Особенности строения, реакционной способности и методы синтеза азотсодержащих соединений

1. ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ, РЕАКЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ И МЕТОДЫ СИНТЕЗА АЗОТСОДЕРЖАЩИХ СОЕДИНЕНИЙ

1

2. Азотсодержащие соединения

Нитросоединения
Нитрозосоединения
Гидроксиламины
R
NO2
R
..
NO
R
..
N
OH
H
2

3. Азотсодержащие соединения

Амины и соли аммония
..
NH2
R
..
R NH R'
2
R
R
..
N
R''
R'
1
R
N
-
R3 X
4
R
3

4. Азотсодержащие соединения

R ..
N
1
R
Гидразины
Диазосоединения
R
+ N2 X
2
.. R
N
3
R
R
CN2
R'
Азосоединения
R
..
N
..
N
R'
4

5. Амины

Аминами называются органические
производные аммиака, в которых один, два
или три атома водорода заменены на
углеводородные радикалы.
5

6. Амины

Первичные
Вторичные
Третичные
CH3 NH2 CH3 NH CH3 CH3
N
CH3
CH3
Метиламин
Диметиламин Триметиламин
6

7. Амины

7

8. Амины

Номенклатура и изомерия
CH3NH2
Метанамин
(метиламин)
CH3NHCH2CH3
(метилэтиламин)
(CH3)3N
(CH3)2CHCH2NH2
(триметиламин)
2-метилпропанамин
(изобутиламин)
8

9. Амины

Номенклатура и изомерия
H2NCH2CH2CH2CH2NH2
H2NCH2CH2CH2CH2CH2NH2
бутандиамин-1,4
(тетраметилдиамин)
пентандиамин-1,5
(пентаметилендиамин)
9

10. Амины

Номенклатура и изомерия
2-Нитроанилин
(о-нитроанилин)
NH2
NH2
NO2
NH2
1,2-Диаминобензол
(о-фенилендиамин)
10

11. Амины

Номенклатура и изомерия
NH2
NH2
H2N
NH2
1,3-Диаминобензол
(м-фенилендиамин)
1.4-Диаминобензол
(п-фенилендиамин)
11

12. Амины

Номенклатура и изомерия
NH2
NHCH2CH3
C2H5
N
C2H5
CH2CH3
2-Этиланилин
N-Этиланилин
N,N-диэтиланилин
12

13. Амины

Номенклатура и изомерия
13

14. Амины

Способы получения
Получение из галогеналканов
C2H5I + NH3
иодэтан
[C2H5NH3]Iэтиламмонийиодид
C2H5I + C2H5NH2
NH3
-NH4I
[C2H5NH2C2H5]I-
C2H5NH2
этиламин
C2H5NH2
-[C2H5NH3]+Iдиэтиламмонийиодид
C2H5NHC2H5
диэтиламин
и т.д.
14

15. Амины

Способы получения
Получение из нитросоединений
NO2
Zn, HCl
нитробензол
нитрозобензол
N
O
NH2
[H]
анилин
(аминобензол)
15

16. Амины

ЗИНИН
Николай Николаевич
(25.VIII.1812–18.II.1880)
академик, возглавлял кафедру
общей химии Медико-хирургической
академии в Петербурге, организатор
и первый президент Русского
химического общества. Известен
своими работами в области
ароматических нитросоединений.
16

17. Амины

Способы получения
Получение из нитрилов
CH3 C
N
[H]
этанонитрил
CH3CH2 NH2
этиламин
Получение из амидов (Реакция Гофмана)
O
CH3 C
+ Br2 + 4NaOH
NH2
ацетамид
(амид уксусной кислоты)
CH3 NH2 + Na2CO3 + 2NaBr + H2O
метиламин
17

18. Амины

Физические свойства
Химические свойства
Основной
центр
Нуклеофильный
центр
R
CH2
.. H
N
H
18

19. Амины

Химические свойства
Основные свойства
Alk
..
NH2
NH2
–I
+M > –I
УМЕНЬШЕНИЕ ОСНОВНОСТИ
19

20. Амины

Химические свойства
Основные свойства
C2H5NH2 + HCl
этиламин
C6H5NH2 + HCl
анилин
KOH
[C2H5NH3]Cl
-KCl, -H2O
этиламмонийхлорид
-
-
[C6H5NH3]Cl
анилинийхлорид
NaOH
-NaCl, -H2O
C2H5NH2
этиламин
C6H5NH2
анилин
20

21. Амины

Химические свойства
Основные свойства
метиламин
рКBH+
10,66
диметиламин
10,73
триметиламин
9,81
21

22. Амины

Химические свойства
Алкилирование (реакция Гофмана, 1850)
Гофман Фридрих
19.02.1660 - 12.11.1742,
Галле
22

23. Амины

Химические свойства
Алкилирование
нуклеофил
CH3
..
+
NH2 + CH3
метиламин
I
иодметан
CH3NH2
[CH3NH2CH3]I
-[CH3NH3]+Iдиметиламмонийиодид
-
CH3NHCH3
диметиламин
23

24. Амины

Химические свойства
Алкилирование
..
+
CH3NHCH3 + CH3
I
[(CH3)3NH]I
триметиламмонийиодид
диметиламин
..
+
(CH3)3N + CH3
- (CH3)2NH
I
-[(CH3)2NH2]+I-
(CH3)3N
триметиламин
+
(CH3)4N Iтетраметиламмонийиодид
24

25. Амины

Химические свойства
Ацилирование
O
..
NH2
O
+
C
NH
C
CH3 + HCl
CH3
Cl
анилин
хлорангидрид
уксусной кислоты
анилид
уксусной кислоты
(ацетанилид)
25

26. Амины

Химические свойства
Ацилирование
R
CH2
NH2
R
CH2
..
NH
O
C
R'
Амин
Амид
26

27. Амины

Химические свойства
Реакции аминов с участием углеводородного радикала
Галогенирование
Br
NH2
+ Br2
NH2
20°C
-HBr
Br
анилин
Br
2,4,6-триброманилин
27

28. Амины

Химические свойства
Реакции аминов с участием углеводородного радикала
Сульфирование
NH2
+ H2SO4
200°C
-H2O
HO3S
NH2
NH3+
-
O3S
п-аминобензолсульфокислота
(сульфаниловая кислота)
28

29. Диазосоединения

Диазосоединениями называются вещества,
содержащие в молекуле группировку из двух атомов
азота, соединенную с одним углеводородным
радикалом.
Общая формула диазосоединений R—N2X,
где Х — анион сильной кислоты или
ковалентносвязанная группа, например
гидроксильная.
R
N
+ -
N Cl
29

30. Диазосоединения

N
[NH4]+Cl-
аммонийхлорид
[(CH3)4N]+Cl-
тетраметиламмоний
хлорид
N
+
Cl-
бензолдиазонийхлорид
30

31. Диазосоединения

Реакция диазотирования
O
N+
нитрозил-катион
HCl
NaNO2 -NaCl
C6H5
HO
NH2 + +[N
анилин
N
O]Cl-
нитрозилхлорид
O
HCl
-H2O
+
N
C6H5 N
O + Cl-
Cl
+ H2O
N
бензолдиазонийхлорид
31

32. Диазосоединения

Реакция диазотирования
CH3CH2 CH2 NH2 + NaNO2 + HCl
[CH3CH2 CH2 N
N]+ + H2O + NaCl
32

33. Диазосоединения

Реакция диазотирования
H2O
-H+
[CH3CH2 CH2 N
N]+Cl-
-
-N2
CH3CH2 CH2
Cl
CH3CH2 CH2OH
пропанол-1
CH3CH2 CH2 Cl
1-хлорпропан
-H+
CH3CH
CH2
пропен
33

34. Диазосоединения

Реакция диазотирования
N
N
диазогруппа
34

35. Диазосоединения

Получение фенолов
[C6H5 N
N]+HSO4- + H2O
бензолдиазонийгидросульфат
C6H5OH + N2 + H2SO4
фенол
35

36. Диазосоединения

Получение углеводородов
[C6H5 N
N]+HSO4- + H2O + NaH2PO2
C6H6 + H3PO3 + NaHSO4 + N2
36

37. Азосоединения

Азосоединениями называются вещества,
содержащие в молекуле азогруппу —N=N—,
связанную с двумя углеводородными радикалами
N
N
азобензол
37

38. Азосоединения

3'
2
2'
1'
4'
5'
6'
N
N
3
1
4
6
OH
5
4-гидроксиазобензол
38

39. Азосоединения

+
..
N
N2 Cl-
CH3
-HCl
CH3
N,N-диметиланилин
бензолдиазонийхлорид
CH3
N
N
N
CH3
4-(диметиламино)азобензол
39

40. Азосоединения

+
.. O
-
N2 Br
бензолдиазонийбромид
N
феноксид-ион
N
OH + Br-
4-гидроксиазобензол
40

41. Азосоединения

OCH3
N
HO
N
N
SO2 NH
HOOC
фрагмент
салициловой
кислоты
N
OCH3
фрагмент сульфадиметоксина
САЛАЗОДИМЕТОКСИН
41