第十三章含氮有机化合物

1第十三章含氮有机化合物计划学时：6学时教学目的：1、掌握胺的结构及化学性质；酰胺和吡咯、吡啶的化学性质；2、熟悉胺的命名和物理性质；酰胺、杂环化合物的命名，尿素的性质；3、了解胺的重要衍生物；了解重要的含氮杂环化合物；氨基酸的理化性质；4、掌握蛋白质的平均含氮量及基本组成单位，掌握氨基酸的结构特点及分类，掌握肽、肽键、多肽、多肽链的概念；5、了解常见的几种生物活性肽。教学重点：胺、酰胺、氨基酸的化学性质。教学难点：胺的化学性质；杂环化合物的命名和性质；氨基酸的化学性质。教学方法：讲解，练习，多媒体教学。教学内容：含氮有机化合物包括的种类很多，并广泛地存在于自然界中，其中有很多与人的生命活动关系密切。第一节胺一、胺的分类和命名（一）胺的分类1、根据分子中烃基的不同，分为脂肪胺CH3CH2NH2；Ph－CH2NH2芳香胺Ph－NH2；Ph－N(CH3)22、根据氮原子上连接的烃基数目不同分为伯胺R－CH2－NH2-NH2氨基仲胺R2NH-NH-亚氨基叔胺R3N-N＝叔氨基季铵盐R4N+X-季铵碱R4N+OH-注意：胺的分类和醇的分类的区别3、根据胺分子中氨基的数目不同分为：一元、二元及多元胺（二）胺的命名1、简单胺命名是以胺做为母体，烃基做取代基CH3NH2H5C2NHCH3NH2CH2NH2甲胺甲乙胺苯胺苄胺2、N原子定位法：N上连有芳烃基和脂肪烃基时，以芳香胺做为母体，脂肪烃基做为取代基，并在其名称钱冠以“N-或N，N-”；（1）仲胺：N-R（脂肪烃基的名称）苯胺；（2）叔胺：脂肪烃基相同（合并原则）：N，N-二某烃基苯胺2脂肪烃基不同（先小后大）：N-小烃基-N-大烃基苯胺NCH3CH3CH4NCH3C2H5N,N-二甲基苯胺N-甲基-N-乙基苯胺3、复杂胺的命名以氨基做为取代基：了解CHCH2CHCH3NH2CH3CH3CH3CH2CHCH3NCH3CH32-甲基-4-氨基戊烷2-二乙氨基丁烷4、季铵盐、季铵碱的命名：P121（1）季铵盐：某化某铵（2）季铵碱：氢氧化某铵【提问】“氨”、“胺”、“铵”三字在命名时的区别。二、胺的化学性质（一）碱性与成盐反应RNH2++HOHR+NH3OH-NH2HClOH-NH3Cl或NH2＋－.HCl碱性：脂肪胺（仲胺＞伯胺＞叔胺）＞氨＞芳胺例如：(CH3)2NHCH3NH2(CH3)3NNH3Ph－NH2pKb3.273.344.194.759.40碱性：二甲胺（仲胺）＞甲胺（伯胺）＞三甲胺（叔胺）＞氨＞苯胺（二）酰化反应1、分子中引入酰基的反应叫做酰化反应。常用的酰化剂有：CH3COCl，（CH3CO）2O等；RNHHCH3CClO++(R')CH3CNORH(R')HCl2、叔胺中N上无氢原子，不能发生此反应；3、乙酰苯胺——退热冰；对羟基乙酰苯胺——扑热息痛。（三）与亚硝酸反应：了解鉴定1、伯胺与亚硝酸反应――放氮反应3NH2++HClNaNO220~5oCN+N.Cl-+H2O+NaClOH++HClN22、仲胺与亚硝酸反应，生成N－亚硝基胺（黄色油状物）NHCH3+H2O+NCH3NONOOHNHCH3CH3NOOH+NCH3CH3NO+H2O亚硝胺有致癌作用3、叔胺与亚硝酸反应，生成亚硝酸盐（溶于水）.++NOOHNOOH++H2OR3NR3NHNO2NaOHR3NNaNO2NCH3CH3NCH3CH3NO+H2O利用与亚硝酸生成产物的不同，可以鉴别伯、仲、叔胺。四、重要的胺及其衍生物：了解P1241、胆碱2、肾上腺素、去肾上腺素第二节酰胺一、酰胺的命名1、N上无取代基的称为某酰胺例如：CH3CNH2OCH2CNH2O乙酰胺苯乙酰胺2、酰胺N上有取代基时：（1）N-某基某酰胺（2）N，N-二某基某酰胺（3）N-小烃基-N-大烃基某酰胺例如：HCNOCH3CH3CNHOCH3N,N-二甲基甲酰胺N-甲基苯甲酰胺3、N上同时有两个酰基时称为“酰亚胺”：了解4例如：H2CCNHOH2COCNHOO丁二酰亚胺邻苯二甲酰亚胺二、酰胺的化学性质（一）酸碱性1、酰胺一般为中性化合物，是由于p-π共轭效应影响RCNHHO..2、酰亚胺呈酸性CNHOO+KOHCNOO+OH2-K+（二）水解反应RCNH2O++OH2HClNaOHRCOHORCONaO+NH4ClNH3了解酰胺的水解特点具有重要意义，如巴比妥、青霉素结构中含有酰胺键，因此只能制成粉针剂，临床给药时配成溶液，以避免结构中的酰胺键水解失效。（三）与亚硝酸反应RCNH2O++OH2RCOHOHNO2N2+三、尿素：又称脲，NH2－CO－NH21、水解反应2、与亚硝酸反应放出氮气3、缩二脲反应NH2CNH2O+2NH2CNHOCNH2ONH3（1）定义：缩二脲+硫酸铜溶液（碱性）→紫红色；（2）鉴定结构：分子中含有两个或两个以上的酰胺键的化合物可以发生缩二脲反应。5第三节含氮杂环化合物由碳原子和至少一个其它原子构成的环状骨架结构的一类化合物称为杂环化合物，其它非碳原子称为杂原子，如：氧、硫、氮等杂原子，本节讨论的杂环主要是指含氮原子的芳杂环。一、杂环化合物的分类和命名1、分类：P127表13-12、命名：了解P127-128（1）原则（2）定位二、吡咯、吡啶的化学性质（一）酸碱性：吡咯碱性极弱，强碱下表现弱酸性；吡啶表现弱碱性。小结：（碱性）季铵碱＞脂肪胺（仲、伯、叔）＞氨＞吡啶＞吡咯＞苯胺（二）亲电取代反应1、吡咯：主要发生在α-位2、吡啶：主要发生在β-位（三）氧化还原反应NNHNKMnO4/H+COOHCOOHNa+CH3COOHPt/H2或三、重要的含氮杂环化合物：了解P129-130（一）嘧啶及其衍生物（二）嘌呤衍生物第四节蛋白质的分子组成一、蛋白质的元素组成（一）组成蛋白质的元素：C、H、O、N、（S、P、Cl、I、Fe、Cu、Mn等）C——基本元素N——生命特征元素（二）蛋白质元素组成的特点：N——平均为16%计算：每克样品含氮克数×6.25×100=100克样品中蛋白质含量（g%）二、蛋白质的基本单位——氨基酸（一）氨基酸的命名：以羧基为母体，氨基为取代基——n-氨基某酸或n-某氨基酸练习：α-氨基乙酸（甘氨酸）、α-氨基丙酸（丙氨酸）、α-氨基-β-苯基丙酸（苯丙氨酸）（二）氨基酸的结构特点：组成人体蛋白质只有20种1、均为α-氨基酸（脯氨酸为α-亚氨基酸）；2、除甘氨酸外，均为L-型，都具有旋光性。（三）氨基酸的分类：1、非极性侧链氨基酸：这类氨基酸的特征是在水中的溶解度小，其侧链为脂肪烃基、芳香烃基、杂环等非极性疏水基团；2、极性中性侧链氨基酸：这类氨基酸的特征是比飞机相册链氨基酸易溶于水，此类氨基酸（除色氨酸）其侧链上有羟基、巯基、酰胺基等极性基团，这些基团有亲水性；3、酸性氨基酸：这类氨基酸等额特征是侧链上有羧基，在水溶液中显酸性；4、碱性氨基酸：这类氨基酸等额特征是侧链上有氨基、胍基、咪唑基，在水溶液中显碱性。（四）氨基酸的理化性质61、两性电离与等电点：2、氨基酸的紫外吸收：280nm3、茚三酮反应：三、氨基酸在蛋白质分子中的连接方式（一）肽键（二）肽（三）几种生物活性肽作业：P130-131习题