《胺和生物碱珊》PPT课件

1,医用有机化学,化学教研室,吴海珊(1020403),第十二章胺和生物碱,2,作业：P.1764、7、8、9、10,自学：P.165三,3,有机含氮化合物与生命有非常密切的联系，例如：,氨基酸,腺嘌呤,青霉素钠,环丙沙星,4,主要内容：,第一节胺,第二节重氮盐和偶氮化合物（偶联反应）,第三节生物碱,碱性（重点）,与亚硝酸的反应（难点）,5,第一节胺,一、胺的通式和命名,1.胺的通式和官能团,C3H9N,（1o胺）,（2o胺）,（3o胺）,与1o碳相似,6,分子式：,公式：,不饱和度,C3H9N,有一个N，就多一个H,7,氨基-NH2,亚氨基-NH-,官能团：,叔醇,伯胺,8,2.命名,.普通命名法：简单的胺,烃基名称+“胺”,乙胺,二甲胺,甲乙胺,环己胺,9,.系统命名法（与醇、酚相似）,选主链：含N和重键的最长、取代基最多碳链，称某胺。编号：N的编号最小。其取代基（同烷烃）。,2-丁胺,321,脂肪胺,10,4321,3-甲基-1-丁胺,N-甲基-2-丁胺,4321,11,苯胺,4-甲基苯胺,N-甲基-N-乙基苯胺,芳香胺,12,注：当有两个官能团时，以优先官能团为母体，其编号为最小。,优先次序：,COOH,CHO,OH,R,NH2,R较简单,13,1234,4-氨基-2-丁醇,4-二甲氨基苯甲醛,2-甲基-4-甲氨基-1-戊胺,1,14,溴化三甲基乙基铵,溴化苯铵,氢氧化四甲基铵,命名与无机铵相似,15,二、胺的结构和化学性质,7N：1s22s22p3,sp3不等性杂化,（一）、结构,16,H,H,甲胺分子形成示意图：,17,H,H,N,苯胺的结构,H,H,H,p-共轭效应,18,氨基的氧化反应,显碱性,酰化反应：亲核试剂,（二）、化学性质,19,1.碱性与成盐反应,CH3-NH2+H2OCH3-NH3+OH-,氮上的电子云密度越大就越不稳定，碱性越大,正离子在溶剂中越稳定，其正向反应越容易，胺的碱性越大,空间位阻越小，碱性越大,20,一般规律：脂肪胺NH3芳香胺,pKb3.344.769.40,胺碱性的强弱：,21,.影响碱性的因素之一电子效应,a.诱导效应,脂肪叔胺脂肪仲胺脂肪伯胺氨芳香胺,22,b.共轭效应芳香胺：,p-共轭效应使N上的电子云密度降低，碱性降低。,按电子效应，碱性顺序为：脂肪叔胺仲胺伯胺NH3芳香胺,23,.影响碱性的因素之二溶剂化效应,想一想：烃基的多少对胺类化合物的水溶性和碱性有何影响？,氢键,24,按溶剂化效应，碱性顺序为：伯胺仲胺叔胺,溶剂化效应越强，形成的铵正离子越,稳定,，胺的碱性越,强,。,25,.影响碱性的因素之三空间效应,伯胺,仲胺,叔胺,26,按空间效应，碱性顺序为：伯胺仲胺叔胺,空间效应越强，胺越,难,与质子结合，,碱性越,弱,。,27,综合上述各种因素，在水溶液中，胺的碱性强弱次序为：,芳香胺：芳香伯胺芳香仲胺芳香叔胺,季铵碱,(CH3)4N+OH-,空间效应为主,28,练习：,1.将下列化合物按其碱性强弱排列：,氨乙胺苯胺氢氧化四乙铵,苯胺对-硝基苯胺对甲基苯胺,29,2下列化合物碱性最强的是,DCAB,30,成盐：,氯化甲铵,31,意义：1、增大药物的水溶性和稳定性,资料：胺盐不太倾向于氧化分解，而且事实上没有鱼腥味；胺盐溶于水，容易制成糖浆和注射液.,麻黄碱，mp79oC，恶臭气味，在空气中易氧化,麻黄碱盐酸盐，mp217oC，无味，在空气中稳定,32,普鲁卡因,盐酸普鲁卡因（局部麻醉药）,成盐后水溶性和稳定性增加,33,意义：2、胺的分离和提纯,苯甲酸，苯胺（乙酸乙酯）,水层,油层,苯胺,苯甲酸,34,常用的酰化剂：酸酐、酰卤,CH3-NH2,甲胺,N-甲基乙酰胺,2.酰化反应Acylation,活性大,活性小,35,酰化反应的意义：改善药物的性质，如提高脂溶性、降低毒性等.有机合成中用于保护氨基.,对乙酰氨基酚（扑热息痛，解热镇痛药）,36,苯胺类解热镇痛药的发展过程：,乙酰苯胺(1886年)毒性：出现高铁血红蛋白和黄疸,非那西丁（1887年）毒性：对肾有持续性毒性,扑热息痛（1893年）毒性：低于非那西丁,苯胺剧毒，破坏造血系统,37,3.磺酰化反应sulfonylation,+,R,N,H,2,SO,2,Cl,苯磺酰氯,生成盐，溶解,叔胺？,苯磺酰胺,不反应。,38,用于鉴别：伯胺仲胺叔胺,(1)苯磺酰氯,(2)NaOH,Hinsberg(兴斯堡）试验法,（）成盐溶解,（）析出结晶,（）分层,39,4.与亚硝酸(nitrousacid)反应,不同的胺与HNO2发生不同的化学反应。,问题：胺可以分成几类？,40,与伯胺反应：形成重氮盐,不稳定,较稳定,41,a.形成硝鎓离子（亲电试剂）,硝鎓离子,催化剂,机理：,形成重氮盐,42,b.形成N-亚硝胺,+,N-亚硝胺,仲胺只到这一步,43,c.形成重氮离子,重氮离子,.,44,脂肪重氮盐低温分解,R-NH2,可测定NH2的含量,05oC,不稳定,45,芳香重氮盐室温分解,0-5,0,C,HNO2,低温时比脂肪重氮盐稳定,46,7N：1s22s22p2,sp等性杂化,结构,12,1号,sp杂化轨道,p轨道,问：为什么芳香重氮盐比较稳定？,47,7N：1s22s22p3,sp不等性杂化,12,2号,sp杂化轨道,p轨道,48,重氮基是线型结构,12,-共轭使重氮盐较稳定,49,实验芳香伯胺与亚硝酸的反应,在试管中加入苯胺,加入盐酸至酸性,在冰水浴中加入亚硝酸钠生成重氮盐,将一部分重氮盐加热，有大量气泡生成,在另一部分重氮盐中加入-萘酚,出现红色沉淀,50,与仲胺反应：形成N-亚硝胺,R2NNO,（黄色）,（黄色）,51,实验仲胺与亚硝酸的反应,试管二乙胺,试管N-甲基苯胺,分别加入盐酸调至酸性,分别加入亚硝酸钠,出现黄色,加入氢氧化钠后颜色不变,52,N亚硝基化合物与癌,人类癌症约有6090%是受环境影响而产生，其中90%又与化学物质有关，因此化学致癌物是环境中主要致癌因子。N亚硝基化合物是化学致癌物中比较普通和重要的一种，它经前体物硝酸盐、亚硝酸盐和胺，并通过食物和水在体内合成。常食新鲜蔬菜和水果，少食腌熏食品和含有硝酸盐和亚硝酸盐的肉制品，限制硝酸盐和亚硝盐的摄入量，对预防肿瘤的发生极为重要。,53,自1956年Magcc和Barncss首先发现二甲基亚硝胺有致癌性以来，人们就N亚硝基化合物与癌的关系进行了不断的探索。在已发现的近300种此类化合物中80%以上有致癌作用，至今未发现任何一种动物能耐受而不发生癌。动物实验和流行病学调查提示，N亚硝基化合物对人类有致癌的危险性，特别在肝癌、鼻咽癌、食道癌及胃癌的发生上可能具有重要作用。,54,与叔胺反应,R3N,翠绿色,溶解,重新游离,55,苯环发生亲电取代反应,桔黄色,翠绿色,+HO-NO,H+,OH,机理：,56,实验叔胺与亚硝酸的反应,试管三乙胺,试管N,N-二甲基苯胺,分别加入盐酸调至酸性,分别加入亚硝酸钠,试管出现桔黄色,加入氢氧化钠后试管出现绿色,57,R-NH2Ar-NH2,脂肪仲胺芳香仲胺,脂肪叔胺芳香叔胺,生成盐，溶解,N-亚硝基胺（黄色，加碱不变色）,C-亚硝基化合物(桔黄色，加碱变翠绿色）,重氮盐,加热放N2,（三）胺的鉴别,58,白色沉淀,苯胺的鉴别：,59,I效应(次要)和p-共轭(主要)使苯环的电子云密度增大，苯环得到活化。,I效应（次要）,p-共轭,活化,强烈致活的邻、对位定位基,60,黄色固体，加碱不变色,桔黄色，加碱变翠绿色,加热后放N2,练习：,1.鉴别下列化合物,61,苯胺乙胺乙酰胺尿素,(+)白色沉淀,（-）,（-）,（-）,(+)变蓝,（-）,（-）,(+)紫红色,（-）,62,2.在05oC与HNO2反应生成重氮盐的是,D.（CH3CH2）2NH,C.,A.CH3CH2NH2,B.,63,3.与HNO2反应生成致癌物N-亚硝基胺化合物的是,C.,B.,A.,CH3CH2NH2,（CH3CH2）3N,D.,64,4.能与苯磺酰氯反应，所得产物可溶于碱的是A.苯胺B.N-甲基苯胺C.N,N-二甲基苯胺D.三甲胺,65,第二节重氮盐和偶氮化合物,Diazoniumsaltsandazocompound,一、官能团和命名,氯化重氮苯,偶氮苯,66,二、重氮盐的性质,放氮形成Ar+，发生取代反应,是弱的亲电试剂，发生偶联反应,67,1.重氮基被取代（放氮反应）自学,68,2.偶联反应(couplingreaction)（留氮反应）,苯环的亲电取代反应,是较弱的亲电试剂，只能进攻活性高的芳环,69,4-二甲氨基偶氮苯黄色,+,强烈致活的邻、对位定位基,.与芳胺作用,反应条件：中性或弱酸性，强酸性不反应,70,.与酚类作用,反应条件：弱碱性,+,4-羟基偶氮苯橘黄色,71,72,偶联反应的重要用途是合成偶氮染料,偶氮染料azodyes偶氮基(-N=N-)两端连接芳基的一类有机化合物。偶氮染料是合成染料中品种最多的一类，广泛用于多种天然和合成纤维的染色和印花，也用于油漆、塑料、橡胶等的着色。德国化学家J.P.格里斯在1858年发现了苯胺的重氮化反应;1861年Ch.曼恩发现芳香胺重氮盐能与芳香胺或芳香酚偶合，从此得到第一个偶氮染料苯胺黄；,73,苏丹红,“苏丹红”并非食品添加剂，而是一种化学染色剂。该物质具有偶氮结构，由于这种化学结构的性质决定了它具有致癌性，对人体的肝肾器官具有明显的毒性作用。,Sudanl(苏丹1号,黄色),74,第三节生物碱,生物碱,是生物体内一类含氮的具有一定生理活性的有机碱性化合物（又称植物碱）。,75,一、结构,多数属于仲胺、叔胺或季铵类，常含有杂环结构。,小檗碱（黄连）抗菌、消炎,76,喜树碱（喜树）抗癌,77,奎宁（金鸡纳树）抗疟疾,78,二、生物碱的通性,1.物理性质,难溶于水，易溶于有机溶剂。,生物碱多数味苦无色。,多数生物碱具有旋光性，大多是左旋的，具有明显的生理效应。,79,2.化学性质,(1)碱性与强酸生成盐,易溶于水,80,例：烟碱的提取,水蒸气蒸馏或有机溶剂萃取,81,(3)显色反应与浓硫酸、甲醛浓硫酸、浓盐酸等呈现特殊的颜色反应。,(2)沉淀反应与生物碱试剂（如苦味酸、磷钨酸、碘化汞钾）等发生沉淀反应。,82,R=R=H吗啡碱morphineR=CH3R=H可待因codeine,R=R=海洛因Heroin,三、吗啡、可待因和海洛因的结构、功能与毒性,83,其它镇痛药,镇痛作用为吗啡的1/10，但成瘾性小,盐酸美沙酮,度冷丁,临床用于海洛因成瘾的戒除治疗,84,麻黄碱,去氧麻黄素（又名冰毒）,（冰毒，有强烈的至幻性和成瘾性）,85,总结,氨基的氧化反应,显碱性,酰化反应：亲核试剂,86,1.碱性,CH3-NH2+H2OCH3-NH3+OH-,氮上的电子云密度越大就越不稳定，碱性越大,空间位阻越小，碱性越大,正离子在溶剂中越稳定，其正向反应越容易，胺的碱