第十二章含氮有机化合物

.,第十二章含氮有机化合物,讲师：第二军医大学,.,学习目标,熟悉胺、酰胺的结构和命名掌握胺、酰胺的性质，知道重要的胺和酰胺及它们的衍生物的理化性质了解杂环化合物的分类和生物碱的一般性质熟悉杂环化合物的命名、重要的杂环化合物及重要的生物碱,.,第一节胺,一、胺的结构、分类和命名(一)结构胺可以看作是氨的衍生物（RNH2、R2NH、R3N）,.,（二）胺的分类1.根据胺分子中氮原子直接相连的烃基种类不同，可分为脂肪胺和芳香胺。脂肪胺芳香胺,.,伯胺,CH3CH2NH2,CH3-NH-CH2CH3,(CH3CH2CH2)3N,仲胺,叔胺,2.根据与氮原子相连的烃基数目不同，胺可分为为伯胺(1胺)、仲胺(2胺)和叔胺(3胺),.,季铵碱,季铵盐,.,（三）胺的命名1.简单胺的命名是根据氮原子上所连的烃基名称来命名，当氮原子上所连的烃基相同时，用中文数字“二、三”表示相同的烃基数目。若烃基不同时，则按基团由小到大的顺序写出。例如：,丙胺,二乙胺,甲乙丙胺,.,2对于氮原子上连接有脂肪烃基的芳香仲胺和叔胺，常在脂肪烃基之前冠以“N-”或“N，N-”字：,N-甲基苯胺N，N-二甲基苯胺,.,3对于比较复杂的胺，常以烃为母体，把氨基作为取代基来命名。例如：,2-甲基-4-氨基庚烷3-甲氨基己烷,.,.,二、化学性质,氯化甲铵（或甲胺盐酸盐）,氯化苯铵,（一）碱性,.,（二）酰化反应,伯胺和仲胺都能与酰氯或酸酐反应，反应时胺分子中氨基上的氢原子被酰基取代而生成酰胺。,.,三、重要的胺及胺的衍生物,(一)苯胺苯胺为无色油状液体，有刺激性气味，沸点184。微溶于水，易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。苯胺有毒。,.,（二）新洁尔灭新洁尔灭化学名为溴化二甲基十二烷基苄铵。常温下为黄色胶状体，吸湿性强，易溶于水和乙醇，芳香，味极苦。医药上常以0.1的溶液用于皮肤和外科器械消毒。,.,(三)胆碱和乙酰胆碱,胆碱广泛分布于生物体内，是卵磷脂的组成部分，在脑组织和蛋黄中含量较高。胆碱有抗脂肪肝作用。,.,乙酰胆碱是一种神经递质，能特异性地作用于各类胆碱受体，兴奋受体而引起多种生理效应。,.,(四)肾上腺素和去甲肾上腺素,肾上腺素和去甲肾上腺素是肾上腺髓质分泌的激素。人工合成的肾上腺素为白色结晶性粉末，无臭，味苦，极微溶于水。肾上腺素分子中有酚羟基和甲氨基，具酸碱两性；具有邻苯二酚结构，遇光和空气易氧化变质。,肾上腺素,去甲肾上腺素,.,第二节酰胺,一、酰胺的结构与命名（一)酰胺的结构酰胺可以看作是羧酸中的羟基被氨基（-NH2）或烃氨基（-NHR、-NR2）取代后的化合物。也可以认为是氨（NH3）或胺（RNH2、R2NH）分子中氮原子上的氢原子被酰基取代后的产物。通式为：,式中R、R、R可以相同，也可以不同。,.,（二）命名,1简单的酰胺是在酰基名称后加上“胺或某胺”。例如,乙酰胺苯甲酰胺乙酰苯胺,.,2.若酰胺氮原子连有取代基，在取代基名称前加字母“N”，表示取代基连在氮原子上。例如：,N-甲基乙酰胺N,N-二甲基乙酰胺,.,二、酰胺的化学性质,（一）酸碱性酰胺具有弱酸性，能与强碱的水溶液生成盐。,.,（二）水解反应酰胺在酸、碱或酶的作用下，可发生水解反应。,.,三、重要的酰胺及其衍生物,（一）尿素尿素简称脲，白色结晶，熔点为133，易溶于水和乙醇。,.,1.弱碱性,尿素分子中含有两个氨基，呈弱碱性，可与强酸生成盐。,硝酸脲,.,2水解反应,脲在酸或碱的催化下，加热时发生水解；在脲酶作用下，水解反应在常温下就能进行。,.,3与亚硝酸反应,脲能与亚硝酸反应，生成氮气、二氧化碳和水,.,4缩二脲的生成及缩二脲反应,.,缩二脲难溶于水，能溶于碱溶液中。在缩二脲的碱性溶液中，滴入少量稀的硫酸铜溶液，溶液呈现出紫红色，这个反应称为缩二脲反应。凡是分子中含有两个或两个以上酰胺键的化合物(如多肽、蛋白质等)都能发生缩二脲反应。,.,(二)丙二酰脲,.,巴比妥苯巴比妥异戊巴比妥,.,(三)胍,脲分子中的氧原子被亚氨基()取代后的化合物称为胍，又称为亚氨基脲。胍分子中去掉1个氨基氢原子称为胍基，去掉1个氨基称为脒基。,胍胍基脒基,.,盐酸二甲双胍,.,第三节含氮杂环化合物,具有环状结构，且成环的原子除碳原子外，还含有其它元素原子的化合物，称为杂环化合物。环中除碳原子外的其它元素的原子称为杂原子。最常见的杂原子是氧、硫、氮等。,.,一、杂环化合物的分类、命名,（一）分类,.,1.五元杂环,.,2.六元杂环,.,3.稠杂环,.,（二）命名,杂环化合物的命名，目前已经统一采用“音译法”，即把杂环化合物的英文名称的汉字译音，加上“口”字偏旁表示。例如：,呋喃噻吩吡咯咪唑吡唑噻唑,.,吡啶嘧啶吡嗪吡喃,.,嘌呤吩噻嗪吖啶,喹啉异喹啉吲哚,.,二、重要的杂环化合物,(一)吡咯吡咯存在于煤焦油中，为无色液体，沸点131，不溶于水，溶于有机溶剂。吡咯的衍生物广泛存在于自然界，如血红素:,.,(二)噻唑噻唑是无色有臭味的液体，沸点117，与水混溶。许多重要的药物如维生素B1、青霉素G等都含有噻唑环。,青霉素G,.,.,(三)咪唑,咪唑是无色晶体，熔点9091，易溶于水和乙醇，具有碱性，能与强酸生成稳定的盐。含咪唑环的药物如抗真菌药克霉唑，抗阿米巴药、抗滴虫药、抗厌氧菌药甲硝唑等。,克霉唑甲硝唑,.,(四)吡啶,吡啶为无色液体，沸点为115，有恶臭，有毒，能与水、乙醇、乙醚等混溶。吡啶的重要衍生物维生素PP，包括烟酸和烟酰胺。,3-吡啶甲酸(烟酸)3-吡啶甲酰胺(烟酰胺)4-吡啶甲酰肼(异烟肼),.,(五)嘧啶,嘧啶是无色结晶，熔点为22，易溶于水，有弱碱性。嘧啶的衍生物广泛存在于自然界，如构成核酸的碱基尿嘧啶、胞嘧啶和胸腺嘧啶含有嘧啶环。,尿嘧啶胞嘧啶胸腺嘧啶,.,合成药物磺胺嘧啶及磺胺增效剂甲氧苄啶也含有嘧啶环。,磺胺嘧啶甲氧苄啶,.,(六)嘌呤,嘌呤为无色晶体，熔点216217，易溶于水，可与强酸或强碱成盐。嘌呤本身并不存在于自然界，但它的衍生物广泛存在于动植物体中。,腺嘌呤鸟嘌呤,.,黄嘌呤尿酸,.,第四节生物碱及其临床应用,生物碱是一类存在于生物体内，对人和动物具有明显生理作用的含氮碱性有机化合物。大多数生物碱含有氮杂环，也有少数非杂环的生物碱,.,一、生物碱的概述,（一）物理性质绝大多数生物碱是无色或白色的结晶性固体，只有少数是液体或有颜色。如烟碱为液体，小檗碱呈黄色。生物碱一般有苦味。多数生物碱难溶或不溶于水，易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。多数生物碱具有旋光性，多为左旋体。,.,（二）沉淀反应大多数生物碱遇碘化汞钾（K2HI4）、磷钨酸钠（H3PO412WO3）等生物碱沉淀剂作用生成有色沉淀，如碘化汞钾试剂在酸性溶液中与生物碱反应生成白色或淡黄色沉淀，硅钨酸试剂在酸性溶液中与生物碱反应生成灰白色沉淀。,.,（三）显色反应一般生物碱都能与一些试剂反应而产生不同的颜色，这些试剂被称为生物显色剂，如甲醛硫酸溶液。吗啡遇甲醛硫酸溶液作用呈紫色，可待因与甲醛硫酸溶液作用呈蓝色，利用这些颜色反应可鉴别生物碱。,.,（四）碱性大多数的生物碱有碱性，能与酸成盐。临床上利用这一性质将生物碱药物制成易溶于水的盐使用，如盐酸吗啡。生物碱的盐遇强碱，生物碱则从它的盐中游离出来，利用这一性质可提取或精制生物碱。(难溶于水)(易溶于水),.,二、生物碱,(一)烟碱烟碱又名尼古丁，是一种无色至淡黄色透明油状液体，是烟草中含氮生物碱的主要成分，在烟叶中的含量为1%3%。露置空气中渐变棕色，味辛辣，易溶于水和乙醇等。,.,(二)莨菪碱莨菪碱存在于颠茄、莨菪和洋金花等植物中，为白色晶体，味苦。莨菪碱在碱性或加热条件下易消旋，其外消旋体即阿托品，为抗胆碱药。,.,(三)麻黄碱麻黄碱是无色晶体，味苦。