有机化学课件ch11胺

1第十一章胺分子结构中含有碳氮键(C－N)的一类化合物。广泛分布于自然界中，与日常生活及生命过程密切相关，在生命科学中占有及其重要的地位。2含氮有机物硝基化合物酰胺腈肟胺Amines重氮和偶氮化合物DiazoniumSalts&Azocompounds3第一节胺一、胺的结构、分类和命名

NH3分子中的氢原子被烃基所取代的衍生物。(一)分类根据烃基的种类：脂肪胺和芳香胺。根据N上所连烃基的数目：伯胺、仲胺、叔胺。RNH2R2NHR3NR4N+1°胺（伯胺）2°胺（仲胺）3°胺（叔胺）4°胺（季铵盐)胺4Note:(1)胺的分级与卤代烃、醇不同：

一元胺(含一个氨基)、二元胺(含两个氨基)和多元胺(含两个以上的氨基)。一元胺二元胺(CH3)3C-OH3°醇(CH3)3C-NH21°胺3°卤代烃(CH3)3C-X(2)季铵碱或季铵盐5(二)命名简单胺的命名是以胺为母体。CH3NH2CH3CH2NHCH2CH3H3CNHCH2CH3苯胺甲胺二乙胺甲乙胺苄胺-萘胺6当氮原子上同时连有芳香烃基和脂肪烃基时，则以芳香胺作为母体，脂肪烃基作为取代基写在母体名称前，并冠以“N”字：N-甲基苯胺N,N-二甲基苯胺N-甲基-N-乙基苯胺季铵类化合物的命名与无机铵盐和氢氧化铵的命名相似。例如：[(CH3)4N]+

Cl－

[(CH3)3NCH2CH3]+OH－氯化四甲铵氢氧化三甲基乙基铵7

比较复杂的胺，则以烃等为母体2-甲基-3-氨基戊烷2-二乙氨基丁烷2-氨基乙醇SO3HH2N对氨基苯磺酸-甲氨基丙酸8二、胺的结构脂肪胺具有类似氨的结构，是一个棱锥体结构。

胺的孤对电子位于棱锥体的顶端，决定了胺的某些化学性质，例如碱性和亲核性。氨、甲胺和三甲胺的结构sp3杂化9N上不同的取代手性氮对映异构体？构型翻转，能垒较低，翻转速度较快—自动外消旋化，不可拆分25kJ·mol-110季铵盐可分离出稳定的旋光异构体S-R-不能进行氮的翻转

形成N氧化物，不能翻转

11p-p共轭C—N键缩短（1.40Å比正常1.47Å短）电子云向环上共轭转移：

N原子的碱性和亲核性降低；芳环上的电子云密度增高，亲电取代活性增强。12三、胺的性质*伯仲胺有氢键，沸点比相应的烷烃高，但比醇的沸点低；叔胺无氢键，沸点与相应的烷烃相近。*伯仲胺可与水形成氢键，低级胺可溶于水。*胺有不愉快、难闻的臭味。*某些芳香胺有致癌的作用。

131．胺的碱性和成盐反应氯化苯铵苯胺盐酸盐当铵盐与碱溶液作用时，可重新游离出原来的胺，说明胺的碱性较弱。胺的水溶液呈碱性14电子效应：有+I效应的基团，使N上的电子云更集中，孤对电子接受H+的能力增强，碱性强。碱性比较:季铵碱>脂肪胺>氨>芳香胺脂肪仲胺>脂肪伯胺>氨>芳香伯胺>芳香仲胺>芳香叔胺二甲胺＞甲胺＞三甲胺溶剂化效应：N上取代基多，与H2O形成氢键少,与H+结合形成铵离子后，溶剂化稳定作用弱，碱性减弱。空间效应：N上的取代基多了，空间障碍就不利于N接受H+，碱性减弱。叔胺15局部麻醉剂普鲁卡因在临床上常制成其盐酸盐，供肌肉注射用。Note：1.季铵碱的碱性与氢氧化钠碱性相当，碱性:季铵碱>脂肪胺>氨>芳香胺

2.二甲胺＞甲胺＞三甲胺，其它胺不一定按此规律硫酸二乙铵季铵盐胺的盐氯化四甲铵3.16叔胺氮原子上无氢原子，所以不能发生酰化反应，可用于叔胺与伯、仲胺的鉴别。2．酰化反应酰胺为晶体，可以测其熔点来进行鉴别。酰胺水解可以回到原来的胺，可用于分离和提纯伯仲胺与叔胺。酰胺不易被氧化，而氨基易氧化，故可用酰胺键保护氨基。17酰化对于药物的修饰具有重要的意义。*药物分子中引进酰基后，常可增加药物的脂溶性，有利于体内的吸收，提高或延长其疗效，并可降低药物毒性。Note：芳胺可被酰卤和酸酐酰化，但由于碱性比脂肪胺弱很多，故不与酯反应。对羟基乙酰苯胺（扑热息痛）对氨基苯酚*氨基易于被氧化，在药物制备中常用酰化反应来保护氨基。183.与苯磺酰氯反应(兴斯堡反应Hinsberg

)苯磺酰氯如同酰氯一样能与伯胺、仲胺反应，生成难溶于水的苯磺酰胺。苯磺酰氯可用来鉴别伯、仲、叔三种胺。伯胺所生成的苯磺酰胺因氮原子上还连一个活泼的氢原子,它在碱性溶液中能生成可溶性的盐叔胺因分子中氮原子上不连氢原子，所以与苯磺酰氯不反应仲胺所生成的苯磺酰胺分子中的氮不连氢原子，因不能溶于碱性溶液而沉淀析出19204．与亚硝酸反应

不同种类的胺与亚硝酸反应的产物各不相同，所以常用此类反应进行鉴别和合成。由于亚硝酸不稳定，在反应过程中通常由亚硝酸钠与强酸作用制得。(1)伯胺与亚硝酸的反应低温条件下，芳香伯胺在强酸性溶液中与亚硝酸反应，生成芳香重氮盐，该反应称为重氮化反应

产物复杂，无制备意义用于伯胺的定量分析21重氮盐在低温水溶液中较稳定，温度升高时分解，放出氮气生成酚。(2)仲胺与亚硝酸反应产物为黄色、中性、不溶于水和酸的油状液体或固体22N-亚硝基化合物毒性很强，它可以破坏生物体内的细胞蛋白，是引起人类癌症的主要致癌物，在近300种N-亚硝基化合物中约90％具有致癌作用。23国家或地区含量μg/Kg亚硝胺干香肠加拿大10--20NDMA咸鱼英国1--9NDMA干鱿鱼日本300NDMA炖猪肉前苏联0.9-2.5NDMA熏肉中国0.3—6.5NDMA

肉类和鱼制品中亚硝胺的含量水平24腌制时间（天）硝酸盐（mg/Kg)亚硝酸盐（mg/Kg)1.5423.03.02329.09.03357.05.05304.03.08286.0197.015239.01842.024286.02820.0

蔬菜腌制过程硝酸盐和亚硝酸盐的消长25贮存时间亚硝酸盐含量新鲜0.002天0.424天1.106天（开始腐烂）6.708天（完全腐烂）146.0贮存蔬菜中亚硝酸盐含量的变化（mg/Kg)26鱼不同加工方法亚硝胺含量加工方法 亚硝胺含量(vg/kg)新鲜 4 烟熏 4~9盐腌 12~1427预防N-亚硝基化合物危害的措施1）防止或减少亚硝基化合物的危害作用

A提高维生素C摄入量

B许多食物成分可阻断亚硝胺的形成

C吃新鲜食物减少腌制食品的摄入量

D暴晒污染的粮食和饮水2）制订食品中N-亚硝基化合物限量标准28(3)叔胺与亚硝酸的反应脂肪叔胺与亚硝酸反应，生成不稳定的亚硝酸盐。亚硝酸盐溶于水。29C-亚硝基化合物都是在强酸条件下发生的反应，产物呈桔黄色，用碱中和后显翠绿色。N,N-二甲基苯胺N,N-二甲基对亚硝基苯胺芳香叔胺与亚硝酸反应，发生芳环上的亲电取代反应，生成C-亚硝基化合物。305．芳胺苯环的亲电取代反应氨基与苯环形成共轭体系，使苯环的电子云密度增加，易于发生苯环上的亲电取代反应。1)卤代反应可用于苯胺的鉴别和定量分析。31如果要在苯胺分子中引入一个卤原子，可以先使氨基乙酰化，以降低氨基的定位能力，然后再进行卤代。322)硝化反应苯胺因易被硝酸氧化而使产物复杂，为此在硝化前往往先将氨基保护，然后再硝化。由于氨基的保护方法不同，硝化时产物也不相同。硝化后再通过碱性水解即可得所需产品。通过成盐保护氨基33通过酰化保护氨基3)磺化反应苯胺用浓硫酸磺化时首先生成硫酸盐，然后在加热条件下生成对氨基苯磺酸。内盐34第二节重氮和偶氮化合物重氮化合物和偶氮化合物在结构上都含有－N2－官能团。重氮化合物中－N2－基只有一端与其它原子或原子团相连，而在偶氮化合物中，－N2－的两端都和烃基相连。它们本身不存在于自然界中，都是合成产物。氯化重氮苯偶氮苯35重氮化合物中，由于重氮基正离子的强吸电子性，使碳氮键极性增加，在一定条件下重氮基易被亲核试剂取代并放出氮气。重氮基本身又是亲电试剂，能取代芳香胺或酚类苯环上的氢，生成偶氮化合物。生成芳香重氮盐低温HNO236一、取代反应（放氮反应）重氮盐在不同条件下可以被羟基、氰基、卤素或氢原子取代，同时放出氮气。这类反应可将氨基转变为其他基团。37？问题：38问题：39二、偶联反应（不放氮反应）重氮盐可与芳胺或酚类化合物作用，生成一类有颜色的偶氮化合物。这类反应称为偶联反应。偶氮化合物分子中含有偶氮基－N＝N－，仍然保留着重氮盐中的两个氮原子，所以偶联反应是不放氮反应。40重氮盐与芳胺或酚的偶联反应，由于电子效应和空间效应的影响，通常发生在羟基或氨基的对位，当对位已有基团占据时则发生在邻位，一般不可能发生在间位。1.偶联的位置41反应的最佳pH在5～7。pH在5以下时芳胺形成盐，氨基变成，不利于重氮正离子的进攻。2.偶联条件对二甲氨基偶氮苯(黄色)42当溶液的pH＞10时，偶联反应不能进行，因为重氮正离子存在如下平衡：对羟基偶氮苯(桔黄色)酚在弱碱性溶液中转变为Ar－