第十四章-含氮有机化合物

含氮有机化合物通常是指分子中氮与碳直接相连所形成的化合物，如胺、酰胺、重氮化合物、偶氮化合物、含氮杂环及生物碱等

第一节

胺

胺（amine）可以看作是氨（NH3）分子中的氢原子被烃基取代而生成的化合物。

医药上胺类化合物被用作退热、镇痛、局部麻醉、抗菌、驱虫等药物。胺及其衍生物常具有多种生理作用，有的胺是生命的物质基础；而有的胺则严重危害人类健康。

一、胺的结构二、胺的分类与命名

烃基的种类不同分：脂肪胺和芳香胺。烃基数目不同分：伯胺(R-NH2),氨基(伯氨基):-NH2

仲胺(R-NH-R1),亚氨基(仲氨基):=NH叔胺(NR3),次氨基(叔氨基):≡N季铵类化合物:季铵盐[R4N]+X-,季铵碱[R4N]+OH-

脂肪胺

芳香胺

季铵盐

季铵碱

胺的命名法有两种:

三、胺的性质

物理性质:化学性质:1.碱性(CH3)2NH>CH3NH2>(CH3)3N>NH3>C6H5NH2pKb3.223.374.204.769.40碱性强弱主要受电子效应、空间效应、溶剂效应综合作用的影响

胺的碱性一般为：脂肪胺>氨>芳香胺

脂肪胺的碱性为：仲胺>伯胺>叔胺>氨。

2.酰化反应

伯胺和仲胺的氮原子上连有氢原子，可被酰基取代生成酰胺。叔胺的氮原子上没有氢原子，不能发生酰化反应.保护活泼的氨基,降低毒性,鉴别伯胺和仲胺.

3.

与亚硝酸的反应

伯胺与亚硝酸的反应:在强酸存在下，脂肪族伯胺与亚硝酸作用，定量放出氮气，并生成醇、烯、卤代烃等混合物。由氮气的体积可测定伯胺的含量.伯、仲、叔胺与亚硝酸作用的产物不同，现象有明显差异，故常常用这些反应来鉴别三类不同的胺。

亚硝酸易分解，只能在反应过程中由亚硝酸钠与盐酸（硫酸）作用以产生。仲胺与亚硝酸的反应

脂肪族仲胺和芳香族仲胺与亚硝酸作用均生成N-亚硝基胺。N-亚硝基胺为黄色油状液体或黄色固体

N-亚硝基胺是较强的致癌物质，它可引起肝、食道、胃、肺及膀胱等癌。

亚硝胺现认为在生物体内可以转化成活泼的烷基化试剂并可与核酸反应，这是它具有诱发癌变的主要原因。

N-亚硝基胺为黄色油状液体或黄色固体R1=-C2H5,R2=-C6H5苯巴比妥；对-羟基偶氮苯（桔黄色）NH2-CH2CH2CH2CH2-NH2NH2-CH2CH2CH2CH2CH2-NH2由氮气的体积可测定伯胺的含量.伯胺与亚硝酸的反应:在强酸存在下，脂肪族伯胺与亚硝酸作用，定量放出氮气，并生成醇、烯、卤代烃等混合物。脂肪胺的碱性为：仲胺>伯胺>叔胺>氨。叔胺与亚硝酸的反应苯型（黄色）醌型（红色）胍胍基脒基常用的生物碱沉淀剂是一些酸和重金属盐类溶液，如：鞣酸试剂（白色沉淀）、苦味酸试剂（黄色沉淀）、碘化铋钾（BiI3KI）试剂（黄褐色沉淀）、碘化汞钾（HgI22KI）试剂（黄色沉淀）、磷钼酸（硫酸液中生成黄褐色沉淀）、磷钨酸（黄色沉淀）等。1、利用游离生物碱溶解度不同进行分离。对-二甲氨基偶氮苯（黄色）苯型（黄色）醌型（红色）NH2-CH2CH2CH2CH2-NH2NH2-CH2CH2CH2CH2CH2-NH2叔胺与亚硝酸的反应芳香族叔胺不生成盐，而是在苯环对位或邻位（当对位已占据时）上引入亚硝基，主要生成对-亚硝基化合物,对-亚硝基化合物在强酸溶液中呈红色，冷却时以黄色结晶析出，在碱溶液中显出翠绿色.

脂肪族叔胺生成水溶性不稳定的铵盐，该盐若以强碱处理则重新游离析出叔胺。

4.重氮盐的生成及其反应

芳香伯胺在强酸性溶液中和较低温度（0

5℃）下与亚硝酸反应可生成重氮盐，这个反应称为重氮化反应。取代反应

偶联反应

对-二甲氨基偶氮苯（黄色）对-羟基偶氮苯（桔黄色）

甲基橙

苯型（黄色）醌型（红色）5.芳胺的取代反应

四、重要的胺及其衍生物

苯胺

胆碱和乙酰胆碱

肾上腺素和去甲肾上腺素

腐肉胺和尸胺新洁尔灭（苯扎溴铵）

HOCH2CH2N+(CH3)3OH-

NH2-CH2CH2CH2CH2-NH2NH2-CH2CH2CH2CH2CH2-NH2第二节

酰胺

伯酰胺的通式

一、酰胺的命名

乙酰胺

二乙酰胺

苯甲酰胺

乙酰苯胺

N,N-二甲基乙酰胺

N-甲基苯甲酰胺

对-甲基苯甲酰胺

二、酰胺的性质

物理性质

化学性质

1.酸碱性

碱性中性酸性2.水解

3.与亚硝酸反应

三、尿素碳酸尿素弱碱性水解与亚硝酸反应

缩二脲反应四、丙二酰脲

酮式烯醇式R1=R2=-C2H5

巴比妥；R1=-C2H5,R2=-C6H5

苯巴比妥；

R1=-C2H5，R2=-CH2CH2CH(CH3)2

异戊巴比妥

五、胍胍胍基脒基如具有降血压作用的硫酸胍氯酚，具有抗菌作用的链霉素，具有抗病毒作用的吗林胍，治疗糖尿病的药物苯乙双胍盐酸盐（降糖灵）等。

六、磺胺类药物

临床上使用的其它磺胺类药物有磺胺嘧啶（SD），磺胺-5-甲氧嘧啶（SMD），琥珀酰磺胺噻唑（SST），长效磺胺（SMP）等

抗菌优

第三节含氮杂环化合物一、杂环化合物的分类和命名

呋喃噻吩吡咯咪唑噻唑吡唑

FuranThiophenePyrroleImidazoleThiazolePyrazole吡喃吡啶嘧啶吡嗪哒嗪PyranepyridinePyrimidinePyrazinePyridazine

R1=-C2H5，R2=-CH2CH2CH(CH3)2异戊巴比妥-甲基吡啶-吡啶甲酸R不同时构成了不同的青霉素，如R为苯甲基时，为青霉素G；N-亚硝基胺为黄色油状液体或黄色固体碱性中性酸性含氮有机化合物通常是指分子中氮与碳直接相连所形成的化合物，如胺、酰胺、重氮化合物、偶氮化合物、含氮杂环及生物碱等嘧啶胞嘧啶(C:cytosine)尿嘧啶(U:uracil)胸腺嘧啶(T:thymine)223.由氮气的体积可测定伯胺的含量.酮式烯醇式由氮气的体积可测定伯胺的含量.FuranThiophenePyrroleImidazoleThiazolePyrazole223.QuinolineIsoquinolineIndolePurine脂肪胺芳香胺季铵盐季铵碱

喹啉异喹啉吲哚嘌啉

QuinolineIsoquinolineIndolePurine

4-甲基咪唑1-甲基咪唑5-甲基噻唑

杂环化合物的命名

异喹啉嘌啉2-呋喃甲醛（α-呋喃甲醛）3-吲哚乙酸（β-吲哚乙酸）

二、吡咯和吡啶的结构

氮原子都采取sp2杂化态,吡咯环是一个富电子环,吡啶是缺电子环.三、吡咯和吡啶的性质

酸碱性

亲电取代反应

不同化合物发生亲电取代反应的活性顺序为：

吡啶的亲核取代反应

吡啶的氧化还原反应

-甲基吡啶-吡啶甲酸

哌啶（六氢吡啶）

四、重要的含氮杂环化合物吡咯及其衍生物

卟吩

血红素

叶绿素a:R=CH3,b:R=CHO

咪唑、吡唑及其衍生物

咪唑吡唑噻唑及其衍生物

噻唑维生素B1

青霉素基本结构R不同时构成了不同的青霉素，如R为苯甲基时，为青霉素G；R为1-氨基苄基时，为氨苄青霉素；R为1-羧基苄基时，为羧苄西林；R为1-磺酰基苄基时，为磺苄西林；R为3,5-二甲氧基苯基时，为二甲氧苯青霉素等。青霉素是有机酸，可制成钠盐或钾盐，增加其溶解度，供临床使用。吡啶及其衍生物

β-吡啶甲酸β-吡啶甲酰胺异烟肼N,N-二乙烟酰胺（烟酸）（烟酰胺）（雷米封）（尼可刹米,可拉明）吡哆醇吡哆醛吡哆胺嘧啶及其衍生物

嘧啶胞嘧啶(C:cytosine)尿嘧啶(U:uracil)胸腺嘧啶(T:thymine)(4-氨基-2-氧嘧啶)（2,4-二氧嘧啶）（5-甲基-2,4-二氧嘧啶）嘌呤类衍生物

9-H嘌呤7-H嘌呤腺嘌呤（A）（6-氨基嘌呤）

鸟嘌呤（G）（2-氨基-6-氧嘌呤）

尿酸(2,6,8-三氧嘌呤)黄嘌呤

次黄嘌呤

吲哚及其衍生物

吲哚3-甲吲哚(粪臭素)

-吲哚乙酸色氨酸脂肪胺芳香胺季铵盐季铵碱吡喃吡啶嘧啶吡嗪哒嗪223.季铵类化合物:季铵盐[R4N]+X-,季铵碱[R4N]+OH-碱性中性酸性苯型（黄色）醌型（红色）碱性中性酸性4-甲基咪唑1-甲