《胺和生物碱》PPT课件.ppt

第十二章 胺和生物 碱 1 主要内容 胺 重氮盐和偶氮化合物 生物碱 2 第一节 胺 (amine) 一、胺的分类和命名 胺：氨(NH3)分子中的氢原子被烃基取代的产物。 氨分子中 1个、2个 或 3个 H 原子被烃基取代, 分别生成伯胺(一级胺,1)、 仲胺(二级胺, 2)和叔胺( 三级胺, 3)。 伯胺(1)仲胺(2)叔胺(3) 3 伯、仲、叔胺的区别与伯、仲、叔醇或卤代烃不同。 叔丁醇 叔丁基胺 (伯胺) (叔醇) (叔卤代烃) 叔丁基氯 ? 4 芳香胺：N原子直接与芳环相连 脂肪胺： 5 相应于氢氧化铵和铵盐的四烃基取代物, 分别称 为季铵碱和季铵盐(quaternary ammonium ion)。 胆碱 (季铵碱) 季铵盐 如果NH4+中4个H原子没有完全被烃基取代， 则不属于季铵类化合物，而是胺的盐类。 CH3CH2NH3+ Cl 或写为 CH3CH2NH2 HCl 氯化乙铵（或：乙胺盐酸盐）伯胺的盐 6 命名： l氨：ammonia. 表示NH3以及由氨衍生的基团 l铵：ammonium. 表示季铵及氨、胺的盐 N 与4个原子或基团相连，N 原子带正电荷。 l胺：amine. 表示 NH3 的烃基衍生物 首先注意氨、胺、铵三个字的区别。 7 简单胺的命名 “烃基名”“胺” methylamine 甲胺 二乙胺 diethylamine 二苯胺 diphenylamine 2-萘胺, -萘胺 2-naphthylamine 8 N上烃基不同，按“优先基团后列出”原则排列烃基 甲乙异丙胺 ethylisopropylmethylamine 9 N上连有脂肪烃基的芳香胺的命名 “N-烃基名”“某胺” （芳香胺为母体） N,N-二甲基苯胺 N,N-dimethylaniline N-乙基-N-丙基环己胺 N-ethyl-N- propylcyclohexylamine 10 结构复杂的胺的命名命名 氨基做取代基，烃或其他官能团为母体。 4-二甲氨基苯甲醛 4-dimethylaminobenzaldehyde 2-甲基-4-氨基戊烷 2-amino-4-methylpentane 11 季铵盐(或胺的盐)和季铵碱的命名 分别与 NH4+Cl-、 NH4+OH- 的命名相似。 碘化甲铵 methylammonium iodide 溴化四乙铵 tetraethylammonium bromide 氢氧化四甲铵 氢氧化羟乙基三甲基铵 (胆碱，choline) tetramethylammonium hydroxide 12 二、胺的结构 N 以不等性 sp3 杂化形成三棱锥型分子。 13 苯胺中的氮原子仍为不等性 sp3 杂化，但孤 电子对所占据的轨道含有更多 p 轨道的成分。 spsp 3 3 杂化杂化, ,但含更多但含更多 p p 成分成分 N N上孤电子对离域上孤电子对离域 到苯环到苯环, , 使苯环电使苯环电 子密度增加子密度增加, , N N 上上 电子密度降低。电子密度降低。 14 如果胺分子中的 N N 原子上连有 3 个不同的基团, 则 成为手性分子, 理论上应该存在一对对映体。 但实际上从未分离得到过这样的异构体。这是 因为孤电子对不能起到第四个基团的作用使分子的 构型固定下来。 103105/s (室温) 15 如果有某种因素阻碍氮原子通过平面型过渡 态相互快速转化，则可拆分出对映异构体。如某 些氮原子位于环上的胺类: Troger 氏碱的对映异构 16 对于季铵类化合物，如果四个烃基不同，则 存在对映异构体。如下面的化合物可以拆分为左 旋体和右旋体。 17 四、胺的化学性质 胺分子中氮原子上具有的孤电子对使胺具有 碱性碱性和亲核性亲核性。由于p-供电子共轭效应，芳香胺 具有较高的亲电取代反应活性。 1. 碱性 2. 亲核性 3. 芳胺亲电取代 反应活性增高 18 胺分子中氮原子上的未共用电子对可以 接受质子形成铵离子，故胺有碱性。 （一）碱性与成盐反应 胺的碱性强弱与氮上电子云密度有关。 氮上电子云密度越大，接受质子的能力越强 ，碱性就越强。 碱性顺序：碱性顺序：脂肪胺脂肪胺 氨氨 芳香胺芳香胺 19 影响胺的碱性的因素 电子效应 溶剂化效应 空间效应 20 电子效应 单一的电性效应使胺的碱性由强至弱顺序为： pKb 35 4.75 9 21 溶剂化效应 溶剂化程度越大, 铵正离子越稳定,其碱性越强 (OH-浓度越高) 单一溶剂化效应使其碱性强弱顺序为： 伯胺仲胺叔胺 22 空间效应 N 原子上连接的基团越多越大,对 N 上孤对电子 的屏蔽作用越大, N 上孤对电子与 H+ 结合就越难, 碱 性就越弱。 pKb 9.40 9.60 9.62 13.8 水溶液中胺的碱性强弱是多种因素共同影响的结 果。各类胺的碱性强弱大致表现出如下顺序： 23 季铵化合物分子中的氮原子已连接四个烃基并带 正电荷，再也不能接受质子，这类化合物的碱性由与 季铵正离子结合的负离子来决定。 季铵碱的碱性即为 OH- 的碱性, 为有机强碱。 季铵碱与酸作用生成季铵盐： 季铵碱 季铵盐 24 各类胺的碱性强弱： 季铵碱 脂肪胺 氨 芳香胺 脂肪仲胺脂肪 伯胺 叔胺 芳香伯胺 芳香仲胺芳香叔胺 25 胺类一般为弱碱, 可与酸成盐, 但遇强碱又重新游离析出： l分离和提纯 l增加胺类药物的水溶性和稳定性。 应用： 26 胺与强酸反应生成铵盐，铵盐易溶于水， 故胺类药物常以盐的形式提供使用。 27 （二）酰化反应羧酸衍生物的氨 解 分子中引入酰基的反应称为酰化反应。 伯胺和仲胺同氨一样能与酰卤、酸酐作用生 成酰胺。叔胺不发生酰化反应。 N-甲基乙酰苯胺 28 胺酰化反应的应用 鉴定 （产物酰胺的熔点） 增加药物的脂溶性 保护氨基 Paracetamol (扑热息痛) 29 (三) 磺酰化反应 伯胺和仲胺可与苯磺酰氯或对-甲苯磺酰氯反应, 生成相应的磺酰胺。叔胺不被磺酰化。 三类胺的鉴别三类胺的鉴别HinsbergHinsberg (兴斯堡)试验法试验法。 弱酸性 N上无H 30 (四) 与亚硝酸的反应 胺与亚硝酸作用, 伯仲叔胺各不同伯仲叔胺各不同, , 脂胺脂胺 芳胺有差异芳胺有差异。可用于鉴别。 亚硝酸不稳定，只能在反应过程中由亚 硝酸盐与盐酸或硫酸作用产生。 31 1. 伯胺 脂肪伯胺与HNO2反应生成极不稳定的脂肪重氮盐。 该重氮盐即使在低温下也会立即分解放出氮气， 并有醇、烯及卤代烃等混合物的形成。 因能定量地放出氮气，因此常用于氨基酸和多肽 的定量分析。 32 芳香伯胺与 HNO2 在低温(一般10), 重氮盐转变成重氮酸 (pH910)及重氮酸盐(pH1113), 就不能起偶联反应了。 重氮酸 重氮酸盐 58 反-偶氮苯 mp68 顺-偶氮苯 mp71.4 顺反异构： 59 第三节 生物碱 生物碱(alkaloid)是一类存在于生物体 内，对人和动物有强烈生理作用的含氮碱 性有机物。 一、生物碱的概念及临床应用 60 l生物碱的分子结构多数属于仲胺、叔胺，少数 为伯胺，常含有氮杂环，且大多具有碱性。 l由于生物碱主要存在于植物中, 故又称植物碱。 l生物碱一般按其来源命名。如烟碱、麻黄碱等。 l生物碱广泛应用于医药中。 61 二、生物碱的通性 生物碱一般为无色结晶（有少数为液 体，如烟碱），味苦，难溶于水，可溶于 有机溶剂。大多数生物碱有旋旋光性，其 左旋体生理活性较强。 62 (一) 碱性 生物碱有碱性，能与酸作用成盐，其盐 易溶于水。临床上生物碱药物大多制成盐供 使用。 63 常用沉淀剂有： 碘化汞钾(K2HgI4) 碘化铋钾(BiI3KI) 碘-碘化钾(KI-I2) 苦味酸(2,4,6-三硝基苯酚) 磷钨酸(H3PO412WO3H2O) 硅钨酸(SiO212WO34H2O) (二) 沉淀反应 生物碱的中性或酸性水溶液能与某些试剂 生成沉淀。这些试剂被称为生物碱试剂。 64 (三) 显色反应 生物碱可与某些试剂发生特殊的显色反应显色反应。常用 的颜色反应试剂有：硫酸，硝酸，盐酸、甲醛，氨水 等。其反应机理可能包括氧化、脱水、缩合等反应。 利用生物碱的沉淀反应和显色反应可鉴别生物碱。 65 三、与医药学有关的生物碱 烟碱 (尼古丁) 存在于烟叶中, 有剧毒 。少量对中枢神经有兴奋 作用，大量则抑制中枢神 经，出现恶心、呕吐, 使心 脏麻痹以至死亡。1支烟含 烟碱0.052.5mg。 66 麻黄碱 (-)-麻黄碱()-伪麻黄碱甲基苯丙胺 67 吗啡、可待因和海洛因的结构、功能与毒性 68 吗啡碱是罂粟科植物鸦片中的主要生物碱。 吗啡具有强烈的镇痛作用，容易成瘾，忌长 期使用。 可待因镇痛作用只有吗啡的1/7-1/8，主要用