甲酸铵在加热,且有P2O5催化的条件下如何分解?

甲酸铵在加热,且有P2O5催化的条件下如何分解?
甲酸铵在加热,且有P2O5催化的条件下如何分解?

甲酸铵在加热,且有P2O5催化的条件下如何分解?
发生脱水反应：甲酸氨 -> 甲酰胺 -> 氰化氢
HCOONH4 = HCONH2 + H2O,这一步加热就可以完成
HCONH2 = HCN + H2O,这一步必须用P2O5脱水

根据氮上取代基的多少，酰胺可以被分为伯、仲、叔酰胺三类。酰胺分子中电荷分离的经典结构式在共振杂化体中的贡献较大，C-N键明显具有双键性质。与胺相比较，酰胺全无碱性，它的亲核能力极差，在酸水中也不生成铵离子，质子化都发生在羧基氧原子上，遇强酸HF/BF3才成盐，而其酸性较强，能与醇钠成盐。
酰胺能够通过氮上的氢原子形成缔合，缔合的结果使酰胺的沸点高于响应的酸，除甲酰胺外， RC(O)NH2...

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根据氮上取代基的多少，酰胺可以被分为伯、仲、叔酰胺三类。酰胺分子中电荷分离的经典结构式在共振杂化体中的贡献较大，C-N键明显具有双键性质。与胺相比较，酰胺全无碱性，它的亲核能力极差，在酸水中也不生成铵离子，质子化都发生在羧基氧原子上，遇强酸HF/BF3才成盐，而其酸性较强，能与醇钠成盐。
酰胺能够通过氮上的氢原子形成缔合，缔合的结果使酰胺的沸点高于响应的酸，除甲酰胺外， RC(O)NH2 型的酰胺和二元酸生成的酰亚胺都是固体。氮原子上的倾被取代后，通过氢键发生缔合的程度减小，沸点也随之降低。如，HCONH2、HCONHCH3、和HCON(CH3)2的沸点分别为205℃（分解）、185℃和153℃。HCON(CH3)2虽然不能通过氢键缔合，但仍能通过偶极发生缔合作用因此它的沸点还很高。同样的原因，低级的酰胺是可溶于水的，随着分子量的增加，酰胺的水溶性迅速降低。
酰胺可以通过羧酸、酰氯、酸酐和酯的氨（胺）解反应得到，也可以通过运用适当的 反应条件，在酸或碱催化下将晴的水解反应中止在酰胺一步。
酮类化合物和叠氮酸在硫酸的催化作用下生成酰胺，环酮则生成内酰胺。
8.15.1 水解、醇解和氨解、酸解反应
酰胺的水解较其他羧酸衍生物困难，反应也需要在酸或碱催化的条件下进行。有空间位阻的酰胺和N-取代烃基的酰胺更难水解。许多酰胺还可以在水中中结晶。
归纳一下，羧酸衍生物的水解速度顺序和相对大小依次如下。羧酸衍生物中电荷分离的经典结构式在共振杂化体中的贡献越小，离去的倾向越大，水解速度也越快，这一规律和羧酸衍生物与其他亲核加成试剂反应的活性次序相同。
酰胺在酸性条件下与醇作用得到酯，与胺（氨）反应发生胺交换反应，与羧酸作用产生另一个羧酸酰胺。
8.15.2 加水和脱水反应
酰胺加水成为铵盐，失水则成为晴。脱水生产晴的反应是制备晴的一个方法，常以 P2O5、POCl、SOCl2等为脱水剂，产率很好。
8.15.3 还原反应
酰胺还原得到胺，但是酰胺的还原不易进行，催化氢化需在高温高压下进行，产物纯度也较差。用锂铝氢将其还原为胺。
在锂铝氢分子中引入烷氧基降低其活性后可以将酰胺的还原控制在中间阶段，得到醛。
8.15.4 重排反应
酰胺在次卤酸盐重排（NaOH/X2）作用下，发生分子内的重排水解反应，生成比原料酰胺的碳链少一个碳原子的伯胺，俗称Hofmann降解成胺反应。
酰胺的酸性强度和醇相似，在强碱作用下形成酰胺负离子，继而和卤素反应生成N-卤代酰胺，它的酸性由于卤原子的吸电子诱导效应比酰胺强，故更易与碱作用形成相应的负离子，而后卤素离子离去，这一步可能是决速步骤，生成酰基氮宾，再烷基转移生成异晴酸酯。但也有许多实验结果表明，反应中并无氮宾中间体产生，而是一个协同的过程，即N-溴代酰胺的氮负离子生成后烷基带着一对电子就像SN2反应一样进攻氮，同时溴原子带有一对电子离去。迁移基团若是有旋光活性的，反应后其手性碳原子的构型保持不变。生成的异晴酸酯中间体产物很容易被水解和脱羧得到伯胺产物，控制好反应条件，它们也都可以分离出来。这个反应的产率很好，操作也简单，是制备胺的一个好方法，迁移基团可以是烷基、芳基等各种基团。
8.15.5 和格氏试剂
格氏试剂和酰胺作用，首先是将氮上的活泼氢除去，故酰胺需和2mol的格氏试剂反应得到酮，该反应产率也不高，故合成价值也不大。N，N-二烃基酰胺与格氏试剂反应可以生成酮。
丁二酸的单酰胺脱水生成环状的丁二酰亚胺，后者也可以由丁二酸酐氨解得到。
丁二酰亚胺中氮原子上的氢原子受到两边两个羧机的影响非常活泼，和碱成盐，和次溴酸钠反应生成俗称为NBS的N-溴代丁二酰亚胺。
邻苯二甲酸二铵盐加热生成邻苯二甲酰亚胺，这也是一个很有用的试剂，有弱酸性，可制备伯胺和邻氨基苯甲酸，后者实际上就是发生了Hofmann降级反应。
酰胺常用作溶剂及一些合成中间体，N，N-二甲基甲酰胺俗称DMF，这是一种无色有氨味的略粘稠液体。它可以溶于水，也能溶解许多有机物，但分子中无活泼质子存在。在工业上可由一氧化碳和二甲胺在甲醇钠存在下反应得到，这是一个优良的用途广泛的非质子极性溶剂，介电常数大，是电子给予体，能与电子受体形成络合物和容积化物。乙酸和二甲胺反应是工业上制备N，N-二甲基乙酸胺（DMAC）的方法，它比DMF稳定，也是一种优良的溶剂。

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