本科五年制 基础 有机化学第12章 胺

H2NHRH2NR伯胺胺的定义:氨的烃基取代物胺氨HNRRNRRR叔胺仲胺第12章胺和生物碱H2NR伯胺（1°胺）仲胺（2°胺）叔胺（3°胺）季胺（4°胺）一、胺的分类胺HNRRNRRRNRRRR1、按N原子所连的烃基数目不同分为Ar-NH2脂肪胺芳香胺R-NH2胺2、根据烃基的种类不同分类注：芳香胺为N原子直接连在芳香环上的胺，如果不是直接连在芳香环上，即使有芳香环也不属于芳香胺。胺一元胺多元胺CH3CH2NH2H2NCH2CH2NH23、根据分子中氨基的数目分类4、季铵盐和季铵碱氢氧化铵或铵盐分子中四个氢原子完全被烃基取代而成的化合物分别称为季铵碱或季铵盐。RNRRRR+NHHHH+铵离子季铵离子—NH2氨基NH亚氨基N次氨基二、胺的命名简单的胺:以胺为母体，按烃基的名称称为“某胺”；仲、叔胺的烃基相同，称“二某胺”或“三某胺”；烃基不同时，按由简单到复杂的顺序书写。CH3CH2-NH2乙胺CH3NHCH2CH3甲乙胺CH3CH2-NH-CH2CH3二乙胺NH2-CH2-CH2-NH2乙二胺NH2NH2苯胺环己胺NCH3CH3N，N-二甲基苯胺NCH3CH2CH3N-甲基-N-乙基苯胺若脂肪烃基连在芳胺氮原子上，则在脂肪烃基名称前加字母“N”，以便与苯环取代物相区别。注意：CH3CHCHCH2CH3CH3NH22-甲基-3-氨基戊烷•比较复杂的胺命名常以烃作母体，氨基作为取代基来命名。CH3CH2CHCH2CH3N(CH2CH3)23-二乙氨基戊烷氢氧化四甲铵氯化四甲铵(CH3)4N+OH-(CH3)4N+Cl-*季铵化合物的命名*季铵化合物可看作是铵的衍生物来命名。•注意：氨：气态氨（NH3），氨基、亚氨基；胺：表示NH3的烃基衍生物，如甲胺；铵：表示胺的盐类及季铵类。CHO(H3C)2N4-二甲氨基苯甲醛HOCH2CH2N+(CH3)3OH-氢氧化羟乙基三甲铵（胆碱）NRHH苯胺的结构脂肪胺的结构NHH三、胺的结构※N：sp3不等性杂化胺的对映异构体问题NR1R2R3NR1R2R3某些胺类对映异构体可以分离NH3CNNCH3NCH3C2H5H2C=HCH2CNCH3C2H5CH2CH=CH2NNH3+HOH+OH-NH4+NH2R+HOH+OH-NH3+R四、胺的化学性质1、碱性（※碱性强弱的比较）RNH2HClClHCl或RNH3RNH2R3NR2NHRNH2NH3ArNH2-R：+I效应-Ar：-C效应胺碱性强弱的影响因素：（1）N原子上的电子云密度的大小，密度越大，碱性越强；R3NR2NHRNH2NH3•（2）N原子周围的空间位阻大小，位阻越小，碱性越强；NRR'RHOH2NRR'HHOH2OH2NHHHROH2OH2OH2NHHHHOH2OH2OH2H2O•（3）铵离子溶剂化作用的大小，溶剂化越好，越稳定，碱性越强。CH3NH2(CH3)2NH(CH3)3NC2H5NH2(C2H5)2NH(C2H5)3N常见胺的物理性质化合物名称普通命名法结构式熔点/℃沸点/℃溶解度／g·100g-1pKb25℃甲胺methylamine－93.5－6.3易溶3.34－93－7.4易溶3.27－1172.9914.19－8116.6易溶3.36－4856.3易溶3.05－11589.3143.25二甲胺dimethylamine三甲胺trimethylamine乙胺ethylamine二乙胺diethylamine三乙胺triethylamine脂肪胺的碱性：仲胺伯胺，叔胺R4N+OH-+HClR4N+Cl-+H2OR4N+OH-+NaOHR4N+Cl-+NaCl各类胺碱性强弱的大致排列顺序※季铵碱脂肪胺NH3芳胺季铵碱与酸作用生成季铵盐，遇到强碱不会游离出季铵碱，这是因为季铵盐的N原子上没有H原子，不能发生质子转移生成水，说明季铵碱是强碱。NH2N+H3Cl-HClOH-胺类为弱碱，与酸成铵盐，遇强碱游离析出NH2.HCl氯化苯胺苯胺盐酸盐NH2COOCH2CH2N(C2H5)2+HClNH2+CH3COOHCH3CONHNH2+CH3COOHCH3COOHNH2晶体水溶性的NH2COOCH2CH2N(C2H5)2HCl-+OH-碱性的应用•增加药物的水溶性•分离盐酸普鲁卡因N-取代酰胺叔胺不能发生酰化反应RNH2+R'COClR'CONHR+HCl不会发生多酰基化R'CONHR+R'COClR3N+R'COCl酰化反应的意义：利用酰化反应可鉴定伯、仲胺。※2、酰化反应SO2ClRNH2+SNHROOHCl+NaOHSN-ROONa+溶于碱SO2ClR2NHSNR2OOHCl++NaOH不溶于碱SO2ClR3N+晶体无晶体析出磺酰化反应——Hinsberg试验NH2+H2SO4NH2H2SO4180℃-H2ONHSO3HNH2HOSO2N+H3-OSO23、苯胺的磺化反应重排苯胺磺酸磺胺类药物的基本骨架H2NSO2NH214H2NSO2NHNNH2NSO2NHONCH3NaNO2+HClHNO2+H2O4、与亚硝酸的反应RNH2+HClNaNO2※（1）伯胺与HNO2的反应ROH+N2+H2O重氮化反应芳香伯胺在常温下与HNO2反应也是放出氮气，生成酚。但若在低温强酸性溶液与亚硝酸反应，生成重氮盐。HNO2NH2++N2OH室温+H2O+NNCl-0~5℃室温重氮盐N-亚硝基二乙胺（黄色油状或固体）HNO2+CH3CH2NHCH2CH3H2OCH3CH2NCH2CH3NO+注意：亚硝基胺类化合物是致癌物质。N-甲基-N-亚硝基苯胺（黄色或棕色油状或固体）HNO2+H2O+NHCH3NCH3N=OH+/H2O（2）仲胺与HNO2的反应（3）叔胺与HNO2的反应HNO2+R3N芳香叔胺与亚硝酸发生亲电取代反应，对位首选，邻位其次。HNO2R3NHNO2+NR2NR2ONC-亚硝基化合物HNO2+NR2NR2H3CNOH3CC-亚硝基化合物的颜色变化NR2NONR2NHOHOH翠绿色橘黄色随酸碱度不同而发生结构互变，从而呈现出不同的颜色变化，此类物质可用于酸碱指示剂。类似物质如偶氮染料甲基橙等6.芳香胺的亲电取代反应NH2+Br2NH2BrBrBr+HBr1.鉴别2.定量NN+热或振荡爆炸（1）干燥品易爆炸，低温酸性可存在于溶液中（2）取代反应NN+OSO3HH2SO4H2OOHN2H2SO4必需强酸条件，否则易生成偶氮类化合物7、重氮盐的反应线型分子，N原子为SP杂化H2NNNN重氮盐在适当条件下与芳胺或酚作用,生成偶氮化合物。（３）偶联反应NNX-Y+H+0~5℃NNY+HX共轭，弱亲电试剂Y：-OH，-NH2，-NHR，-NR2（强活化基）碱性NN+OSO3HH2O/H+OHN2CuX/HXXN2KI/H2OIN2KCN/KCNCNN2H3PO2/H2ON2H反应实例NNN+ClCH3CH3CH3COONa0℃H2ONNNCH3CH3黄色NNNCH3CH3NaO3S甲基橙偶联的实质：偶联的位置：亲电取代反应①Y的对位首选，②对位已占Y的邻位偶联的条件：低温、酸性NN++NaOHNNOHNaOHNNONa无偶联能力①重氮盐：※偶联反应的相关问题②酚或胺：OHO-OH-H+NH2NH3+OH-H+偶联慢偶联快能偶联不能偶联偶联的条件为：低温、弱酸或弱碱。思考题重氮盐稳定存在的条件是什么？为什么？为什么重氮盐被羟基取代要强酸条件，而偶联反应要弱酸、弱碱？生物碱(Alkaloid)生物碱一般是指生物体内的一类含氮有机化合物，许多生物碱具有显著生理活性。生物碱的分子结构多数属于仲胺、叔胺，少数为伯胺，常含有氮杂环，且大多具有碱性。由于生物碱主要存在于植物中,故又称植物碱。一、生物碱的概念及临床应用生物碱一般按其来源命名。如烟碱、麻黄碱等。生物碱广泛应用于医药中。二、几种常见的生物碱1.烟碱(尼古丁nicotine)NNCH3含吡啶环及四氢吡咯环(叔胺)。存在于烟叶中,有剧毒。少量对中枢神经有兴奋作用，大量则抑制中枢神经，出现恶心、呕吐,使心脏麻痹以至死亡。1支烟含烟碱0.05~2.5mg。2.吗啡,可待因和海洛因HOOHOHNCH3H吗啡(morphine)可待因CH3OOHOHNCH3H(codein)海洛因H3CCOOH3CCOHNCH3H(heroin)OO吗啡味苦，对中枢神经有麻痹作用,有极快的镇痛效力,但易成瘾。临床上一般使用吗啡的盐酸盐及其制剂。可待因与吗啡有相同的生理作用,临床一般使用其磷酸盐,主要作为镇咳剂。其镇痛作用较小，强度为吗啡的1/4，亦不象吗啡那样易成瘾。海洛因即二乙酰吗啡,不存在于自然界,其成瘾性为吗啡的3~5倍,严禁作为药用,是对人类危害最大的毒品之一。3.奎宁(quinine)NCH3OCOHHHCH=CH2NH含喹啉环及脂氮杂环(叔胺)。抗疟疾药，并有退热作用。4.冰毒,摇头丸,K粉CH2CHNH2苯丙胺(1-苯基-2-丙胺)甲基苯丙胺MAMDMACH3CH2CHNHCH3CH3CH2CHNHCH3CH3OO氯胺酮(K粉)ONHCH3Cl亚甲基二氧苯丙胺2-(2-氯苯基)-2-(甲氨基)环己酮苯丙胺为中枢神经兴奋剂,是国家严格管制的精神类药品。甲基苯丙胺俗称“冰毒”,属于联合国规定的苯丙胺类毒品。MDMA属于致幻剂类毒品，是“摇头丸”的主要成分。氯胺酮俗称K粉。临床上用作麻醉剂或麻醉诱导剂,有精神依赖性，其致幻作用是导致被滥用的主要原因。三、生物碱的通性1.大多数生物碱为无色有苦味的晶形固体，有些为挥发性液体(如烟碱等)，能随水蒸汽蒸馏出来而不被破坏，多数具有旋光性。2.绝大多数生物碱具有胺类或含氮杂环的结构，因而显碱性，分子结构类型不同，碱性强弱也不一样。3.游离生物碱一般不溶于水，能溶于氯仿等有机溶剂，亦能溶于稀酸溶液并生成盐。生物碱盐属离子化合物，其溶解性与生物碱恰好相反。常利用溶解性从植物中提取、精制生物碱。生物碱生物碱盐H+OH-(难溶于水)(易溶于水)4.生物碱的沉淀反应常用沉淀剂有：碘化汞钾(K2HgI4)碘化铋钾(BiI3·KI)碘-碘化钾(KI-I2)苦味酸(2,4,6-三硝基苯酚)磷钨酸(H3PO4·12WO3·H2O)硅钨酸(SiO2·12WO3·4H2O)生物碱可与生物碱试剂发生沉淀反应。生物碱可与某些试剂发生特殊的显色反应。常用的颜色反应试剂有：硫酸，硝酸，盐酸、甲醛，氨水等。其反应机理可能包括氧化、脱水、缩合等反应。5.生物碱的显色反应阿托品吗啡可卡因1%钒酸铵红色红色兰色兰色棕色棕色浓H2SO4利用生物碱的沉淀反应和显色反应可鉴别生物碱。1.胺分类(伯仲叔)和命名(以胺为母体；氨基做取代基)结构(N为不等性sp3杂化)化学性质：碱性、酰化、磺酰化、与HNO2作用2.重氮盐与偶氮化合物重氮盐的结构氮原子sp杂化性质：芳香重氮盐的取代反应和偶联反应3.生物碱的概念与通性本章要点作业：17612-512-612-712-812-9