含氮有机化合物

含氮有机化合物第1页/共63页一、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

第2页/共63页第3页/共63页第4页/共63页第5页/共63页第6页/共63页第7页/共63页二、胺的定义胺——氨分子中的氢原子被烃基取代后的衍生物。HNH

H氨胺第8页/共63页三、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-甲基苯胺第9页/共63页

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

伯胺第10页/共63页第11页/共63页

伯、仲、叔醇是怎样定义的？想一想按羟基所连碳原子的类型分仲醇

()叔醇

()伯醇

(

RCH2OH

)第12页/共63页例如：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。第13页/共63页你能准确、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(CH3)3NCH3NHCH2CH3（1）（2）（4）（3）（5）第14页/共63页四、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

苯胺烃基的名称第15页/共63页

（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第16页/共63页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第17页/共63页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：第18页/共63页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-乙氨基己烷第19页/共63页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—NH2

H2N(CH2)5NH2

1，4-丁二胺(腐胺)1，5-戊二胺(尸胺)第20页/共63页定义：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第21页/共63页叔胺（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：亚氨基第22页/共63页

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第23页/共63页（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

第24页/共63页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β-萘胺4-甲基-3-乙基苯胺第25页/共63页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第26页/共63页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-甲氨基己烷第27页/共63页“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。第28页/共63页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、β-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。第29页/共63页（三）胺的化学性质1、碱性与成盐反应影响胺碱性的因素：①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π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＞苯胺第30页/共63页③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：第31页/共63页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。第32页/共63页（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。第33页/共63页症状

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。第34页/共63页（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-亚硝基苯胺第35页/共63页小结：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。第36页/共63页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第37页/共63页例1：由苯胺合成对溴苯胺想一想？例2：在药物方面的应用。想一想？对-羟基乙酰苯胺（扑热息痛）对-羟基苯胺第38页/共63页第39页/共63页氨基是很强的邻、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、芳环上的取代反应第40页/共63页（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、季铵盐和季铵碱第41页/共63页（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42页/共63页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'-羟基偶氮苯第43页/共63页

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、重氮盐的性质第44页/共63页（一）、重氮基被取代（放氮反应）第45页/共63页（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）第46页/共63页反应类型：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）第47页/共63页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48页/共63页第三节生物碱（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。第49页/共63页旋：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。第50页/共63页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：麻黄第51页/共63页(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）：第52页/共63页存在：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第53页/共63页(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第54页/共63页存在：茶叶(4)茶碱（嘌呤类）作用：兴奋中枢神