF 1°RX > 2°RX, 3°RX 以消除为主。

氨或胺的烷基化的具体应用氨或胺的烷基化的具体应用

1 工业制备（结合高效率的分馏塔）

2 利用电子效应和原料配比的调节，可以制备 1° 胺CH3CHCOOH

Br

+ NH3 + HBr

1mol 70mol 65 % -70%

CH3CHCOO-

NH3+

4 将 2o 胺制成金属胺化物，使 N 的亲核能力 增强，来制备 3o 胺。

n-C8H7Br

3 利用空阻及原料配比的调节 , 来制备 2o 胺。C6H5NH2 + C6H5CH2Cl OH-

C6H5NHCH2C6H5

4mol 1mol 96%

(C2H5)2NHRLi

(C2H5)2NLi n-C8H7N(C2H5)2

6 介绍一个常用的四级铵盐

5 制备环状胺

TEBA

( 氯化三乙基苄基铵 )

Br(CH2)n BrNH3

(C2H5)3N + C6H5CH2Cl

Br(CH2)n Br

n=4-6

NBr Br Br

Br

Br Br

NH3+ 3 HBr

[ (C2H5)3NCH2C6H5 ]+Cl -

NH

(CH2)nN+

(CH2)n

(CH2)n

Br-

二 盖布瑞尔（ S.Gabriel ）合成法

利用邻苯二甲酰亚胺的烷基化来制备一级胺，称为盖布瑞尔合成法。（空阻大的 RX 不能发生此反应）

O

O

O

O

NH

O

O

N-K+

O

R-XO

N-K+

O

R-XNH3

THF orDMF

KOH

C2H5OH

O

NR

OC2H5OH

H+ or OH-

H2O or ROH

NH2-NH2

NHNH

O

O

COOH

COOH

+ RNH2+ RNH2

+ RNH2+ RNH2

三 用醇来制备（醇的羟基被氨或胺取代）

3

NH3 + R OH

C

O

C + N

O

O

C

-O

CN

O

O

1 Al2O3

加压RNH2 + R2NH + R3N + H2O

2 ROHTsCl

ROTs NH3

SN2RNH2 + TsOH

CH3 SO2ClTsCl

H2ONH2

C

HO

C

实 例

H

C6H11

CH3

OHTsCl

SN2

N

H

C6H11

CH3

OTs

N-

O

ON

O

O

H

C6H11

CH3

H

C6H11

CH3

H2NNH2-NH2

H

C6H11

CH3

HOTsCl

SN2

N

N-

O

OH

C6H11

CH3

OHCH3CO

O

H2OH

C6H11

CH3

NH2NH2-NH2

CH3CO-O

（ R）

（ R）

（ S）

RNO2

还原剂RNH2

四 硝基化合物的还原（制备 1o 胺）

反应式：

1 酸性还原剂 : 酸 + 金属

（ Fe+HCl, Zn+HCl, Sn+HCl, SnCl2+HCl)

2 中性还原剂：催化氢化，常用的催化剂有 Ni, Pt, Pd.

3 碱性还原剂： Na2S, NaHS, (NH4)2S, NH4HS, LiAlH4

( NaBH4 和 B2H6 不能还原硝基）

还原剂的分类：

应用： 制备 1o 胺

五 腈、酰胺、肟的还原五 腈、酰胺、肟的还原

RCH2NHR’ 2° 胺

RCNH2

O

RCNR'2

O

RCNHR'

O

腈 RC≡N RCH2NH2 1° 胺

酰胺 RCH2NH2 1° 胺

RCH2NR’2 3° 胺

还原剂

还原剂

还原剂

还原剂

常用还原剂： LiAlH4, B2H6 ，催化氢化 , Na +C2H5OH

CH3(CH2)4CCH3

NOH6-8MPa, 75-80oC

Ni / H2

CH3(CH2)5CH=NOHNa + C2H5OH

1° 胺

1° 胺

适用于肟的还原适用于肟的还原

肟NH2

CH3(CH2)4CHCH3

CH3(CH2)5CH2NH2

NO2

CH2NH2

NO2

CN

Eg 1

CH2=CHCH2CN CH2=CHCH2CH2NH2

LiAlH4

Eg 2

B2H6 / THF

醛（或酮）与氨（或胺）反应生成亚胺，亚胺被还原剂还原，生成 1o 胺、 2o 胺、 3o 胺的反应，称为醛酮的还原胺化。

六 醛、酮的还原胺化六 醛、酮的还原胺化

常用的还原剂是催化氢化或其它提供氢的氢化试剂常用的还原剂是催化氢化或其它提供氢的氢化试剂

RCHO + NH3 RCH=NH RCH2NH2

RCHO RCH2N=CHR

还原剂加成 消除

加成

加成

消除 还原剂

还原剂

RCH2NHCH2R

RCHO (RCH2)3N

1 醛、酮的还原胺化

2 刘卡特反应 醛、酮在高温下与甲酸铵反应生成一级胺。该反应称为刘卡特反应。

CHCH3

NH2

CCH3

OHCONH4

O

185oC ( 高温 )

甲酸铵的作用是提供 NH3 和还原剂甲酸，甲酸既提供 H+ ，又提供 H- 。 甲酸铵的作用是提供 NH3 和还原剂甲酸，甲酸既提供 H+ ，又提供 H- 。

HCONH4

OHCOOH + NH3

-NO2 、 -NO 、 C=C 、 -OH 不干扰反应-NO2 、 -NO 、 C=C 、 -OH 不干扰反应

C=O

+ CO2

+ NH3C=NH

H-C-O-HO

H-C-O-O

C=NH2+

CH-NH2

HO

O

HO

NNH

HCOOH

HO

O

HO

NNH

HCOOH

加成 消除

反应机制

如果用 HCOOH+ 氨或胺，反应同样能发生。

3 埃斯韦勒 -- 克拉克反应

在过量甲酸存在下，甲醛与一级胺或二级胺反应，生成 N- 甲基化的胺，这个反应称为埃斯韦勒 -- 克拉克反应。

反应式：

一级胺过量 过量

二级胺 三级胺RNH2 + HCHO RNHCH3 RN(CH3)2

HCOOH HCOOH

反应特点：操作简便、条件温和 (100℃左右 ) ，产率高。

反应机理： ( 由同学自己写出 )

从反应机理可知：（ 1 ）甲醛是一个甲基化试剂（ 2 ）甲酸是一个还原剂，在反应中既提供

正氢，也提供负氢。

七 从羧酸及其衍生物制胺1 霍夫曼重排

酰胺与次卤酸盐的碱溶液 ( 或卤素的氢氧化钠溶液 ) 作用时，放出二氧化碳，生成比酰胺少一个碳原子的一级胺的反应。

RCNH2 + Br2 + NaOH RNH2 + CO2 + 2NaBr

OH2O

RCNH2 + Br2 + NaOR RNH2 + CO2 + 2NaBr

OH2OROH

（ 1 ）定义：

介绍二个结构

R-N

氮宾

R-C-N

O

酰基氮宾

（ 2 ）反应机理

H2OR-N=C=O R-N=C-OH

OHR-NH-C-OH

O

R-NH-C-O-O

+

H

RNH2 + CO2

异氰酸酯 胺基甲酸

RC NH

O

H

NaO-X+RC N

O X

H

NaOHRC N

O X

-

RC N

O

酰基氮宾

重排

1. 只有 1o 酰胺能发生霍夫曼重排2. 迁移碳构型不变3. 异氰酸酯与烯酮结构类似，易水解。

讨 论讨 论

* -NH2经重氮化反应，可被 -X 、 -CN 、 -OH 、 -H 取代* -NH2经重氮化反应，可被 -X 、 -CN 、 -OH 、 -H 取代

（ 3 ）应用实例CONH2

C2H5H3C

HNaOX

C2H5H3C

H

NH2

NH

O

O

NaOH

O

O

NH2

ONa NaOX

NH2

O

ONa

2 克尔提斯重排

惰性溶剂

RCCl + NaN3 RCN3

O O

RCOR RCNHNH2 RCN3

O OONH2NH2 HNO2

RCN3

O

R N C O H2O RNH2 + CO2

定义： 酰基叠氮化合物（或称叠氮化酰）在惰性溶剂中加热重排成异氰酸酯的反应称为克尔提斯重排。

-N2 RCN

O重排

定义：叠氮酸在强酸的存在下，分别与羧酸、醛、酮作用，生成相应的胺、腈或甲酰胺、酰胺的反应。

三个重排反应的机理是类似的，都是经过一个相同的酰基氮宾中间体。最后得到的产物是比原料少一个碳的一级胺。

三个重排反应的机理是类似的，都是经过一个相同的酰基氮宾中间体。最后得到的产物是比原料少一个碳的一级胺。

R-C-OH

O

R-C-OH

O

R-C-H

O

R-C-R

O

R-C-NHR'

O

RNH2 + CO2 + N2

H2SO4

C6H6 ~50oC H2O

H2O

H2O

H+

H+

+ N2

RCN + N2 + H2O

3 希密特重排

HN3 +

叠氮酸

第三节 胺的反应

一 胺的结构和碱性

二 胺的成盐反应

叁 四级铵碱制备、特点及应用

肆 酰化、兴斯堡反应

伍 四级铵盐的制备、特点及应用

陆 胺的氧化和科普消除

柒 胺与亚硝酸的反应

N

HH

HN

（ 1 ） 氨和胺中的 N 是不等性的 sp3杂化，未共用电子对占据一个 sp3杂化轨道。

（ 2 ） 随着 N 上连接基团的不同，键角大小会有改变。

（ 1 ） 氨和胺中的 N 是不等性的 sp3杂化，未共用电子对占据一个 sp3杂化轨道。

（ 2 ） 随着 N 上连接基团的不同，键角大小会有改变。

一 胺的结构和碱性一 胺的结构和碱性

1 结构1 结构

N

R1

N

R1R2

R3R3

R2

N

R1

N

R1R2

R3R3

R2

E = 25.104kJ/mol

C6H5 N C2H5

CH3

CH2CH=CH2

+

已拆分出一对对映体。

（ 3 ）当氮与三个不同基团相连时，有一对对映体。

（ 1 ）产生碱性的原因： N 上的孤对电子

（ 2 ）判别碱性的方法： 碱的 pKb ；其共轭酸的 p

Ka ； 形成铵正离子的稳定性。（ 3 ）影响碱性强弱的因素： 电子效应： 3o 胺 > 2o 胺 > 1o 胺 空间效应： 1o 胺 > 2o 胺 > 3o 胺 溶剂化效应： NH3 > 1o 胺 > 2o 胺 > 3o 胺

2 胺的碱性

综合上述各种因素，在水溶液中，胺的碱性强弱次序为： 脂肪胺（ 2°>1°>3° ） > 氨 > 芳香胺在氯苯中，脂肪胺的碱性强弱次序为： 3°> 2°> 1°

溶剂化效应是给电子的， N 上的 H越多，溶剂化效应越大，形成的铵正离子就越稳定。不同溶剂的溶剂化效应是不同的。

溶剂化效应是给电子的， N 上的 H越多，溶剂化效应越大，形成的铵正离子就越稳定。不同溶剂的溶剂化效应是不同的。

R-N-H

H

H OHH

OHH

OHH

R-N-H

H

H OHH

OHH

OHH

+

（ 4 ）芳香胺碱性强弱的分析

具体分析时，既要考虑 N 上取代基的影响，也要考虑苯环上取代基的影响。 具体分析时，既要考虑 N 上取代基的影响，也要考虑苯环上取代基的影响。

首先考虑 N 上的孤电子对，能不能与苯环共轭，能共轭，碱性弱，不能共轭，碱性强。 首先考虑 N 上的孤电子对，能不能与苯环共轭，能共轭，碱性弱，不能共轭，碱性强。

N

HN

HO

N

NO2

O O

O

N

CH3

N

H3C

O

N

NO2

O O

O++

(2)(1)

（ 2 ）比（ 1 ）的碱性强 4万倍（ 2 ）比（ 1 ）的碱性强 4万倍

二 胺的成盐反应二 胺的成盐反应

所有的铵盐都具有一定的熔点或分解点。

胺有碱性，遇酸能形成盐。CH3COO- +NH3RRNH2 + CH3COOH

成盐反应的应用

不溶于水 溶于水 不溶于水 溶于水

1. 用于分离提纯

RNH2 RNH3Cl RNH2 + H2O + NaClHCl NaOH

2. 用于鉴定

+ -

非对映体利用溶解度等物理性质上的差别予以分离。非对映体利用溶解度等物理性质上的差别予以分离。

许多天然有机胺都具有光活性，可用来析解一对消旋的有机酸。

有机酸（ ± ） + 光活性有机胺（ - ） 外消旋体

有机酸（ - ） 铵盐 （ + ）酸（ - ）胺

（ - ） 酸（ - ）胺有机酸（ + ）

HCl

HCl

3. 析解消旋体

三 四级铵盐和四级铵碱的应用

2. 特点： *1. 呈固体 *2. 具有离子化合物的性质 *3. 遇碱形成四级铵碱

1. 制备：由三级胺和卤代烃反应制备。

四级铵盐

四级铵碱

C6H5CH2Cl + (C2H5)3N C6H5CH2N(C2H5)3Cl-+

R4N+I- + KOH R4N+OH- + KI

肥皂 RCOO-Na+ 皂胺 R4N+Cl-

正性基团大负性基团大

3. 应用：

(1) 作表面活性剂（洗涤剂、润湿剂、乳化剂、悬浮剂等）

*1 定义：能把反应物从一相转移到另一相的催化剂称为相转移催化剂。

(2) 作相转移催化剂

*2 特点： （ 1 ）既能溶于水相，又能溶于有机相 （ 2 ）能与其中一个反应物反应、反应生成的产物能与 另一个反应物反应。

常用的相转移催化剂： 三乙基苯甲基氯化铵（ TEBA ） 四正丁基溴化铵

eg 2.

*3 相转移催化剂的用处：提高产率、降低反应温度、缩短反应时间。

eg 1

NaCN + CH3(CH2)7Br(n-C4H9)3(C16H30)N

+Br-

CH3(CH2)7CN

95%

+ KMnO4

NaOH(4%)

CH2Cl2

+ KMnO4 NaOH(4%) CH2Cl2

C6H5CH2N+(C2H5)3Cl-

,0oC

OH

OH

50%

相转移催化剂的使用原理

利用相转移催化剂在两相之间运送离子使反应发生

相转移催化剂

从上图可以看出；相转移催化剂不断地将 CN- 从水相运送到有机相，然后又将 X- 从有机相运送到水相。从上图可以看出；相转移催化剂不断地将 CN- 从水相运送到有机相，然后又将 X- 从有机相运送到水相。

RX + Q+CN-

反应物Q+X- + RCN

产物

NaX + Q+CN- Q+X- + NaCN

相转移催化剂 反应物

水相

有机相

四、四级铵碱制备、特点及应用四、四级铵碱制备、特点及应用

1. 制备：

R4N+OH- + AgClR4N+Cl- + AgOH （或用 Ag2O + H2O ）

2. 性质：

1. 是强碱，在水中能完全电离给出 OH-

2. 加热发生霍夫曼消除反应

R4N+I- + KOH R4N+OH- + KI

3. 霍夫曼消除反应3. 霍夫曼消除反应

（ 1 ）定义：四级铵碱加热分解为三级胺、烯烃和水的反应。

（ 2 ）反应式：

霍夫曼消除的一个特例：

三级胺烯烃 水

[CH3CH2N+(CH3)3]OH- CH2 CH2 + (CH3)3N + H2O

[RCHN+(CH3)3]OH-

CH3

RCH CH2 + (CH3)3N + H2O100-200oC

100-200oC

(CH3)3NOH (CH3)3N + CH3OH100-200 oC

（ 3 ）霍夫曼消除反应的机理

（ 3 ）霍夫曼消除反应的机理

*1 消除反应机理的分类*1 消除反应机理的分类

醇失水，三级卤代烷在强极性溶剂中失卤化氢

分类 反 应 机 理 实 例

E1

（单分子消除） + HBC C

H

L

C C

H

+B:

C=C

L 是一个好的离去基团， L 比 H 易离去，共轭效应控制

（双分子消除）

E2 似 E1

E2

似 E1cb

L

B H +

L

B H 完全协同， L 与H 同时离去。

H 比 L 易离去，诱导效应控制

L

B H -

热力学控制的产物。卤代烷的 E2 消除（符合扎依采夫规则）

动力学控制的产物。四级铵碱的 E2 消除（符合霍夫曼规则）

E1cb（单分子共轭碱消除）

C C

H

L

B:C=CC C

L

L-

- HB

碳负离子很不稳定。按这种机制进行的情况很少。

-L-

(X)

(-NR3)+

+

*2 霍夫曼消除的规律

A 霍夫曼规则：四级铵碱热解时，若有两个 β-H 可以发生消除。总是优先消去取代较少的碳上的 β-H 。

A 霍夫曼规则：四级铵碱热解时，若有两个 β-H 可以发生消除。总是优先消去取代较少的碳上的 β-H 。

实例

2CH3CH2CH2CHCH3

2CH3CH2CH2CH=CH2 + CH3CH2CH=CHCH3 + 2N(CH3)3

N(CH3)3+

C2H5OK 130oC

C2H5OH -2H+

55.7% 1.3%

OH-

ββ

B 若四级铵碱上有一个乙基，又有一个长链烃基，则总是乙基上的 β-H首先被消除。 （实际上，这与霍夫曼规则是一致的。）

CH3CH2N(CH3)2

CH2CH2ROH-

+

CH2=CH2 + R CH2CH2N(CH3)2 + H2O

β

β

*3 问题的讨论

为什么四级铵碱按似 E1cb 过渡态进行反应，产物符合 Hofmann规则呢？

原因如下：

（ 1 ） H2 的酸性比 H1 大。

（ 2 ）碱进攻 H2 空阻小。

（ 3 ）一级碳负离子的稳定性好，进攻 H2 过渡态易形成；

（ 4 ）与末端 C 上的 H 消除时，消除构象的数目多，产物稳定性好。

CH3CH2-CH-CH-CH3

+N(CH3)3

CH3CH2-CH2-CH-CH2

+N(CH3)3

<1 21 2

*4 不符合霍夫曼规则的特殊例子*4 不符合霍夫曼规则的特殊例子

Eg 1.

Eg 2.

RCCH2CHN+(CH3)3

CH3

O

OH- RCCH

O

CHCH3 + (CH3)3N

C6H5CH2CH2N+(CH3)OH-

C2H5

C6H5CH CH2 + C2H5N(CH3)2

eg 3.

碳负离子与共轭体系相连，稳定。碳负离子与共轭体系相连，稳定。

RCCH2CH2N+(CH2CH3)2

O

CH3

OH-RCCH

O

CH2 + (CH3CH2)2NCH3

eg 4.

i-Pr

N(CH3)3

CH3 H

OH -+CH3 H

H H

i-Pr

N(CH3)3+

i-Pr

i-Pr

H

H

H3CH3C

H+

只有两个 -H ，两个 -H均在环上。

89.5 % -93 % 10.5 % -7 %

霍夫曼产物扎依采夫产物

H

H

CH3

N(CH3)3+

CH3

N(CH3)3+

H

HH

H

CH3

N(CH3)3+

CH3

N(CH3)3+

H

H

H3C N(CH3)3+

OH -

CH2

eg 5.

CH3

99 %1 %

+

符合霍夫曼规则

优势构象

eg 6.

CH3CCH2CH2N(CH3)3 OH -+

CH3

CH3

(CH3)3CCH=CH2 + (CH3)3N

(CH3)3CCH2CH2N(CH3)2 + CH3OH

20%

80%

-H 空阻太大时，得不到正常产物。 -H 空阻太大时，得不到正常产物。

CH3CH2-CH-CH-CH2

H1 H2 B:

X2 13

CH3CH2-CH-CH-CH2

H1 H2 B:

X2 13

CH3CH2-CH-CH-CH2

H1 H2

+N(CH3)3

-OH

23 1

CH3CH2-CH-CH-CH2

H1 H2

+N(CH3)3

-OH

23 1

卤 代 烷 的 E2 消 除（符合扎依采夫规则，热力学控制的产物。 ）

四 级 铵 碱 的 E2 消 除（符合霍夫曼规则，动力学控制的产物。 ）

*5 E2 消除反应的进一步分析*5 E2 消除反应的进一步分析100oC

碱CH3CH2CH2CH2CH=CH2

CH3CH2CH2CH2CHCH3

L Hofmann烯烃

L 的变化规律 L

吸电子能力增

强 离去能力减

弱

Hofmann烯烃的含量

t-BuO-/t-BuOH I

Br

Cl

F

+NMe3

CH3O-/CH3OH

19.3 69.0

27.6 80.0

33.3 87.6

69.9 97.496.2 98

L吸电子能力增强，试剂的碱性增强，试剂的体积增大时， Hofmann烯烃的含量也增大。L吸电子能力增强，试剂的碱性增强，试剂的体积增大时， Hofmann烯烃的含量也增大。

(4) 四级铵碱的应用(4) 四级铵碱的应用

*1 彻底甲基化反应：胺与碘甲烷作用生成四级铵盐的反应。

RNH2 + 3CH3I RN+(CH3)3I-

R2NH + 2CH3I R2N+(CH3)2I-

R3N + CH3I R3N+CH3I-

*2 应用： 将彻底甲基化，四级铵碱的制备， Hofmann消除三个反应结合起来应用，有两种主要用途。 将彻底甲基化，四级铵碱的制备， Hofmann消除三个反应结合起来应用，有两种主要用途。

用途一：合成用一般方法不易合成的烯烃

N(CH3)3OH-

140 oC35 %

+

CH3H

HN+(CH3)3OH-

125 oCCH3

H64 %

已知化合物（ A ）经下列反应得 3- 甲基 -1,4- 戊二烯，求（ A ）的可能结构式。

已知化合物（ A ）经下列反应得 3- 甲基 -1,4- 戊二烯，求（ A ）的可能结构式。

用途二：测定结构

A B2CH3I AgOH CH3I AgOH

CH3

CH3

NH

H3C CH3

H3C N(CH3)2

H3C

H3C

A B

CH3

N

H3C

H3CH

N

H3C

H3C CH3

CH3

NH

CH3

N(CH3)2

CH3

五 胺的酰化和兴斯堡反应

酰基铵盐（不能析离）酰基铵盐（不能析离）

RCNR'2 + HCl

O

RCNHR' + HCl

O

RCNH2 + HCl

O

RCCl + R'NH2

ONH3

R’2NH

RCCl + R'3N

O

RCN+R'3

O

Cl-

1 胺的酰化

氢氧化钠

或吡啶

氢氧化钠

或吡啶

放热反应，产物酰胺均为固体。

3o 胺 + 磺酰氯

2 兴斯堡反应

反应现象分析：

1o 胺 + 磺酰氯 沉淀溶解沉淀NaOH

H+

2o 胺 + 磺酰氯 沉淀（既不溶于酸，又不溶于碱）

3° 胺油状物 + TsO- 的水溶液 + NaCl

油状物消失

H+-OH

定义： 1o, 2o, 3o 胺与磺酰氯的反应称为兴斯堡反应。

CH3 SO2Cl

CH3 SO2NHR CH3 SO2NR Na+

RNH2 +NaOH-H2O

NaOH

H+

R2NH + CH3 SO2ClNaOH-H2O

+ NaCl

R3N + CH3 SO2Cl NaOH-H2O R3N +

R3NH+

H+-OH

CH3 SO2O- Na+

磺酰胺的水解速率比酰胺慢得多。磺酰胺的水解速率比酰胺慢得多。

兴斯堡反应的反应式兴斯堡反应的反应式

CH3 SO2NR2

RI

-OH CH3 SO2OHR3N + CH3 SO2N+R3I-

1 氧化胺的制备：

2 性质：

R3N

① 偶极矩大，分子极性大。

② 当 N 上相连的三个烷基不相同时， 可析分出一对光活异构体。

③ 能发生科普消除

① 偶极矩大，分子极性大。

② 当 N 上相连的三个烷基不相同时， 可析分出一对光活异构体。

③ 能发生科普消除

R3N→O （ R3N+-O- ）氧化胺

H2O2 or RCO3H

六 胺的氧化和科普消除六 胺的氧化和科普消除

(1) 定义：氧化胺的 β- 碳上有氢时，会发生热分解反应，得羟胺和烯。这个反应称为科普消除反应。

3 科普消除反应

-O-N+-CH3

CH3CH2CHCH3

CH3

CH3CH=CHCH3 + CH3CH2CH=CH2 + (CH3)2N-OH

E型 21% 67%

Z型 12%

150oC

（ 2 ）反应机理

H NR2

O-

+H

O-

NR2+

150-200oC

+ R2N-OH

（分子内的消除）

六电子五元环状过渡态

顺式消除

氧化胺的制备和科普消除可以在同一体系中完成。氧化胺的制备和科普消除可以在同一体系中完成。

（ 3 ）反应规律

*1. 当氧化胺的一个烃基上有两种 β-H时，产物为混合物，但以霍夫曼产物为主。

*2. 若同一个 β-C 上有两个 H ，得到的烯烃又有顺反异构体，一般以反（ E ）型产物为主。

（ 3 ）反应规律

*1. 当氧化胺的一个烃基上有两种 β-H时，产物为混合物，但以霍夫曼产物为主。

*2. 若同一个 β-C 上有两个 H ，得到的烯烃又有顺反异构体，一般以反（ E ）型产物为主。

七 胺与亚硝酸的反应1 脂肪胺、芳香胺与亚硝酸的反应

3o 胺

分类

1o 胺

2o 胺

脂肪胺与亚硝酸的反应 芳香胺与亚硝酸的反应

RNH2NaNO2, HCl [R-NN]Cl-

-N2

R+ 醇、烯、卤代烃等的混合物

ArNH2

NaNO2, HCl

0-5oC 0-5oC[Ar-NN]Cl-

+ +

发生取代反应制备 ArX, ArCN, ArOH, ArSH, ArH, Ar-Ar

R2NH NaNO2, HCl [R2N-N=O]

SnCl2, HCl R2NH

与脂肪胺类似N- 亚硝基二级胺

黄色油状物或固体黄色油状物或固体

R3N + HNO2 [R3NH]+NO2-

OH-

N(CH3)2 + HNO2

N(CH3)2ON

1o 胺放出气体。 2o 胺出现黄色油状物。 3o 胺发生成盐反应，无特殊现象。1o 胺放出气体。 2o 胺出现黄色油状物。 3o 胺发生成盐反应，无特殊现象。

1o 胺放出气体。 2o 胺出现黄色油状物。 3o 胺出现绿色晶体。1o 胺放出气体。 2o 胺出现黄色油状物。 3o 胺出现绿色晶体。

1o 胺与 HNO2 的反应

重氮化反应：一级胺与亚硝酸作用生成重氮

盐的反应称为重氮化反应。

重氮化反应：一级胺与亚硝酸作用生成重氮

盐的反应称为重氮化反应。

重氮化试剂：亚硝酸（实际用的是 NaNO2 +HCl

or NaNO2 + H2SO4 ）用量大于 1 mol

重氮化试剂：亚硝酸（实际用的是 NaNO2 +HCl

or NaNO2 + H2SO4 ）用量大于 1 mol

反应机理

HO-N=O + H + H2O+-NO H2O + +NO

R-NH2 + +NO R-NH2-NO+ -H +

R-NH-N=O

R-N=N-OHH +

R-N=N-OH2+ -H2O

R-N N+

R+ + N2

互变异构

2o 胺与 HNO2 反应的反应机理

3o 胺与 HNO2 反应的反应机理

HO-N=O + H + H2O+-NO H2O + +NO

R2NH + +NO R2NH-NO+ -H +

R2N-N=O

R3N + HNO2 [R3NH]+NO2-

pH 大于 3

2 捷姆扬诺夫反应2 捷姆扬诺夫反应

（ 1 ） 定义：环烷基胺、环烷基甲胺与亚硝酸作用，生成扩环或缩环的产物，这类反应称为捷姆扬诺夫反应。

（ 2 ） 反应式：

CH2NH2 HNO2

NH2 HNO2

OH CH2OH CH2 CHCH2CH2OH+ +

（ 3 ）反应机理：

CH2NH2HNO2

NH2HNO2 OH

CH2OH

CH2 CHCH2CH2OH

CH2 N2+

N2+ +

-OH

CH2

-OH

+ -OH

+

（ 1 ）定义： 1- 氨甲基环烷醇与亚硝酸反应，得到环上增加一个碳的环酮的反应称为蒂芬欧 --捷姆杨诺夫反应。

3 蒂芬欧 --捷姆杨诺夫的环扩大重排反应

（ 2 ）反应式

HNO2

(CH2)n C

CH2NH2

OH

(CH2)n+1 C O

（ 3 ）反应机理：

HNO2

-N2 重排

-H+

(CH2)n C

CH2NH2

OH (CH2)n C

CH2-N N

OH

+

(CH2)n CO-H

CH2+

(CH2)n+1 C O-H+

(CH2)n+1 C O

（ 4 ）由低级环酮制备成高一级环酮的方法归纳

O

CNOH

CH2NH2

OHOHNO2

HCN H2 / Ni

CH3NO2 CH2NO2

OH

H2 / Ni CH2NH2

OH

HNO2 O

CH2N2 CH2N2

O-

-N2C+H2

O-O

O

重排

*1

*2+

正负结合

CH2NH2

OH

HNO2CH2

OH

N2+

-N2CH2

O H

OH+

O

+

-H+

第四节 重氮甲烷

一 结构

二 制备

三 反应

第四节 重氮甲烷一 重氮甲烷的结构

结构： 线状分子 偶极矩不大

分子式 ： CH2N2

共振式：

H

HC N N 3 原子 4 电子的大键

spsp2 sp

电负性： C （ 2.6 ） N （ 3.0 ）

CH2=N N -CH2-N N+ +

CH2N2

二 重氮化合物的制备

R-C-Cl

O+ CH3NH2 RCNHCH3

R-C-N

OCH2-H

N=O

KOH

C2H5OHR-COC2H5 + CH2N2 + H2O

O

OHNO2

R-C-Cl

O+ CH3NH2 RCNHCH3

R-C-N

OCH2-H

N=O

KOH

C2H5OHR-COC2H5 + CH2N2 + H2O

O

OHNO2

1. N- 甲基 -N- 亚硝基酰胺的碱性分解

如将氮上的甲基换成其它烃基，可得其它重氮化合物。

2. N- 甲基 -N- 亚硝基对甲苯磺酰胺的碱性分解

TsNHCH3HNO2TsCl + CH3NH2 SO2H3C N

CH2

N O

H

KOH

C2H5OHSO2OC2H5 + CH2N2 + H2OH3C

70 %

三 重氮甲烷的反应1. 与酸性物质的反应

R-OH + CH2N2

R-C-CH=CH-OCH3 + N2

O

R-C-CH=CH-OH + CH2N2

O

R-OH + CH2N2

HBF4 R-OCH3

eg 1

eg 3

eg 2

eg 4

CH2=N N-CH2-N N++

R-C-O-H +O

R-C-O- + CH3-N N

O+ SN2 R-C-OCH3 + N2

O

OH + CH2N2 OCH3 + N2

2. 与醛、酮的反应

普通酮主要生成环氧化合物，

醛与环酮以重排产物为主，重排时，基团的迁移能力是： H>CH3>RCH2>R2CH>R3C

普通酮主要生成环氧化合物，

醛与环酮以重排产物为主，重排时，基团的迁移能力是： H>CH3>RCH2>R2CH>R3C

R-C-CH3 + N2

O

R-C-H + CH2N2

O

eg 2

eg 1

R-C-R' + CH2N2

O

R-C-CH2R' + N2

OO

R'

R

+

R-C-CH2-N N

O-

+

R'

R-C-R' + -CH2N N

O+

R-C-CH2R'

OR-C-CH2R'

OO

R'

R

O

R'

R

O-

+

R'

R-C-CH2

反应机理：反应机理：

3. 与酰氯的反应 -- （阿恩特 --艾司特反应）3. 与酰氯的反应 -- （阿恩特 --艾司特反应）反应式

R-C-Cl + H-CHN2

O加成 - 消除

R-C-CH=N=N

O+

O

RCH2C-OH

O

RCH2C-OR'

O

RCH2C-NH2

Ag2O H2O

Ag2O ROH

Ag2O NH3

重氮酮

反应机理

R-C-Cl + -CH-N NO

+加成 R-C-Cl

CH2-N N+

O-

-Cl-

R-C-CH-N NO

+

H

-H+ R-C-CH=N=N

O+

H2O

Ag2O

-N2

O

R-C-CH重排

RCH=C=OROH

H2O

NH3

O

RCH2C-OHO

RCH2C-OR'

O

RCH2C-NH2

烯酮

重氮酮，中性分子

酰基卡宾

加成，互变异构

4. 制备卡宾（光照分解）

反应机理：

其它重氮化合物也可以制成相应的卡宾。

CH2 + N2CH2N2

hR2CN2

hCR2 + N2

CH2 + N2CH2N2 CH2=N+=N -