第八章胺 课件-《有机化学》同步教学（北京出版社）

胺第八章1.掌握胺、季铵盐和季铵碱的结构特征和命名；2.掌握胺的主要化学性质，理解不同胺类的碱性强弱规律；3.了解常见的胺及其衍生物。学习目标胺类与医药许多胺类化合物在医药上具有重要作用。如磺胺类是重要的抗菌药物，对葡萄球菌及链球菌有抑制作用。经研究证实，对氨基苯磺酰胺是这类药物发挥抗菌作用的基本结构。局部麻醉作用的药物普鲁卡因也具有胺的结构。有些芳香族胺（如对苯二胺）、亚硝基胺类化合物可引起生物多种器官和组织的肿瘤，对人体产生危害。【走进医药】课堂活动一你能准确读出这三个字的读音“氨”“胺”“铵”吗？这三类物质在结构上有何不同？1.胺的结构胺可看作氨（NH3）分子中氢原子被烃基取代后的衍生物。2.胺的分类（1）根据氮原子所连烃基的种类不同，可将胺分为脂肪胺和芳香胺。（2）根据分子中氨基的数目，可分为一元胺和多元胺。（3）根据氮原子上所连烃基的数目不同，可分为伯胺（1˚胺）、仲胺（2˚胺）和叔胺（3˚胺）。胺的分类和醇的分类的区别：胺分类中的“伯、仲、叔”对应于氮原子连接的烃基数目，而醇分类中的“伯、仲、叔”则对应于羟基连接的碳原子种类“伯碳、仲碳、叔碳”一、胺的结构与分类（4）氮原子上连有4个烃基的化合物称为季铵化合物。季铵化合物可分为季铵盐和溶剂。季铵碱是强碱，其碱性与氢氧化钠相近。季铵碱。季铵盐和季铵碱都是离子型化合物，为结晶性固体，易溶于水，不溶于非极性溶剂。季铵碱是强碱，其碱性与氢氧化钠相近。结构通式为：分子中的四个烃基可以相同，也可以不同。阴离子可以是卤素离子，也可以是其他酸根离子。一、胺的结构与分类课堂活动二讨论叔丁醇和叔丁胺都具有叔丁基，叔丁醇属叔醇，那么叔丁胺也是属于叔胺，此说法是否正确。二、胺的命名1.简单伯胺命名时，以胺为母体，根据烃基的名称称为某胺。2.烃基相同的仲胺和叔胺，称为二某胺或三某胺。3.烃基不同的脂肪族仲胺和叔胺，命名时将简单烃基的数目和名称写在前面，复杂烃基的数目和名称写在后面。6.多元胺的命名与多元醇的命名相似。5.对于烃基复杂的胺，命名时与烃基复杂的醚相似，可以将烃作为母体，氨基作为取代基。4.当芳香胺的氮原子上连有脂肪烃基时，以芳香胺为母体，脂肪烃基为取代基，取代基的位置用“N-”标记。7.季铵盐、季铵碱的命名类似于无机铵盐和无机碱。将阴离子和烃基名称放在“铵”字之前。课堂活动三命名下列化合物或写出结构式：低级脂肪胺中的甲胺、二甲胺、三甲胺和乙胺在常温下均为无色气体，丙胺至十二胺为易挥发的液体，十二胺以上为固体。低级胺能溶于水，有难闻的气味，如三甲胺有鱼腥味，丁二胺（腐胺）和戊二胺（尸胺）有动物尸体腐败后的气味。部分低级脂肪胺有鱼腥味，高级胺一般没有气味。芳香胺是无色液体或固体，有剧毒，与皮肤接触或吸入蒸气都能引起严重中毒，使用时应特别注意安全。胺是极性分子，能与水形成氢键，因此低级胺易溶于水，溶解度随相对分子质量的增大而降低。（一）胺的物理性质三、胺的性质1.碱性与氨相似，胺分子中氮原子能接受质子，因此胺具有碱性。2.酰化反应胺的酰化反应是指胺分子中氮上的氢原子，被酰基（RCO—）取代生成酰胺的反应。3.与亚硝酸反应亚硝酸不稳定，实验室中一般使用亚硝酸钠与盐酸的混合物。4.氧化反应胺具有还原性，尤其是芳香胺更易被氧化。5.芳环上的取代反应芳香胺的氮原子上未共用电子对与苯环发生共轭效应，使苯环电子云密度增加，所以芳胺更易发生亲电取代反应，且将其他基团引入到其邻、对位。（二）胺的化学性质（二）胺的化学性质1.碱性（1）碱性的强弱比较：脂肪胺中，由于胺所连的烷基是供电子基，使氮原子上的电子云密度增加，接受H+的能力增强，从而碱性增强，故脂肪胺的碱性略强于氨。芳香胺中，由于苯环与氨基氮原子形成共轭效应，使氮原子电子云密度降低，同时苯环位阻妨碍氮原子接受H+，此时电子效应和空间效应两种作用都使H+难与氮原子结合，所以芳香胺的碱性显著弱于氨。经大量的实验可知，胺类的碱性强弱顺序为：脂肪仲胺＞脂肪伯胺＞脂肪叔胺＞氨＞芳香胺（2）与酸反应生成盐：胺属于弱碱，与酸反应生成盐。胺的盐是结晶固体，易溶于水而不溶于非极性溶剂，铵盐属于强酸弱碱盐，其水溶液呈酸性，遇强碱又能游离出胺来。课堂活动四为什么脂肪胺的碱性比氨强，而芳香胺的碱性比氨弱？请比较下列各组胺的碱性强弱：1.苯胺、二苯胺和三苯胺2.二甲胺、N-甲基苯胺和二苯胺（二）胺的化学性质2.酰化反应叔胺的氮上因无氢原子，不能发生此反应。酰卤和酸酐是常用的酰化试剂。大多数胺是液体，经酰化后生成的酰胺均为固体，具有确定的熔点，易水解为原来的胺。因此酰化反应可用于胺类的分离、提纯和鉴别。在有机合成上，酰化反应还可用以保护芳环上的氨基。（二）胺的化学性质2.酰化反应伯胺和仲胺也可与苯磺酰氯作用，生成苯磺酰胺，此类反应称为兴斯堡（Hinsberg）反应。叔胺中氮原子上无氢原子，因而无此反应。（二）胺的化学性质2.酰化反应反应在碱性介质中进行时，伯胺反应生成的苯磺酰伯胺，氮上还有一个氢原子，受苯磺酰基的强吸电子诱导效应的影响显示弱酸性，可溶于碱性溶液。而苯磺酰仲胺的氮原子上没有氢原子，不能溶于碱性溶液。（二）胺的化学性质3.与亚硝酸反应亚硝酸不稳定，实验室中一般使用亚硝酸钠与盐酸的混合物。（１）伯胺与亚硝酸的反应：脂肪伯胺与亚硝酸反应生成醇，并定量放出氮气。可用于测定氨基的含量。芳香伯胺与亚硝酸在过量无机酸和低温下变为芳香重氮盐，此反应称重氮化反应。重氮盐不稳定，如果温度略高，重氮盐即分解成酚和氮气，结果与脂肪伯胺相似。（二）胺的化学性质3.与亚硝酸反应（2）仲胺与亚硝酸的反应：脂肪仲胺或芳香仲胺与亚硝酸反应生成N-亚硝基化合物，为黄色油状物。（3）叔胺与亚硝酸的反应：脂肪叔胺氮原子上没有氢原子，不能亚硝基化，只能形成不稳定的亚硝酸盐。芳香叔胺与亚硝酸作用，在对位上引入亚硝基，如对位被其他基团占据，则亚硝基将在邻位上取代。（二）胺的化学性质3.与亚硝酸反应亚硝基芳香叔胺在碱性溶液中呈翠绿色，在酸性溶液中由于互变成醌式盐而呈橘黄色。可利用胺类与亚硝酸的反应鉴别伯胺、仲胺、叔胺。（二）胺的化学性质4.氧化反应胺具有还原性，尤其是芳香胺更易被氧化。如纯净的苯胺是无色透明液体，但在空气中放置后，逐渐变为红色至红棕色，这是因为芳香胺被氧化产生醌类、偶氮化合物等有色物质，从而显色。用重铬酸钾硫酸溶液可将苯胺氧化为对苯醌。（二）胺的化学性质5.芳环上的取代反应（1）卤代反应：苯胺与卤素（Cl2、Br2）能迅速反应。如苯胺与溴水作用，立即生成2,4,6-三溴苯胺白色沉淀。此反应可用于苯胺的定性、定量分析。课堂活动五苯胺和苯酚性质相似，都易被氧化，都能迅速与溴水反应，生成白色沉淀。应如何用化学方法区别苯胺和苯酚？（二）胺的化学性质5.芳环上的取代反应（2）硝化反应：在芳香胺的硝化反应中，若用浓硝酸作为硝化试剂，由于浓硝酸的氧化能力很强，能氧化氨基，所以芳香胺的硝化反应不能直接进行，而应先“保护氨基”。如要得到对硝基苯胺，可先将苯胺酰化，然后硝化，再水解除去酰基，最后得到对硝基苯胺。（二）胺的化学性质5.芳环上的取代反应（3）磺化反应：苯胺与浓硫酸作用，首先生成苯胺硫酸盐，该盐在高温（200℃）下加热脱水并重排，最后生成对氨基苯磺酸。对氨基苯磺酸俗称磺酸胺，是制备磺胺类药物的原料。四、重要的胺及其衍生物1.乙二胺（H2N－CH2CH2－NH2）乙二胺是最简单的二元胺，为无色黏稠液体，易溶于水，是有机合成原料，常用于药物的合成和制作乳化剂。乙二胺与氯乙酸作用可制得乙二胺四乙酸（简称EDTA），其二钠盐在分析化学中常用作金属螯合剂，也是重金属中毒的解毒药。乙二胺四乙酸的结构式为：四、重要的胺及其衍生物2.苯胺（C6H5－NH2）苯胺存在于煤焦油中，为无色油状液体，具有特殊气味，微溶于水。苯胺具有毒性，能通过皮肤或吸入其蒸气使人中毒，若空气中苯胺的浓度达到万分之一时，几小时后就会出现中毒症状，使人头晕，皮肤苍白，全身无力。这是因为苯胺可将血红蛋白氧化为高铁血红蛋白，使其失去携氧功能，因而引起缺氧和抑制中枢神经系统。苯胺还是合成药物和染料的重要有机原料，工业上苯胺主要由硝基苯还原制得。四、重要的胺及其衍生物3.新洁尔灭新洁尔灭（苯扎溴铵，化学名称为溴化二甲基十二烷基苄基铵）的结构式为：新洁尔