12第十三章 胺和生物碱

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13-胺和生物碱

13-胺和生物碱

叔丁基氯(叔卤代烃) 叔丁基胺 (伯胺)
+OH- 和NH +Cl-的四烃基取代衍生 相应于 NH4 4
物叫做季铵化合物(4°铵),分别称为季铵碱和季铵盐. CH3 + CH3—N—CH3 OH CH3
CH3 + CH3—N—CH3 Br CH3 溴化四甲铵(季铵盐)
氢氧化四甲铵(季铵碱)
如果NH4+中4个H原子没有完全被烃基取代, 则生成的不是季铵类化合物,而是胺的盐类。 CH3CH2-NH3+ Cl- 或写为 CH3CH2-NH2 · HCl
(1) 伯胺与亚硝酸的反应
脂肪伯胺与HNO2反应的产物常是醇、烯烃等的混合 物,并定量的放出 N2 。因此可用于-NH2 的定量测定. RNH2 —————> N2
NaNO2+HCl
+ H2O + 混合物
芳香伯胺在较低温度及过量强酸溶液中与HNO2反应, 生成重氮盐(diazomium salt)——重氮化反应。 + N≡N ClNH2 NaNO , HCl 2 氯化重氮苯 —————> 0~5℃ (重氮盐)
二苯胺、三苯胺比较,为何N原子上所连芳环越多,碱性越弱?
—NH2
pKb 9.4
—NH—
13.8
—N—
~ 中性
答:苯环空阻效应和吸电子共轭效应共同作用的结果。
季铵碱(R4N+OH - )为离子化合物, 其碱性与 NaOH相当,是强碱。季铵碱与酸作用生成季铵盐。
R4 N OH + HCl
+
-
R4 N Cl + H2 O
N-亚硝基二甲胺(90%)
N-亚硝基胺有强致癌作用!

有机化学(医学专业)第十三章胺和生物碱

有机化学(医学专业)第十三章胺和生物碱
N2
芳香胺 (-)
N2



黄色油状物或固体 (-)
NH2
黄色油状物或固体
桔黄
NaOH
翠绿
N2
(-)
NaNO2 + HCl
NH CH3
N(CH3)2
0~5℃

桔黄
NaOH NaOH
黄 翠绿
5. 芳香胺的亲电取代反应
氨基的供电子共轭效应使苯环上的电子云密度升高, 所以芳胺易进行芳环上的亲电取代反应。
R4N+OH- + HCl
季铵碱
R4N+Cl- + H2O
季铵盐
R4N+Cl- 是强碱强酸盐,与强碱作用后不会游离 出季铵碱,而是建立如下平衡:
R4N+ X- + NaOH
R4N+OH- + NaX
P84.3(3) 按其碱性由强到弱排序:
O NH2 CH3 C NH O
A
N OH
B
O
NH2
HCl
C
叔丁醇
CH3 CH3—C—Cl CH3
叔丁基氯
CH3 CH3—C—NH2 CH3
叔丁基胺
(叔醇)
(叔卤代烃)
?
(伯胺)
注意
CH3 CH3 C CH3 NH2
CH3 CH3 C CH3 OH
叔丁胺(一级胺)
叔丁醇(三级醇)
命名
结构复杂的胺——氨基作取代基
CH3 CH CH CH2 CH3 NH2 CH2NH2
NH2
NH2
+ 3Br2(水)
Br Br
Br
+ 3HBr
(白)
作用

第十二章 胺和生物碱-PPT文档资料

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N
H
CH3
CH3 CH3
胺具有锥形体结构。
..
..
N
N
C2H5
CH3 H
CH3 H
C2H5
18
简单的手性胺很容易发生对映体的相互转变,不 易分离得到其中的某个对映体。
..
N
C2H 5
CH3 H
.. C2H5 N CH3
HC2H5Fra bibliotekCH3
.N.
H
手性季铵盐正离子,可以被拆开成对映体。
CH3
CH3
N+
+N
C2H5
C6H5 CH2CH
CH2
C6H5 CH2 CHCH2
C2H5
19
R'
快速翻转
R
R"
N
N
R
R"
R'
N
"R
R
R'
对映关系,无旋光性
N N
无法翻转,有旋光性
R1 手性中心
N
R4
R2
R3
无法翻转,有旋光性
20
苯胺中,N为不等性的sp3杂化:
N H
H
N H
H
氨基与苯环π 共轭
NH2
21
甲胺的结构
22
苯胺的结构
23
三、胺的物理性质
低级脂肪胺如甲胺、二甲胺、三甲胺和乙胺 在常温时为气体,丙胺以上是液体,含C12以 上为固体。低级胺的气味与氨相似,有的还 有鱼腥味(三甲胺),肉腐烂时能产生极臭 而且很毒的丁二胺(腐胺)及戊二胺(尸 胺)。芳香胺的气味不象脂肪胺那样大,但 芳香胺很毒而且容易渗入皮肤,无论吸入它 的蒸汽或皮肤与之接触都能引起中毒,在使 用时应当注意防护。

《有机化学》第十二章 胺和生物碱 - 副本

《有机化学》第十二章  胺和生物碱 - 副本

[O]
CO2H
CO2H OH-
NH2
NHCOCH3
NHCOCH3
NH2
邓健 制作 樊湘芳 审校
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第十二章 胺和生物碱 第一节 胺(四、化学性质)
(四) 磺酰化反应
伯胺和仲胺可与苯磺酰氯或对-甲苯磺酰氯 反应, 生成相应的磺酰胺。叔胺不被磺酰化。
C2H5NH2
SO2Cl
(C2H5)2NH
氯化甲铵
N(CH3)4+OH-
氢氧化四甲铵
邓健 制作 樊湘芳 审校
上页 下页 首页 7
第十二章 胺和生物碱 第一节 胺(一、分类和命名)
1. 简单胺的命名 “烃基名”+“胺”
(按“优先基团后列出”原则排列烃基 )
CH3NH2
甲胺
methylamine
(CH3)2CHNHCH3
甲基异丙基胺
isopropylmethylamine
O S NHC2H5 O
人民卫生电子音像出版社
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第十二章 胺和生物碱 第一节 胺(四、化学性质)
胺酰化反应的应用:
(1) 医药方面. 增加药物脂溶性,降低毒性
O
HO
NH2 + (CH3CO)2O
HO
N H
C
CH3
(2) 分离、鉴定
Paracetamol (扑热息痛)
(3) 保护氨基
CH3
O
CH3
CH3CCl
R 季铵盐
如 R’为甲基,则常称此反应为“彻底甲基化反应” 。
C6H5CH2N(CH3)2 + CH3- I
EtOH (94~99%)
+
C6H5CH2N(CH3)3

胺和生物碱

胺和生物碱

普通命名法:适用于简单胺,以胺为母体,烃基作为取代基,称为“某胺”。
系统命名法:复杂的胺命名则以烃为母体,氨基为取代基。
(2)芳香胺的命名: 以芳香胺为母体,脂肪烃基为取代基,并在脂肪烃基名称前标上“N”, 表示此烃基是直接连在氮原子上的。
(3)季铵盐和季铵碱的命名:同无机铵类化合物。
注意1:“氨”、“胺”、“铵”的用法:表示基团用“氨”(amino),如氨 甲氨基(CH3NH-)等;表示氨的烃基衍生物用“胺”(amine); 表示季铵类化合物或胺的盐用“铵” (ammonium)。
注意2:季铵盐与铵盐的区分:N上连有四个烃基的盐是季铵盐; N上除了烃基外,还连有H的盐是胺的盐。
二、胺的结构
1、 NH3与CH4的结构比较:
棱锥 形
正四 面体 形 等性杂化 等性sp3杂化轨道 不等性化 不等性sp3杂化轨道
2、脂肪胺的结构
如果将孤对电子所占据的轨道看作一个基团,当N上连有三个不同的 基团时,此N原子具有手性,该胺分子可以有一对对映体(如下图)。
然而,孤对电子的体积毕竟太小,起不到一个基团的作用,这两个对 映体可通过一个平面形成过渡态相互转变,而且转变速度极快,室温 下无法分离这对对映体。
但是,杂环三级胺的N原子处在刚性环上时,翻转受到限制,可以拆解 成稳定的对映异构体。
另外,在季铵类化合物中氮的四个sp3杂化轨道都成键,翻转受到限制, 当四个基团互不相同时,能分离出稳定的、具有光学活性的对映体。
第十二章 胺及生物碱(amine and alkaloid)
掌握:胺的结构特点,脂肪胺、芳香胺与氨的结构比较; 胺的碱性;胺的反应(酰化、磺酰化、与亚硝酸的反应); 重氮盐的放氮反应和偶联反应。 熟悉:胺的分类、命名和物理性质。 了解:生物碱的概念和功能;几种毒品的结构和毒害。

第十三章胺和生物碱

第十三章胺和生物碱

(二) 酰化反应
胺的酰化反应就是羧酸衍生物的氨解反应,产物是酰胺。 叔胺氮上无氢原子,不能起酰化反应。
该反应在合成上主要用于保护氨基,如苯胺不稳定,可以先酰化成 稳定的酰胺,将氨基保护起来,反应后再将酰基水解下来恢复氨基。
(三) 磺酰化反应 伯胺和仲胺可与苯磺酰氯反应,生成相应的苯磺酰胺,这就是兴斯堡 (Hinsberg)反应。
因此,有以下碱性顺序: 季铵碱>脂肪胺>NH3>芳香胺。
4、胺的成盐反应
除季铵碱以外的胺,一般均为弱碱,可与酸成盐,但一遇强碱又重新 游离析出。
苯胺类化合物不稳定,这是由于致活基团氨基的存在,使得苯环上电子云 密度增加,导致苯环活性增高。为便于保存,可将其制成稳定的盐酸盐, 使用时用强碱将其游离出来。胺的这一性质在医药上有广泛应用。
注意2:季铵盐与铵盐的区分:N上连有四个烃基的盐是季铵盐; N上除了烃基外,还连有H的盐是胺的盐。
二、胺的结构
1、 NH3与CH4的结构比较:
棱锥 形
正四 面体 形
等性杂化 等性sp3杂化轨道
不等性杂化 不等性sp3杂化轨道
2、脂肪胺的结构
如果将孤对电子所占据的轨道看作一个基团,当N上连有三个不同的 基团时,此N原子具有手性,该胺分子可以有一对对映体(如下图)。
季铵盐有盐类的特性: • 固体, 熔点高 • 易溶于水
R3N X R'
季铵盐
季铵盐与普通铵盐不同:
季铵盐:
R3N R' X
普通铵盐: R3N H X
NaOH NaOH
R3N R' OH 季铵碱
+ NaX
R3N + H2O + NaX
季铵盐的应用:

有机化学第8版第十三章胺和生物碱

有机化学第8版第十三章胺和生物碱
NH2 + Br2(H2O) Br NH 2 Br + 3HBr
Br 2,4,6- 三溴苯胺(白 ), 可用于鉴别苯胺
? 想一想 例1:由苯合成对溴苯胺
NO 2
NH2
Zn, HCl
CH3C CH3C
O O O
O HNCCH3
HNO3 H2SO4
O HNCCH3
NH2
Br2 CH3COOH
Br
H2O H+
O N CCH3 + CH3COOH CH3
O (CH3)3N + CH 3-C-Cl No reaction
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
? 想一想
由苯合成对硝基苯胺
NO 2
NH2
Zn, HCl
CH3C CH3C
O O O
O HNCCH3
HNO3 H2SO4
O HNCCH3 HNO3, H2SO4 5~10C NO2
溴化二甲基十二烷基苄铵(新洁尔灭)
+
(CH3)3NC2H5OH
-
氢氧化三甲基乙铵
注意 “氨、胺和铵”的使用
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。 铵:氮上带有正电荷时(季铵盐,季铵碱,胺的盐等)
+
CH3NH3Cl 氯化甲铵
Br
第二节
重氮化合物:
重氮盐和偶氮化合物
Diazo Salt and Azo Compounds -N2-只有一端与烃基相连的化合物。
CH2N2
N2Cl
N N OH
重氮甲烷
氯化重氮苯

大学有机化学第十二章胺和生物碱

大学有机化学第十二章胺和生物碱
H
因为:pH<5
—N+—CH3 X CH3 OH
-
2、重氮盐与苯酚进行偶联反应
OH 弱碱性 PH< 9 CH3 —OH OH弱碱 —O—N=N— CH3 —N2+Cl- +
黄色、5-甲基-2-羟基偶氮苯
+ H2O
在强碱性溶液pH>9,偶联反应不能进行。 因为重氮正离子存在如下平衡
—N2+ + OH—N=N—O- + H+
..
..
O —C — O —
..
..
..
—NO2
(三)磺化反应
H —SO2Cl + H2NR —S—NR
+ HCl
NaOH - + —SO2NR Na + H2O —SO2Cl + H NR 2 —SO2NR2 有一定的m.p NaOH —SO2Cl + HCl ×
+ NR3
×
(四)与亚硝酸的作用
—N=N—OH
重 氮 酸 pH9~11
重氮酸盐 pH11~13
重氮酸和重氮盐都不能进行偶联反应
应反联偶 pH5~7 pH< 9 偶联反应
(CH3 )3 N OH +
—N2+Cl-
第三节
生物碱及生源胺
一、生物碱的概念及临床应用
生物碱——是一类含氮的具有显著生理活性的有 机碱性化合物。
目前应用于临床的生物碱有一百种以上。
(CH3)2NH
CH3NHCH2CH3 CH2—NH2
乙胺
二甲胺
甲乙胺
CH2—NH2
乙二胺
(CH3CH2)2NH —NH2 —CH2NH2
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RNH3+ + OHH
R N H H
+
R R
N
+
H H
O H
R + R N H R
O
H H
O H H
O
H H
单一溶剂化效应使其碱性强弱顺序为: 伯胺>仲胺>叔胺
3. 空间效应
N 原子上连接的基团越多越大,对 N 上孤对电 子的屏蔽作用越大, N 上孤对电子与 H+ 结合就越 难, 碱性就越弱。
NH2
Br NH2 + 3 Br2 (水溶液) Br NH2 + 3 HBr Br
2,4,6-三溴苯胺(白色沉淀)
鉴别和定量分析苯胺
第二节 重氮盐和偶氮化合物
重氮和偶氮化合物都含有-N2-官能团。
CH2N2
重氮甲烷
N2 Cl氯化重氮苯
+
N=N OH
苯重氮酸
CH3N=NCH3 偶氮甲烷
N=N
偶氮苯
H3C
N=N
R N N Cl
脂肪重氮盐
+
-
N2 ↑ + R+ + Cl醇、烯、卤烃等混合物
芳香伯胺与 HNO2 在低温(一般<5℃)及过 量强酸水溶液中反应生成芳香重氮盐,这个反 应称为重氮化反应(diazotization)。
NH2 +NaNO2+ 2HCl
0~5℃
N N Cl-+NaCl + 2H2O
+
氯化重氮苯(芳香重氮盐)
R-NH2
Ar-NH2
注意:只有N原子直接与芳环相连才属于芳香胺.
NHCH2CH3 CH2NHCH3
芳香仲胺
脂肪仲胺
3、根据分子中氨基的数目 一元胺 R-NH2
二元胺
H2N-CH2-CH2-NH2
4、季铵盐和季铵碱
相应于氢氧化铵和铵盐的四烃基取代物, 分别称 为季铵碱和季铵盐(quaternary ammonium ion)。
仲胺
R—N—R’
叔胺
伯、仲、叔胺中分别含有氨基(-NH2)、 亚氨基( N )和次氨基( ) N H
伯、仲、叔胺的区别与伯、仲、叔醇或卤代烃不同。
CH3 CH3—C—OH CH3
叔丁醇
CH3 CH3—C—Cl CH3
叔丁基氯
CH3 CH3—C—NH2 CH3
叔丁基胺
(叔醇)
(叔卤代烃)
?
(伯胺)
2、根据烃基的种类不同 脂肪胺 芳香胺
(2) 分离、鉴定 (3) 保护氨基
CH3
O CH3CCl CH3
CO2H
[O]
CO2H
OHNHCOCH3
NH2
NHCOCH3
NH2
(四) 磺酰化反应
伯胺和仲胺可与苯磺酰氯或对-甲苯磺酰氯反 应, 生成相应的磺酰胺。
C2H5NH2
(C2H5)2NH
叔胺 常利用此反应鉴别三类胺,称为 Hinsberg (兴斯堡)试验法。
季铵碱
R4N+Cl- + H2O
季铵盐
R4N+Cl- 是强碱强酸盐,与强碱作用后 不会游离出季铵碱,而是建立如下平衡:
R4N+ X- + NaOH
R4N+OH- + NaX
胺类一般为弱碱, 可与酸成盐, 但遇强碱又重新 游离析出:
CH3CH2NH2 HCl OHCH3CH2NH3 Cl- (或写成 CH3CH2 HCl )
重氮盐的结构:N 原子 sp 杂化
+ N≡N Cl
π-π 共轭效应使 芳香重氮盐稳定性增加
sp +
苯 重 氮 离 子
重氮盐的稳定性与它的酸根及苯环上 的取代基有关。苯环上连有吸电子基如卤素、 硝基、磺酸基等会增加重氮盐的稳定性。
二、重氮盐的性质
放氮反应(亲核取代): 重氮基被其它基取代并放出N2 留氮反应(偶联反应): 产物分子中仍然保留 2 个 N
Title in here 芳胺
N 原子上的孤电 子对与苯环共轭, 电子离域到苯环, 使 N 原子的电 子云密度减少, 故碱性减弱。
R3N > R2NH > R→NH2 > NH3 >> 芳香胺
2. 水的溶剂化效应
溶剂化程度越大,銨正离子越稳定,其碱性越强(OH-浓度越高)
RNH2 + H2O
H
H O H O H H
氯化乙铵 乙胺盐酸盐
+
NH2
HCl OH-
NH3 Cl- (或写成
氯化苯铵
+
NH2 HCl )
苯胺盐酸盐
应用:
分离、提纯胺
胺类药物制成盐
(三) 酰化反应
伯胺和仲胺仍象氨一样能与酰卤、酸酐作用生成酰胺。
R- N R R R R
H H
N- H N- R
Pyridine 吡啶 + CH3C-Cl solvent
第十二章 胺(Amines)
1
第一节 胺
2
第二节 重氮盐和偶氮化合物
.
3
第三节 生物碱
第一节 胺(amine)
胺是指氨分子中与氮原子相连的
氢原子被烃基取代后所生成的有机化
合物,即胺是氨的烃基衍生物。
一、胺的分类和命名
(一)分类
1、按取代氢原子的烃基数目
R’’ NH3 R—NH2
伯胺
R—NH—R’
H
H
H
H
CH3 CH3
如果胺分子中的 N 原子上连有 3 个不同的基 团, 则成为手性分子.
C2H5
N
H 3C
C2H5
H
H33 C 10 ~105N /s (室温) H H5C2 H
N
CH3
对映体至今未能分离得到,是因为胺分 子中氮上的孤对电子体积太小,起不到一个 基团的作用
CH3 N C2H5 CH2CH C6H5 CH2 C6H5 H2C
(CH3)4N OH
+
-
HOCH2CH2N(CH3)3 OH-
+
氢氧化铵
氢氧化四甲铵
氢氧化羟乙基三甲基铵
二、胺 的 结 构
N 以不等性 sp3 杂化形成三棱锥型分子。
0p
m N 0 1
107.3° 107.3°
1 H H
pm N
H
H
H
m N m p m N p m m N N 7 m N p 7 p p 4 7 H 4 1 7 p 1 47 1 H H147 H 4 14 CH 1 CH 3 105° H C H3 C 105° H C H3C 3 105° H3C H3C 112.9° 10 3 112.9° 108° 108° 112.9°
化学致癌物
N=O N CH3 + H2O N-甲基-N-亚硝基苯胺
黄色油状物
食物、化妆品、啤酒、香烟中都含有亚硝酸胺。某些消 化系统肿瘤,如食管癌的发病率与膳食中摄入的亚硝胺 数量相关。亚硝酸胺可以在人体中合成,是一种很难完 全避开的致癌物质。
亚硝酸胺翻倍

3. 叔胺
脂肪叔胺与 HNO2 作用生成不稳定易水解的盐, 若以强碱处理,则重新游离析出叔胺。
四、胺的化学性质
胺分子中氮原子上具有的孤电子对使胺具有碱 性和亲核性。
由于p-π供电子共轭效应,芳香胺具有较高的亲 电取代反应活性。 1. 碱性 2. 亲核性 3. 芳胺亲电取代 反应活性增高
—NH2
(一) 碱性与成盐反应
NH3 + H2O
NH4+ + OH-
RNH2 + H2O
RNH3+ + OH-
N(CH3)4+Cl氯化四甲铵
CH3NH3+ Cl氯化甲铵
N(CH3)4+OH氢氧化四甲铵
1. 简单胺的命名
“烃基名”+“胺”
(按“优先基团后列出”原则排列烃基 )
CH3NH2
甲胺
(CH3)2CHNHCH3
甲基异丙基胺
-NH2
环戊胺
NH2
(CH3CH2)3N
CH3CH2CHCH2CHCH3 NH2 NH2
(二) 命名:
首先注意氨、胺、铵三个字的区别。 氨:ammonia. 表示NH3以及由氨衍生的基团
NH3
氨 氨基
NH2
NHCH3
甲氨基
二甲氨基
N(CH3)2
胺:amine. 表示 NH3 的烃基衍生物
H2N CH3 甲胺 NH(CH3)2 二甲胺 N(CH3)3 三甲胺
铵:ammonium. 表示季铵及氨、胺的盐 N 与4个原子或基团相连,N 原子带正电荷。
R3NH NO2-
+
一种弱酸弱碱盐
NaOH R N + NaNO + H O 3 2 2
芳香叔胺与 HNO2 作用生成 对-亚硝基胺。
翠绿色
对位已被占据时,亚硝基取代在邻位。
NaNO2 HCl
O N (CH3)2N CH3
(CH3)2N
CH3
(六) 芳香胺的亲电取代反应
氨基的供电子共轭效应使苯环上的电子云密度 升高,所以芳胺易进行芳环上的亲电取代反应。
N N HSO4+ :Nu+
+
Nu
+ N2
N N Cl+
OH
N=N
OH
(一) 重氮基被取代(放氮反应)
——制取芳香取代产物的重要反应
OH + N2 ↑ X +N2 ↑ (X=Cl,Br)
I + N2 ↑
CN + N2 ↑
H + N2 ↑
利用重氮盐的水解可使重氮基变成羟基。
NH2
HNO2 H2SO4
O
O R-NH-CCH3 R N-CCH3 R O
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