胺和生物碱珊

1、医用有机化学吴海珊(1020403)第十二章 胺和生物碱1作业：P.176 4、7、8、 9、10自学： P.165 三2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3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）4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5分子式：公式：不饱和度C3H9N有一个N，就多一个H6氨 基 -NH2亚氨基 -NH-次氨基 -N-官能团：叔醇伯胺72. 命名. 普通命名法：简单的胺烃基名称 + “胺”乙胺二甲胺甲

2、乙胺NH2环己胺8.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CH3NH2CHCH2CH3 3 2 1脂肪胺94 3 2 13-甲基-1-丁胺N-甲基-2-丁胺4 3 2 110苯胺NH2CH34-甲基苯胺N-甲基-N-乙基苯胺芳香胺11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：COOHCHOO C OHCCCCRNH2R较简单121 2 3 44-氨基-2-丁醇4-二甲氨基苯甲醛2-甲基-4-甲氨基-1-戊胺15 4 3 2113季铵盐、季铵碱：(CH3)4N+OH-N+CH3

3、CH3CH3CH2CH3Br-溴化三甲基乙基铵胺的盐：NH3+Br-溴化苯铵氢氧化四甲基铵命名与无机铵相似14二、胺的结构和化学性质杂化7N：1s22s22p3sp3不等性杂化（一）、结构15NCH3HH.HHCHHH甲胺分子形成示意图：16HHN苯胺的结构HHHp-共轭效应17NCH3HH.氨基的氧化反应显碱性酰化反应：亲核试剂（二）、化学性质181. 碱性与成盐反应CH3-NH2 + H2O CH3-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19一般规律：脂肪胺 NH3 芳香胺pKb 3.34 4

4、.76 9.40 NH2 氨 苯胺甲胺胺碱性的强弱：20. 影响碱性的因素之一电子效应a. 诱导效应HN 标准 斥电子RNe吸电子ArNe脂肪叔胺 脂肪仲胺 脂肪伯胺 氨 芳香胺 21NHH.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22. 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？RNH2 + H+RNH3 +RNHHH:OH2:OH2:OH2+RNH:OH2RR+氢键23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。

5、24. 影响碱性的因素之三空间效应伯胺仲胺叔胺空 间 位 阻25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。26 综合上述各种因素，在水溶液中，胺的碱性强弱次序为：脂肪仲胺脂肪伯胺叔胺氨芳香胺芳香胺：芳香伯胺芳香仲胺芳香叔胺季铵碱 (CH3)4N+ OH-空间效应为主27练习：12341231. 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282下列化合物碱性最强的是：DCAB29 成盐：CH3-NH2 + HCl CH3-NH3 +Cl- 氯化甲铵30意义：1、增大药物的水溶性和稳定性 资料：胺盐不太倾向

6、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，mp 79 oC，恶臭气味，在空气中易氧化麻黄碱盐酸盐，mp 217 oC，无味，在空气中稳定31 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32意义：2、胺的分离和提纯 苯甲酸，苯胺（ 乙酸乙酯）HCl水层油层NaOH, 2. 萃取，去溶剂苯胺去溶剂苯甲酸33 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34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）35 苯胺类解热

7、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363. 磺酰化反应sulfonylation+RNH2SO2Cl苯磺酰氯 NaOH 生成盐，溶解+R2NHSO2NR2SO2ClNaOH不溶叔胺？ 苯磺酰胺不反应。37用于鉴别：伯胺仲胺叔胺(1) 苯磺酰氯(2) NaOHHinsberg(兴斯堡）试验法（）成盐溶解（）析出结晶（）分层384. 与亚硝酸(nitrous acid)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？胺伯胺叔胺仲胺脂肪伯胺芳

8、香伯胺脂肪仲胺芳香仲胺脂肪叔胺芳香叔胺39与伯胺反应：形成重氮盐N RN.+R-NH205 oCAr-NH205 oCN ArN.+R+ + N2偶氮化合物不稳定较稳定室温Ar+ + N240H-O-N=O.HH-O-N=O.H+N=O.+H2O +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41b. 形成N-亚硝胺N=O.+RNHH:RNHHN=O.+RNHN=O.+H+N-亚硝胺仲胺只到这一步42c. 形成重氮离子RNHN=O.+H+.RNN OH2.+H+N RN.+H2O重氮离子.RNHN=O.H+.RNN OH.H+.RNN OH.43脂肪重氮盐低温分解R-NH2可测定

9、NH2的含量N2 + R+ + Cl- 醇、烯、卤烃等混合物05 oC不稳定44芳香重氮盐室温分解0-50CHNO2NH2+ N2OHH2O, 室温N N.+Cl-低温时比脂肪重氮盐稳定45杂化7N：1s22s22p2sp等性杂化结构1 21号sp杂化轨道p轨道问：为什么芳香重氮盐比较稳定？46杂化7N：1s22s22p3sp不等性杂化1 22号sp杂化轨道p轨道47 重氮基是线型结构1 2-共轭使重氮盐较稳定48 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49 与仲胺反应

10、：形成N-亚硝胺R2NH05 oC05 oCAr-NHRR2NNO Ar-N NO R（黄色）（黄色）50 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51N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。52 自1956年M

11、agcc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。53与叔胺反应R3N05 oCArNRR05 oCR3NH+NaOHR3NNaOHC-亚硝基化合物 （桔黄色）翠绿色溶解重新游离54苯环发生亲电取代反应桔黄色翠绿色+ HO-NOH+N=O.+H+OH：H+OH机理：55 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

12、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56R-NH2Ar-NH2脂肪仲胺芳香仲胺脂肪叔胺芳香叔胺HNO20 5oCN2 + R-OH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57白色沉淀NH2Br2水BrBrBrNH2苯胺的鉴别：58I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- 共轭定位活化强烈致活的邻、对位定位基59HNO20 5oC黄色固体，加碱不变色桔黄色，加碱变翠绿色N2加热后放N2练习：1. 鉴别下列化合物60苯胺乙胺乙酰胺尿

13、素溴水红石蕊试纸（2）OH- CuSO4（1）加热(+)白色沉淀（-）（-）（-）(+)变蓝（-）（-）(+)紫红色（-）612. 在05 oC与HNO2反应生成重氮盐的是D. （CH3CH2）2NHC.A. CH3CH2NH2B.623.与HNO2反应生成致癌物N-亚硝基胺化合物的是C.B.A.CH3CH2NH2（CH3CH2）3ND.634. 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64第二节 重氮盐和偶氮化合物Diazonium salts and azo compound一、官能团和命名重氮基偶氮基氯化重氮苯偶氮苯65

14、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N N.+.661.重氮基被取代（放氮反应） 自学672. 偶联反应(coupling reaction) （留氮 反应） 苯环的亲电取代反应N N.+N N.+.是较弱的亲电试剂，只能进攻活性高的芳环68N(CH3)2中性0OC4-二甲氨基偶氮苯 黄色N(CH3)2N=N.N N+.+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69.与酚类作用反应条件：弱碱性.N N+.+弱碱性0OCOHN=N4-羟基偶氮苯 橘黄色70N2+弱碱性0OCOH+CH3OHN=NCH3OHNH2OHCH371偶联

15、反应的重要用途是合成偶氮染料偶氮染料 azo dyes 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； 72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。Sudan l (苏丹1号,黄色) 73第三节 生物碱生物碱是生物体内一类含氮

16、的具有一定生理活性的有机碱性化合物（又称植物碱）。74一、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75喜树碱（喜树） 抗癌76奎宁（金鸡纳树） 抗疟疾77二、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。782. 化学性质(1) 碱性与强酸生成盐生物碱生物碱盐H+OH-易溶于水79例：烟碱的提取HCl/H2O提取 NaOH水蒸气蒸馏或有机溶剂萃取80(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

17、钾）等发生沉淀 反应。81R = R=H 吗啡碱 morphineR = CH3 R=H 可待因 codeineR =R= 海洛因 Heroin三、吗啡、可待因和海洛因的结构、功能与毒性82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83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）84总结NCH3HH.氨基的氧化反应显碱性酰化反应：亲核试剂851. 碱性CH3-NH2 + H2O CH3-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，胺的碱性越大86脂肪仲胺脂肪伯胺叔胺氨芳香胺季铵碱 CH3-NH2 + HCl CH3-NH3