含氮有机化合物PPT课件.ppt

第十章含氮有机化合物 第一节胺一分类和命名二胺的制备三胺的结构与性质第二节重氮盐和偶氮化合物一重氮盐的制备与结构二重氮盐的性质第三节生物碱 一 引言胺是最重要的含氮有机化合物 广泛存在于生物界在电影的侦探片中 常常出现这样的镜头 人们闻到很浓的臭味 然后跟着臭味寻找过去 发现了腐尸 原因 精氨酸脱羧生成丁二胺H2N CH2 4NH2 俗称腐胺赖氨酸脱羧生成戊二胺H2N CH2 5NH2 俗称尸胺 二 胺的定义胺 氨分子中的氢原子被烃基取代后的衍生物 HNHH 氨 胺 三 胺的分类 1 根据氮原子上所连的烃基种类不同分为 脂肪胺通式 R NH2芳香胺通式 Ar NH2 甲胺 CH3NH2 芳香胺 苯胺 脂肪胺 苄胺 N 甲基苯胺 2 根据氮原子上所连烃基的数目分为 通式官能团官能团名称伯胺R NH2 NH2氨基仲胺R NH R NH亚氨基叔胺次氨基 伯胺 按羟基所连碳原子的类型分 仲醇 叔醇 伯醇 RCH2OH 例如 注意比较 而伯 仲 叔胺是依据氮原子上所连烃基数目 而不是烃基本身的结构 叔醇 伯胺 醇的分类依据羟基所连碳原子的类型 胺的分类依据氮原子上烃基的数目 你能准确 迅速地判断下列哪些胺为伯胺 哪些为仲胺 哪些为叔胺吗 练习 四 胺的命名 1 简单的胺的命名 采用习惯命名法 1 伯胺的命名 写出与氮原子相连的烃基的名字 然后加上 胺 字 通常情况下 基 字省略 称为 某胺 甲胺 乙胺 苯胺 烃基的名称 2 仲胺和叔胺命名A 当时 先写出烃基名称 用中文数字 二 三 表示相同的烃基数目 称为 例 二苯胺 CH3NHCH3 CH3 3N 二甲胺 烃基的名称 烃基数目 三甲胺 三苯胺 烃基相同 几某胺 B 当时 且为脂肪胺时 则先写简单的烃基 再写出复杂的烃基 最后加上 胺 字 称为 2 仲胺和叔胺命名 复杂烃基名称 简单烃基名称 烃基不同 某某胺 C 芳脂胺 芳香胺的氮原子上连有脂肪烃基时 以芳香胺为母体命名 在脂肪烃基名称前面加字母 N 表示脂肪烃基连在氮原子上 例如 2 复杂的胺的命名 采用系统命名法 复杂的胺的命名是以烃为母体 氨基作为取代基 例如 4 甲基 2 氨基庚烷 2 乙氨基己烷 3 多元胺的命名 类似于多元醇 应尽可能选择连有多个氨基在内的最长碳链作为主链 并将氨基的位次和数目写在母体名称前面 例如 H2N CH2 CH2 CH2 CH2 NH2H2N CH2 5NH2 1 4 丁二胺 腐胺 1 5 戊二胺 尸胺 定义 氨分子 NH3 中的氢原子被烃基取代后的化合物 一 分类和命名1 分类 1 按与氮原子相连的烃基数目不同分为 伯胺 一级胺 1 胺 primaryamine 定义 氨分子中只有一个氢原子被烃基取代 通式 RNH2 官能团 氨基 NH2 叔胺 三级胺 3 胺 定义 氨分子中三个氢原子全被烃基取代 通式 官能团 次氨基 叔氮 仲胺 二级胺 2 胺 定义 氨分子中有两个氢原子被烃基取代 通式 R1 NH R2官能团 亚氨基 请注意区分 伯胺 仲胺和叔胺 伯醇 仲醇和叔醇 叔丁醇 叔醇 叔丁胺 伯胺 指氮上所连的烃基数 指羟基所连的碳原子的类型 3 按与氮相连的烃基的种类不同分为 脂肪胺 芳香胺 氮原子直接与芳环相连 Ph NH2 氮原子与脂肪族碳相连 CH3NH2 2 命名 1 简单的胺 根据烃基的名称称 某胺 烃基相同的合并 烃基不同时 按优先基团后列出的规则排列烃基 异丙胺 三乙胺 甲乙异丁胺 二苯胺 萘胺 4 甲基 3 乙基苯胺 N N 二甲基 对 硝基苯胺 N 乙基 N 异丙基苯胺 2 氮原子上连有脂肪烃基的芳胺 以芳胺作母体 把氮上的脂肪烃基作取代基 前面加 N 表示脂肪烃基连在氮上 而不是芳环上 N 甲基 N 乙基丙胺 对于脂肪族仲胺和叔胺也可按此方法命名 2 甲基 4 氨基己烷 3 复杂的胺 以烃基或其它官能团作母体 把氨基作取代基 4 二甲氨基苯甲醛 2 甲基 1 氨基 5 甲氨基己烷 氨 胺和铵 的使用 注意 铵 氮上带有正电荷时 季铵盐 季铵碱 胺的盐等 氨 用于 氨气 氨基酸 某氨基 中 如 NH2 NH CH3NH 甲氨基 胺 用于氨的烃基衍生物 4 芳香胺有毒 芳香胺为高沸点的液体或低熔点的固体 芳香胺易被空气氧化而变色 毒性较大 易透过皮肤而被吸收 如 联苯胺 萘胺等具有致癌性 四 胺的物理性质 1 熔点 沸点 甲胺 二甲胺 三甲胺和乙胺是气体 3 11碳的胺为液体 11个碳以上的胺为固体 伯胺和仲胺的沸点比分子量相近的烷烃高 但比相应的醇低 叔胺的沸点与分子量相近的烷烃接近 2 溶解度 6个碳以下的胺易溶于水 3 气味 低级的胺有氨的气味 有的有 鱼腥味 高级的胺无味 三 胺的化学性质1 碱性与成盐反应 影响胺碱性的因素 电子效应 N 上脂肪烃基越多 胺的碱性越强 芳香胺中由于N原子上的孤对电子与苯环 电子的共轭 使N原子上的电子云向苯环分散 N原子结合质子的能力降低 碱性减弱 叔胺 仲胺 伯胺 氨 苯胺 空间效应 N 上烃基越多 空间位阻越大 N 与H 结合越困难 胺的碱性越弱 氨 伯胺 仲胺 叔胺 季铵碱 脂肪族仲胺 脂肪族伯胺 脂肪族叔胺 氨 芳香胺 酰胺 结论 2 与亚硝酸的反应 1 伯胺与亚硝酸反应 脂肪族伯胺 即使在低温下也放出氮气 生成醇 卤代烃 烯等混合物 2 仲胺与亚硝酸的反应 脂肪族和芳香族仲胺与亚硝酸反应生成黄色油状液体或固体的N 亚硝基化合物 N 亚硝基二乙胺 N 甲基 N 亚硝基苯胺 亚硝胺化合物及亚硝酸盐有毒 例如 甘肃平凉牛奶投毒嫌疑人先后两次投放亚硝酸盐 致39人中毒 其中3名幼儿死亡 症状1 头痛 头晕 乏力 胸闷 气短 心悸 恶心 呕吐 腹痛 腹泻 腹胀等 2 全身皮肤及粘膜呈现不同程度青紫色 3 严重者出现烦燥不安 精神萎靡 反应迟钝 意识丧失 惊厥 昏迷 呼吸衰竭甚至死亡 检查血中高铁血红蛋白含量测定 治疗1 对症治疗 催吐 洗胃 导泻 静脉输液 利尿 纠正其酸中毒 给予吸氧及其它对症处理 2 应用解毒剂亚甲兰 美兰 中毒机理 亚硝酸盐为强氧化剂 进人人体后 可使血中低铁血红蛋白氧化成高铁血红蛋白 失去运氧的功能 致使组织缺氧 出现青紫而中毒 3 叔胺与亚硝酸的反应脂肪族叔胺 只显示其碱性 与亚硝酸生成不稳定的亚硝酸盐 遇碱游离为胺 芳香族叔胺与亚硝酸反应生成C 亚硝基化合物 N N 二甲基 对 亚硝基苯胺 小结 胺与亚硝酸的反应可以用来鉴别伯 仲 叔胺 脂肪胺 伯胺 仲胺 叔胺 芳胺 伯胺 仲胺 叔胺 显示碱性 成盐 生成黄色油状或固体的N 亚硝基化合物 放出氮气 C 亚硝基化合物 反应液呈橘黄色 生成黄色油状或固体的N 亚硝基化合物 低温下生成重氮盐 加热放出氮气 3 酰化反应 酰基化试剂 酰卤 酸酐 酰基化反应具有保护氨基 降低反应活性和药物毒性的作用 叔胺不发生酰化反应 伯胺 仲胺易与酰氯或酸酐等作用生成酰胺 例1 由苯胺合成对溴苯胺 例2 在药物方面的应用 对 羟基乙酰苯胺 扑热息痛 对 羟基苯胺 氨基是很强的邻 对位定位基 容易发生亲电取代反应 1 卤化 速度快 溴化和氯化得2 4 6 三卤苯胺 白色沉淀 4 芳环上的取代反应 1 季铵盐的生成 叔胺和卤烷作用生成季铵盐 季铵盐在加热时分解 生成叔胺和卤烷 具有长链的季铵盐可作为阳离子型表面活性剂 5 季铵盐和季铵碱 2 季铵碱的生成 季铵盐与强碱作用时 不能使胺游离出来 而得到含有季铵碱的平衡混合物 若在强碱的醇溶液中进行 由于碱金属的卤化物不溶于醇而沉淀析出 平衡破坏而生成季铵碱 若用AgOH 反应也能顺利进行 季铵碱是强碱 碱性可与NaOH KOH相当 加热时则分解成叔胺和烯烃 氢氧化四乙铵 三乙胺 乙烯 例1 第二节重氮盐和偶氮化合物DiazoSaltandAzoCompounds 重氮化合物 N2 只有一端与烃基相连的化合物 偶氮化合物 N2 两端都与烃基相连的化合物 重氮甲烷 氯化重氮苯 苯重氮酸 偶氮苯 4 甲基 4 羟基偶氮苯 一般不稳定 需5 以下保存 离子型化合物 易溶于水 不溶于一般有机溶剂 干燥时遇热和震动易爆炸 二 重氮盐的性质 一 重氮基被取代 放氮反应 二 偶联反应 留氮反应 Couplingreaction 条件 低温 中性 弱碱性或弱酸性 活性高的芳香族化合物 酚 芳胺等 对羟基偶氮苯 橘黄色 反应类型 亲电取代反应 反应的产物 偶氮化合物 一般具有鲜艳的颜色 反应的位置 对位 若对位有基团 则在邻位 若对位和邻位均有取代基 也不在间位发生偶联反应 4 二甲氨基偶氮苯 黄色 偶联反应不能在强酸和强碱条件下进行的原因 在强酸中 氢离子与苯胺或苯酚中的N或O结合 形成正离子 降低了苯环上的电子云密度 在强碱中 易生成重氮酸盐 重氮酸盐不发生偶联反应 重氮盐与芳胺的偶联反应最佳pH为5 7酚类与重氮盐的偶联反应在弱碱性溶液中进行的最快 第三节生物碱 alkaloid 一 生物碱的概念及临床应用 1 定义 存在于生物体内 主要是植物体内 具有显著生理活性的含氮碱性有机化合物 2 性质 苦 毒 无 固 旋 盐 淀 色 苦 生物碱一般具有苦味 毒 一般来说毒性很强 量少可作药物 量大引起中毒 甚至死亡 无 一般为无色 个别有颜色 如 黄连素为黄色 固 一般为固体 个别为液体 如烟碱 尼古丁 为液体 旋 一般具有旋光性 多为左旋 盐 与酸成盐 淀 生物碱遇一些试剂生成沉淀 如 碘化汞钾 K2HgI4 碘化铋钾 KBiI4 I KI等 色 生物碱遇一些试剂发生颜色反应 常用的生物碱显色剂有 1 的钒酸铵的浓硫酸溶液 1 的钼酸钠的浓硫酸溶液 甲醛的浓硫酸溶液 等 如 甲醛的浓硫酸溶液遇吗啡呈紫红色 遇可待因呈兰色 3几种常见的生物碱 1 麻黄碱 麻黄素 麻黄 中麻黄 木贼麻黄 草麻黄 1 用于预防支气管哮喘发作和缓解轻度哮喘发作 对急性重度哮喘发作疗效不佳 2 用于蛛网膜下腔麻醉或硬膜外麻醉引起的低血压及慢性低血压症 3 治疗各种原因引起的鼻粘膜充血 肿胀引起的鼻塞 存在 麻黄 2 冰毒和摇头丸 苯丙胺类 是一类具有致幻和成瘾作用的毒品 冰毒 N 甲基苯异丙胺 去氧麻黄素 摇头丸 蓝精灵 存在 烟草 烟草中含2 8 香烟中含1 5 3 烟碱 尼古丁 吡啶环 作用 量少兴奋中枢神经 增高血压 量大抑制中枢神经 麻痹心脏 甚至死亡 据报道 一支香烟中的尼古丁可毒死10只小白鼠 25支香烟中的尼古丁能毒死一头牛 40 60毫克尼古丁可使人致死 3 可卡因 哌啶环 存在 古柯树 灌木 是美洲大陆的传统种植作物 可卡因俗称 可可精 其盐类呈白色晶体状 无气味 味略苦而麻 易溶于水和酒精 可卡因是最强的天然中枢神经兴奋剂 毒贩出售呈块状的可卡因 称 滚石 吸毒者则把可卡因称作 自由垒 或 快乐客 作用 中枢神经兴奋剂局部麻醉 存在 茶叶 4 茶碱 嘌呤类 作用 兴奋中枢神经 舒张平滑肌 用于利尿和平喘药 作用 抗菌 消炎 用于治疗肠炎和细菌性痢疾 5 小蘗碱 黄连素 异喹啉类 存在 黄连 黄柏 三颗针等 黄连 二 吗啡 可待因和海洛因的结构 功能和毒害 来源 吗啡和可待因存在于罂粟中 海洛因是由吗啡人工合成的 吗啡 可待因 海洛因 罂粟现在以印度与土耳其为两大主要产地 亚洲方面 以中国 泰国 缅甸边境的金三角为主要非法种植地区 罂粟是一年或二年生草本植物 高60 150cm 花期4 6月 有白色 粉红色 紫红色等 果期6 8月 在果实 蒴果 充分成长而尚未成熟 果皮仍为绿色或稍现黄色时 选择晴天傍晚 用利刀浅割果皮 白色乳汁即自割缝中渗出