《胺医用有机化学》PPT课件.ppt

药学院化学教研室 有机化学 第11章 胺 药学院化学教研室 有机化学 v氨的烃基取代物称为胺。胺及其衍生物是一类重 要的有机化合物。 v这类化合物范围广，种类繁多，与生命活动和人 类日常生活关系非常密切。 胺 重氮和偶氮化合物 酰胺 药学院化学教研室 有机化学 11.1.1 胺的结构 NH3 NH2CH3(CH3)3N vNH3的氮原子处于不等性sp3杂化状态，具有棱锥形 结构； v胺的结构和 NH3 相似，也具有四面体的结构。 胺的结构中的孤对电子决定其性质：碱性和亲核性 11.1 胺的结构、分类和命名 药学院化学教研室 有机化学 苯胺的氨基中， N原子所在的轨道与苯环上的p轨 道虽不完全平行，但仍可与苯环形成一定的共轭。 苯胺的结构 胺分子中若氮上连接三个不同的基团，应有手性。 （p260 , 不作要求） 药学院化学教研室 有机化学 11.1.2 胺的分类和命名 分类 胺可以看作是氨（NH3）分子中的氢原子被烃基取代 的衍生物。 伯胺（1胺） 叔胺（3胺）仲胺（2胺） 氨基 亚氨基次氨基 官能团 1、按氨分子中的H被取代 药学院化学教研室 有机化学 注意： 叔丁醇（3醇）伯胺（1胺） 季铵盐 NH4+X-R4N+X- NH4 + OH - R4N + OH - 问：（CH3）3NH + Cl- 是季铵盐吗？ 不是，是铵盐。 季铵碱 3、按氨基数的不同：一元胺、二元胺和多元胺 2、按烃基不同：脂肪胺或芳香胺 药学院化学教研室 有机化学 命名 1、简单的胺以胺作母体，称“某胺”。 CH3CH2NH2CH3CH2NHCH3 H2NCH2CH2NH2 乙胺 甲乙胺 乙二胺 苯胺 苄胺 CH3NHCH3 二甲胺 2、较复杂的胺以烃作母体，氨基作取代基。 2-甲基-3-氨基丁烷 药学院化学教研室 有机化学 N-甲基苯胺 N,N-二甲基苯胺 N-甲基-N-乙基苯胺 对甲基N-甲基苯胺 3、芳香族仲胺和叔胺芳香胺作母体，在烃基前加“N” 药学院化学教研室 有机化学 (CH3)4N+Cl氯化四甲铵(季铵盐) 4、铵盐、季铵盐和季铵碱 CH3NH3+Cl 氯化甲铵 (CH3)3NCH2CH3 + OH氢氧化三甲基乙铵（ 季铵碱) 注意：“氨”、“胺”及“铵”的含义。 表示氨气和基（如氨基、亚氨基等）时，用“氨”； 表示NH3的烃基衍生物（有机胺）时，用“胺”； 铵盐或季铵类化合物（含N+)则用“铵”。 药学院化学教研室 有机化学 11. 2 胺的物理性质 2、毒性 v胺类大多有毒。 v苯胺的空气或食入0.25mg后就会产生中毒。联苯 胺和-萘胺都有致癌作用。 v六个碳原子以下的低级胺易溶于水，高级胺难溶 于水。原因是氨基能与水分子形成氢键 。 1、水溶性 药学院化学教研室 有机化学 3、沸点 b、伯胺和仲胺叔胺（碳原子数相同的胺） va、伯胺和仲胺的沸点比烷烃高，但比醇低。 原因：胺是极性化合物。除叔胺外，都能形成分子 间氢键，但由于氢键N-HN比O-HO弱 原因：叔胺的氮原子上没有氢原子，叔胺分子间不 能生成氢键 药学院化学教研室 有机化学 11. 3 胺的化学性质 11.3.1 胺的碱性 胺的碱性较弱 碱性：脂肪胺 氨 芳香胺 碱性：二甲胺甲胺三甲胺 药学院化学教研室 有机化学 胺在水溶液中的碱性的影响因素 v胺在水溶液中的碱性取决于电子效应、水的溶剂 化效应和空间效应 电子效应氮上斥电子基越多，碱性增强。 CH3NH2HNH2 脂肪胺 氨 芳香胺 碱性：季铵碱 脂肪胺 氨 芳香胺 碱性：苯胺 二苯胺 三苯胺（不作要求） (CH3)4N+OH 季铵碱 （有游离的OH） 药学院化学教研室 有机化学 溶剂化作用氮上氢越多，与水形成氢键的数目 越多，铵正离子的稳定性越强，碱性越强。 OH2 OH2 OH2 OH2 OH2 OH2 空间效应烷基越多、越大，位阻越大，碱性越弱 。 药学院化学教研室 有机化学 v电子效应：烷基为斥电子基，烃基增多，碱性增大。 叔胺仲胺伯胺 v溶剂化效应：氮上氢越多，碱性越强 伯胺仲胺叔胺 v空间效应：烃基越多，位阻越大，碱性越弱。 伯胺仲胺叔胺 胺的碱性是以上三种效应综合作用的结果： 仲胺最强，伯胺和叔胺次之 碱性：二甲胺甲胺三甲胺 脂肪胺的碱性 药学院化学教研室 有机化学 a a b b a a b b b b a a c c 2 2 、 3 3、 4 4、 1 1 、 练习：碱性大小 药学院化学教研室 有机化学 11. 3. 2 胺的酰化反应 v伯、仲胺能与酰卤、酸酐等酰化试剂生成酰胺。 v叔胺的氮上没有氢，不反应。 药学院化学教研室 有机化学 应用： v1、可用于鉴别伯胺、仲胺和叔胺，生成的酰胺是中 性物质，均为有固定熔点的晶体（区分伯、仲胺） ，叔胺无此反应。 v2、用于氨基的保护。既可避免苯胺被氧化，又可适 当降低苯环的反应活性。 药学院化学教研室 有机化学 例如：例如： 药学院化学教研室 有机化学 兴斯堡（Hinsberg ）反应 NaOH 沉淀溶解 不反应（沉淀不溶解） （苯磺酰氯 ） 白 白 不反应（可溶于酸） v常用于分离鉴别胺类化合物 药学院化学教研室 有机化学 11. 3. 3 与亚硝酸反应 v 伯、仲、叔胺与亚硝酸反应的产物不同，可鉴别三种胺。 v 亚硝酸很不稳定，临用时配制NaNO2+HCl HNO2+NaCl 1、伯胺与亚硝酸反应 v脂肪伯胺在酸性条件下与亚硝酸反应，放出氮气，并生 成醇、烯烃等的混合物。 此反应能定量地放出氮气，故可用测定伯胺含量。 药学院化学教研室 有机化学 v芳香族伯胺在低温和强酸存在下，与亚硝酸作用则 生成芳香族重氮盐，这个反应称为重氮化反应。 v芳香族重氮盐在低温较稳定，遇热分解，放出N2 。 v芳香族重氮盐在有机合成中有重要应用。 + NaNO2 HCl 0-5 5 + N2 氯化重氮苯 药学院化学教研室 有机化学 2、仲胺与亚硝酸反应 v脂肪仲胺和芳香仲胺与亚硝酸作用生成N-亚硝基胺。 vN-亚硝基胺为难溶于水黄色油状物或固体 vN-亚硝基胺是较强的致癌物质。 药学院化学教研室 有机化学 3. 叔胺与亚硝酸反应 v芳香叔胺与亚硝酸的反应（不作要求） v脂肪叔胺与亚硝酸作用时只能生成不稳定的亚硝 酸盐，碱处理又重新得到游离的叔胺。 药学院化学教研室 有机化学 亚硝酸反应小结 伯胺 仲胺 脂肪叔胺 N2 黄色油状物或 无现象 （1）可用于鉴别伯、仲、叔胺。 （2）可用于鉴别脂肪族及芳香族伯、仲、叔胺。 亚硝酸 药学院化学教研室 有机化学 11. 3. 4 芳胺的特殊反应 1、卤代反应 白白 可用于苯胺的鉴别和定量分析 芳胺的氨基和羟基一样，对芳环的亲电取代 有较强的致活作用 2、磺化反应（不作要求） 3、氧化反应（不作要求） 药学院化学教研室 有机化学 11.4 重氮盐的化学性 质 v 重氮化合物和偶氮化合物都含有N2官能团。 v 偶氮化合物中NN两端都和烃基相连。 v 重氮化合物中N2的只有一端与烃基相连，另一端与其他 原子或原子团相连。 氯化重氮苯 （重氮盐酸盐 ） 偶氮苯 硫酸重氮苯 （重氮硫酸盐 ） 对羟基偶氮苯 药学院化学教研室 有机化学 重氮盐的结构 v芳香族重氮盐具有-共轭体系，在低温、强酸 介质中能稳定存在。（比脂肪族重氮盐稳定） v芳香族重氮盐是重要的合成中间体，它的性质活 泼，可以发生取代反应和偶联反应 药学院化学教研室 有机化学 v芳香族伯胺在低温（05)和强酸（盐酸或硫酸） 溶液中与亚硝酸钠作用，生成重氮盐的反应称为重 氮化反应 。 重氮化反应（复习） 05 药学院化学教研室 有机化学 11.4.1 取代反应（放氮反应） v芳香重氮离子中重氮基带正离子（吸电子），使C- N键的极性增强，易断裂放出N2 v重氮基可被羟基，卤素、氰基和氢原子等取代。 v芳香重氮盐可用重氮盐酸盐和重氮硫酸盐。 v反应机理可以是亲核取代机理或自由基机理 （ p271，不作要求） 药学院化学教研室 有机化学 Cu2CN2 Cu2X2 HX, KCN, H2O H3PO2 H2O + N2 或C2H5OH 药学院化学教研室 有机化学 11.4.2 偶联反应（不放氮反应） v重氮盐与酚类或芳香胺作用，生成有颜色的偶氮化 合物，这类反应称为偶联反应。 v偶联反应的机理是亲电取代反应。 v芳基重氮正离子作为亲电试剂 ，由于形成共轭，使正电 荷较分散，亲电性很弱，只能 进攻芳香胺或酚类化合物等活 泼的芳环。 药学院化学教研室 有机化学 1、与酚的偶联反应 + 弱碱性 OC 对羟基偶氮苯（橘黄色） v在弱碱性（pH=810）介质中，酚以氧负离子 C6H5-O-形式存在活化了苯环，对偶联反应有利 。 v但在强碱介质中，重氮正离子会生成重氮酸和重 氮酸盐，都不能进行偶联反应。 重氮酸 （pH 9 11） 重氮酸盐 （pH 11 13） 药学院化学教研室 有机化学 2、与芳香胺的偶联反应 + 中性或弱酸性 OC 对二甲氨基偶氮苯（黄色 ） v在中性或弱酸性（PH=57）介质中主要以游离胺 的形式参与反应，对偶联反应有利。 v但在强酸介质中，芳香胺生成铵盐钝化了苯环。不 利于偶联反应。 药学院化学教研室 有机化学 v偶联反应发生在羟基或氨基的对位（受电子效 应和空间效应的影响） v如对位被占据，则偶联反应发生在邻位。 v如邻、对位都被占据，则不发生偶联， + 中性或弱酸性 OC 5-甲基-2-氨基偶氮苯 药学院化学教研室 有机化学 应用 v偶氮化合物，通常具有颜色，可用作染料（ 偶氮染料），偶联反应最重要用途是合成偶 氮染料。 v有些偶氮化合物的颜色能随溶液PH值的不同 而变化，可用作酸碱指示剂。例如甲基橙。 11.5 生源胺类和苯丙胺类化合物（不作 要求） 药学院化学教研室 有机化学 v 酰胺中形成p-共轭体系 v 为近中性化合物。 1、酸碱性 v酰亚胺分子中，氮原子上的孤对电子受两个羰 基的影响，使NH键的极性加大，显示一定的 酸性，能与碱生成盐。 + NaOH 9.2.6 酰胺的特性（p233） 药学院化学教研室 有机化学 2、与亚硝酸的反应 v生成羧酸并放出氮气，与伯胺的反应相似。 3、Hofmann降解反应（不作要求 ） 药学院化学教研室 有机化学 9.2.7 碳酸衍生物（p234） v尿素是碳酸的二元酰胺，是蛋白质在哺乳动物体内最 后的代谢产物，它从尿液中排出体外，尿素也由此得 名。 v尿素在农业上用作氮肥，在临床上能降低眼内压和颅 内压，可治疗青光眼等疾病。 2.碳酰胺（尿素，脲 ） 1.碳酰氯（不作要求） 药学院化学教研室 有机化学 （1）弱碱性 v尿素具有弱碱性，与硝酸作用生成硝酸脲白色沉淀 。 白 近中性 酸性 碱性 药学院化学教研室 有机化学 H2O H+ OH- 酶 + + + （3）与亚硝酸反应 +HNO2N2 + CO2 + H2O v生成碳酸，定量放出氮气，可用来测定尿素含量 （2）水解反应 v尿素在