第十一章 含氮化合物 11.1 命名下列化合物。 CH 3 CH 2 CHCH(CH 3 ) 2 CH 3 NHCH(CH 3 ) 2 H 2 NCH 2 CH 2 CH 2 CH 2 NH 2 NO 2 NHC 2 H 5 CH 3 N CH 3 CH 3 N(C 2 H 5 ) 2 (CH 3 ) 2 CHCN [(CH 3 )CHN(CH 3 ) 3 ] I [(C 2 H 5 ) 4 N]OH N 2 HSO 4 NO 2 CH 3 CONH N 2 Cl CH 3 N=N N(CH 3 ) 3 (1) (2) (3) (4) (6) (7) (9) (5) (8) (10) (11) (12) 答：（1）3-硝基-2-甲基戊烷（2）甲异丙胺（3）1，4-丁二胺（4）-甲基丙（异丙）（5）甲 基—乙基苯胺（6）二乙基—萘胺（7）甲基丙（8）碘化三甲基异丙基铵（9）氢氧化四乙基 铵（10）间硝基重氮苯硫酸盐（11）对乙酰胺基重氮苯盐酸盐（12）对甲基对二胺基偶氮苯 11.2 按碱性由强到弱的顺序排列下列各组化合物，并说明理由。 CH 2 NH 2 NH 2 CH 3 NH 2 NO 2 CH 3 CONH 2 CH 3 NH 2 NH 3 NH 2 CH 3 NH 2 (1) (2)、、 （3） 苯胺 ，N-甲基苯和乙酰苯胺 （4）苯胺，2，4-二硝基苯、3，5-二硝基苯胺和2，4，6-三硝基苯胺。 答： CH 2 NH 2 NH 2 CH 3 NH 2 NO 2 (1) > > 因为 CH 2 NH 2 具脂肪胺性质，后两者属于芳香胺，脂肪胺的碱性比芳香胺强； 在后两者中，对家苯胺有推电子的甲基，通过甲基的推电子超共轭效应和诱导效应，使氨基 氮原子上的电子云密度升高，因而碱性增强。而间硝基苯胺连有吸电子的硝基，通过诱导效 应，使氨基氮原子上的电子云密度下降，因而碱性下降 CH 3 CONH 2 CH 3 NH 2 NH 3 NH 2 CH 3 NH 2 (2) > > > > 甲胺属于脂肪胺，因有甲基推电子作用，使氨基氮上电子云密度升高，其碱性强于氨， 芳香胺和酰胺中存在诱导效应和共轭效应，结果使氨基氮上电子云密度降低，所以其碱性都 比氨弱；对甲苯胺有甲基推电子，所以其碱性大雨苯胺；在乙酰胺中，由于共轭效应，使氨 基氮上的电子云向电负性大的氧上转移，结果氮上的电子云密度降低很多，因而碱性最弱。 （3）N-甲基苯胺>苯胺>乙酰苯胺 同苯胺比较，N-甲基苯胺的氨基上连有推电子的甲基通过诱导效应使氮原子上的电子 云密度增大，因而碱性增强；而在乙酰苯胺分子中，氨基的氮原子上有吸电子的乙酰基，通 过诱导效应和共轭效应，使氮原子上的电子云密度下降，因而碱性降低。 （4） 苯胺>3，5-二硝基苯胺 >2，4-二硝基苯胺 > 2，4，6-三硝基苯胺 同苯胺相比较，后三种化合物的苯环上都连有吸电子的硝基，通过诱导，共轭效应， 使氨基氮上的电子云密度降低，所以碱性都低于苯胺；由于2，4，6-三硝基苯胺所连环上 所连的吸电子硝基最多，致使其氨基氮上的电子云密度降低最厉害，所以碱性最弱；在3， 5-二硝基苯胺中的两个硝基只起吸电子的诱导效应作用，其氨基氮原子上的电子云密度比只 所连两个硝基同时起吸电子诱导效应和共轭效应的2，4-二硝基苯胺要稍高一些，它的碱性 也就比2，4-二硝基苯胺强些 11.3用简便的化学方法区别下列各组化合物 （1）1- 硝基丙烷，丙胺和2-硝基-2-甲基丙烷（2）乙醇，乙醛，乙酸和乙胺 （3）邻甲苯胺，-甲基苯胺和，-二甲基苯胺（4）甲酰胺，正丁胺，二乙胺和二甲乙胺 （5）环己胺和苯胺（6）苯胺盐酸盐和对氯苯胺 答：（1）首先在三者中加入稀盐酸，能溶解者为丙胺，然后在不作用的二者再加稀氢氧化钠 实验，能溶于氢氧化钠溶液者为1-硝基丙烷，不溶者为2-硝基-2-甲基丙烷 （2）首先用硝酸银的氨溶液实验，能发生银镜反应者为乙醛；然后把不作用的三者加入 氯仿氢氧化钾溶液一起加热，产生恶臭气味者为乙胺；在剩下的两者中加入冰醋酸和几滴浓 硫酸，加热后产生酯的香味者为乙醇，无此现象者是乙酸。 （3）在三者中加入甲苯磺 酰氯氢氧化钠溶液实验，不作用者为N,N-二甲基苯胺，溶于 碱的水溶液中者为邻甲苯胺，析出固体者为N-甲基苯胺。 （4）首先在四种化合物中加入稀氢氧化钠溶液，加热是产生氨的气味者为甲酰胺；然后 在不反应的三者中加入对甲苯磺酰氯，仍不作用者为二甲乙胺，溶于碱溶液者为正丁胺，析 出固体者为二乙胺 （5）用溴水实验产生白色沉淀者为苯胺，不作用者是环己胺。 （6）在两者中分别加入硝酸银溶液，立即析出白色沉淀者为苯胺盐酸盐，无此显现产生 者为对氯苯胺 11.4用化学方法分离下列各组化合物 （1） 苯胺，对氨基苯甲酸和苯酚 （2） 苯胺，对甲苯酚，苯甲酸和甲苯 （3） 正己醇，2-己酮 正己胺和三乙胺 答：（1）用稀盐酸抽提，苯胺和对氨基苯甲酸溶解，分离出苯酚。剩下的酸溶液用氢氧化 钠溶液中和，至呈强碱性，分离出苯胺；再用稀盐酸小心中和至呈中型，分离出对氨基苯甲 酸 （2）首先用稀氢氧化钠溶液抽提，对甲苯酚和苯甲酸溶液，把不溶解的苯胺和甲苯先分 离出来；然后再碱溶液中通入二氧化碳，分离出对甲苯酚，接着在剩下的溶液中加入稀盐酸 至强酸性，进一步分离出苯甲酸。把前面分离出的苯胺和甲苯混合液中加入稀盐酸，进行抽 提，苯胺溶解，分离出甲苯；然后在酸溶液中加入稀氢氧化钠中和至强碱性，分离出苯胺。 （3）首先用稀盐酸抽提正己胺和三乙胺溶液，把不溶解的正己醇和2-己酮混合液分出 来；然后在酸溶液中加入稀氢氧化钠，中和至强碱性，把正己胺和三乙胺混合物分出。接着 在正己胺和三乙胺混合液中加入对甲苯磺酰氯，氢氧化钠溶液，正己胺溶液，把不作用的三 乙胺分出来。接着向剩下的溶液中加入稀盐酸至酸性。煮沸，然后加稀氢氧化钠中和至强碱 性，分出正己胺. 把前面分出的正己胺和2-己酮混合液中加入饱和的亚硫酸氢钠溶液，2-己酮与之作用 形成结晶物析出，分出不作用的正己醇；接着向固体结晶物加稀盐酸，固体结晶物分解使 2-己酮得以分离出来 11.5对比苯胺，N-甲基苯胺和N,N-二甲基苯胺与下列试剂的反应（用反应式表示） （1） 稀硫酸（过量） （2）碘甲烷（过量） （3）乙酐 （4） 苯磺酰氯，氢氧化钠（过量） （5）亚硝酸钠，盐酸 答： NH 3 H 2 SO 4 NH 3 HSO 4 N(CH 3 ) 3 I CH 3 I (CH 3 CO) 2 O NHCOCH 3 CH 3 COOH C 6 H 5 SO 2 Cl,NaOH N(Na)O 2 S-C 6 H 5 NaNO 2 ,HCl N 2 Cl 稀 (过量） + (溶液） [ ] +(过量） + + NHCH 2 H 2 SO 4 CH 3 I (CH 3 CO) 2 O C 6 H 5 SO 2 Cl,NaOH NaNO 2 ,HCl NH 2 HSO 4 I CH 3 N(CH 3 ) 3 I N CH 3 COOH COCH 3 CH 3 I N CH 3 I O 2 SC 6 H 5 N CH 3 I NO 稀 (过量） (过量） [ ] + + (溶解） NHCH 2 H 2 SO 4 CH 3 I (CH 3 CO) 2 O C 6 H 5 SO 2 Cl,NaOH NaNO 2 ,HCl NH(CH 3 ) 2 HSO 4 N(CH 3 ) 3 I N(CH 3 ) 2 NO 稀 (过量） (过量） [ ] + [ ] + 不起反应 不起反应 11.6完成下列转变 CH 2 CH CH 3 CH 2 CH CHNH 2 CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 Br CH 3 CH 2 CHCH 3 NH 2 COCH 3 NH 2 (1) (2) (3) CH 2 CH CH 3 Cl 2 CH 2 CH CH 2 Cl CH 2 CH CH 2 CN LiAlH 4 CH 2 CH CH 2 CH 2 NH 2 CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 Br NaOH CH 3 CH 2 CH CH 2 NaCN BrH CH 3 CH 2 CHCH 3 Br NH 3 CH 3 CH 2 CHCH 3 NH 3 CH 3 COCl AlCl 3 COCH 3 HNO 3 H 2 SO 4 COCH 3 NO 2 Fe,HCl COCH 3 NH 2 答：(!) 500℃ (2) 乙醇 (3) 浓 浓 11.7完成下列各合成题： （1）乙烯 丙酰胺 （2）正丁醇 正戊胺和正丙胺 （3）对硝基苯胺 1，2，3－三溴苯 （4）乙醇 1，4－丁二胺 （5）丙烯 甲基丁二酸 答： CH 2 CH 2 BrH CH 3 CH 2 Br NaCN CH 3 CH 2 CN H 2 O,H CH 3 CH 2 COOH PCl 5 CH 3 CH 2 COCl NH 3 CH 3 CH 2 CONH 2 CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 OH NaBr,H 2 SO 4 CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 Br NaCN CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CN H 2 ,Ni CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 NH 2 CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 OH KMnO 4 ,H 2 SO 4 CH 3 CH 2 CH 2 COOH NH 3 CH 3 CH 2 CH 2 CO O NH 4 OH 2 CH 3 CH 2 CH 2 CONH 2 Br,NaOH CH 3 CH 2 CH 2 NH 2 (1) (2) (O) - -+ NH 2 NO 2 Br 2 NH 2 NO 2 BrBr NaNO 2 ,HBr N 2 Br NO 2 BrBr HBr,CuBr Br NO 2 BrBr Fe,HCl Br NH 2 BrBr NaNO 2 ,H 2 SO 4 Br N 2 HSO 4 BrBr H 3 PO 4 Br BrBr (3) 0~5 ℃ 浓 0~5 ℃ + _ 加热 C 2 H 5 OH H 2 SO 4 H 2 SO 4 CH 2 CH 2 Cl 2 CH 2 ClCH 2 Cl NaCN CH 2 CH 2 CN CN LiAlH 4 H 2 NCH 2 CH 2 CH 2 CH 2 NH 2 CH 3 CH CH 2 Br 2 CH 3 CH CH 2 Br Br NaCN CH 3 CH CH 2 CN CN H 2 O ,H CH 3 CH CH 2 COOH COOH 浓170 ℃ (4) (5) 2 + 11.8完成下列各反应式 NO 2 NH 2 N 2 X C 2 H 5 OH BrH KCN CH 3 COONa NH 2 CH 3 OH 2 CuBr CuCN (A) (B) + △ △ △ (C) (D) (E) (F) (G) Fe,HCl NaNO 2 ,HX OH CH 3 CHO Br 答： (A) (B) (C) (D) (E) CN N NH 2 N CH 3 (F) (G) 11.9 以苯或甲苯为原料合成下列各化合物 （1）邻甲苯酚（2）5-硝基-1，3-二溴苯（3）2-硝基-4-溴甲苯 (4) NCH 3 OHN 答：（1）邻甲苯酚 CH 3 CH 3 NO 2 CH 3 NH 2 CH 3 N 2 HSO 4 CH 3 OH OH 2 NaNO 2 ,H 2 SO 4 Fe,HClHNO 3 H 2 SO 4 + △ 浓 0～5℃ （2）5-硝基-1，3-二溴苯 HNO 3 H 2 SO 4 NO 2 Fe,HCl NH 2 CH 3 COCl NHCOCH 3 HNO 3 CH 3 COOH NHCOCH 3 NO 2 OH 2 NH 2 NO 2 Br 2 NH 2 NO 2 BrBr NaNO 2 ,H 2 SO 4 NO 2 BrBr N 2 HSO 4 NO 2 BrBr C 2 H 5 OH 浓 △ 0～5℃ + △ （3）2-硝基-4-溴甲苯 NaNO 2 ,HBr CH 3 HNO 3 H 2 SO 4 CH 3 NO 2 NO 2 Na 2 S CH 3 NO 2 NH 2 CH 3 NO 2 N 2 Br BrH CuBr CH 3 NO 2 Br 浓 △0～5℃ + 浓 (4) NCH 3 OHN HNO 2 ,H 2 SO 4 NO 2 Fe,HCl NH 2 HNO 2 ,H 2 SO 4 N 2 HSO 4 OH 2 OH CH 3 HNO 2 ,H 2 SO 4 CH 3 NO 2 Fe,HCl CH 3 NH 2 NaNO 2 ,HCl CH 3 N 2 Cl OH NaOH,H 2 O NCH 3 OHN ℃ 浓 加热 0~5 + _ 浓 ℃ 0~5 + _ , 11.10化合物(A)C 5 H 11 NO 2 经还原后成为能溶于酸的(B)C 5 H 13 N。将(B)再与过量的CH 3 I作用， 然后用AgOH处理得到C 8 H 21 NO(C)，(C)加热分解得到三甲胺和2-甲基-1-丁烯，试确定(A)、 (B)、(C)的构造式，并写出各步反应式 答： CH 3 CH 2 CHCH 2 NO 2 CH 3 CH 2 CHCH 2 NH 2 CH 3 CH 3 CH 3 CH 2 CHCH 2 N(CH 3 ) 3 CH 3 OH(A) (B) (C) [ ] + CH 3 CH 2 CHCH 2 NO 2 CH 3 Fe,HCl CH 3 CH 2 CHCH 2 NH 2 CH 3 ClH CH 3 CH 2 CH CH 2 NH 3 Cl CH 3 CH 3 I CH 3 CH 2 CHCH 2 N(CH 3 ) 3 CH 3 I CH 3 CH 2 CHCH 2 N(CH 3 ) 3 CH 3 OH (CH 3 ) 3 N CH 2 =C-CH 2 CH 2 -CH 3 CH 3 + （溶解) (过量) [ ] + [ ] + △ + 11.11两种异构体(A)和(B)的分子式都是C 7 H 6 N 2 O 4 ,用发烟硝酸分别对它们硝化得到同样的 产物。把(A)和(B)分别氧化得到两种羧酸；这两种羧酸分别与碱石灰共热，得到同样的产物 C 6 H 4 N 2 O 4 ，后者用Na 2 S还原得到间硝基苯胺，写出(A)和(B)构造式及各步反应式 CH 3 NO 2 NO 2 CH 3 NO 2 NO 2 答：(A) (B) CH 3 NO 2 NO 2 HNO 3 ,H 2 SO 4 KMnO 4 CH 3 NO 2 NO 2 NO 2 COOH NO 2 NO 2 NaOH (CaO) NO 2 NO 2 Na 2 S NO 2 NH 2 发烟 (O) △ CH 3 NO 2 NO 2 HNO 3 ,H 2 SO 4 KMnO 4 CH 3 NO 2 NO 2 NO 2 COOH NO 2 NO 2 NaOH (CaO) NO 2 NO 2 Na 2 S NO 2 NH 2 发烟 (O) △ 11.12化合物(A)的分子式为C 9 H 12 ClNO 2 ，能溶解于水，与硝酸银反应生成氯化银白色沉淀 和(B)。把(B)用碱碱化，便出现不溶物，但加热回流则不溶物溶解；然后进行蒸馏，馏出物 用碘-氢氧化钠溶液处理便出现碘仿沉淀。将蒸馏后的残余物用酸中和到pH值等于7时得 沉淀(C)；(C)既可溶于酸，又可溶于碱。试推出(A)的可能构造式，并写出各步反应式。 答：(A)的的可能构造式为 NH 3 Cl COOC 2 H 5 NH 3 Cl COOC 2 H 5 NH 3 Cl COOC 2 H 5 + + + 现以 NH 3 Cl COOC 2 H 5 + 为例写反应式如下： NH 3 Cl COOC 2 H 5 AgNO 3 NaOH NH 3 COOC 2 H 5 AgCl NH 2 COOC 2 H 5 NaOH NH 2 COONa C 2 H 5 OH NH 2 COOH + + + 回流 + ClH NH 2 COOH NaOH NH 3 Cl COOH NH 2 COONa + (溶于酸） (溶于碱） C 2 H 5 OH NaOI CH 3 CHO NaOI CH 3 I HCOONa (O) +