胺与含氮化合物
苯胺
/ AN-ih-lin /
苯胺是最简单的芳香胺:一个苯环上直接拴着一个 NH2 基团,C6H5-NH2。从历史上看,它是整个合成染料工业的入门分子——第一种大规模生产的染料苯胺紫就出自苯胺化学,“苯胺染料”一词曾经就代表鲜艳的合成色彩。它是一种在空气中会变深色的油状液体,也是大量药物和颜料的母体。
苯胺的特别之处在于氮孤对电子与苯环之间的对话。氮上的孤对电子并不是干坐着;它与苯环的 pi 体系重叠,部分离域进了环里。想象氮把电子分享到芳香圈上,而不是自己独占。这带来两大后果。第一,苯胺是弱碱(pKaH 约 4.6,而普通烷基胺约为 10.6),因为忙着离域进环的孤对电子,远不如自由的那样能去抓质子;况且把它质子化还要损失那份稳定的共振。第二,孤对电子把电子密度泵进环里,所以在亲电芳香取代中,NH2 是强活化、邻/对位定向的取代基。
这种活化强到甚至会添麻烦:苯胺与溴水一接触就立刻、不可控地反应生成 2,4,6-三溴产物,正因如此化学家常先把氮乙酰化(把 NH2 变成更温和的 NHCOCH3)以降低反应活性,干净地完成取代,再把酰胺水解回去。苯胺也是重氮化学的起点:在低温下用亚硝酸处理它,就得到苯重氮盐,通往桑德迈尔反应和偶氮染料的大门。
苯胺加上冷的亚硝酸(HNO2,在 0-5 °C 由 NaNO2 与 HCl 当场生成)得到氯化苯重氮盐 C6H5-N2+ Cl-,它是制备芳基卤、苯酚和偶氮染料的主力中间体。
苯胺是通往重氮化学的门户——再由此通往半个芳香化学工具箱。
苯胺的弱碱性是共振效应而非诱导效应:孤对电子离域进了环,质子化会破坏那种类芳香的稳定。正是这同一种离域使 NH2 成为强力的环活化基。
又称
另见