第十章主要含氮化合物代谢
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第10章 含氮小分子的代谢
（二）氨的去向------尿素循环
1. 动物体内氨的来源与去路
来源：內源性氨—代谢产生的氨。主要来自氨基酸的脱氨基作 用；胺类、嘌呤和嘧啶的分解产生少量氨；腺 苷酸脱氨产生（肌肉和中枢神经组织中）。 外源性氨—消化道吸收的一些氨。 机体代谢产生的氨和消化道中吸收的氨进入血液，形成血氨。 去路： 重新利用：形成无毒的谷氨酰胺(储存和转运)。 排出体外：排 氨：许多水生动物；
催化此反应的酶：
L-氨基酸氧化酶：活性弱，作用不大。 D-氨基酸氧化酶：分布广，作用强，但因氨基酸绝大 多数是L-型，作用不大。 L-谷氨酸脱氢酶：变构酶（6聚体），受ATP/ADP调 节，特异性强。NAD为辅酶。
谷氨酸脱氢酶
2. 转氨基作用
在转氨酶(transaminase)的催化下，某一种氨基酸的α-氨基 转移到另一种α-酮酸的酮基上，生成相应的氨基酸和α-酮酸， 这种作用称为转氨基作用(transamination)。
AMP
激酶 ATP ADP
ADP
激酶 ATP ADP
ATP
GMP
激酶 ATP ADP
GDP
激酶
GTP
ATP ADP
51
3）嘌呤核苷酸从头合成的特点 （1）嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成的。
（2）IMP的合成需5个ATP，6个高能磷酸键。 （3）AMP或GMP的合成又各需1个ATP（GTP+ATP），
（3）氧化供能 体内蛋白质降解成氨基酸之后，经脱氨基
作用生成的α -酮酸可以直接或间接参加三羧酸循环氧化供能。 但这是蛋白质的次要生理功能。
（二）蛋白质的需要量和营养价值
1. 氮平衡(nitrogen balance) 测定排出氮与摄入氮的相对数量，可以反映体内蛋白质的 代谢概况。测定结果有以下三种情况： （1）氮的总平衡 即摄入的氮量与排出的氮量相等。说明
中南大学有机化学—第十章 有机含氮化合物
中南大学有机化学— 第十章 有机含氮化
合物
一、芳香族硝基化合物
1、芳香族硝基化合物的定义 2、芳香族硝基化合物的化学性质
（1） 还原反应
N2O Fe,稀 H C l,△
~100%
N2H + 3F O 4e
CH3 NO2 Fe,稀HCl
CH3OH△ ，
NO2
CH3 NH2
~75%
NH2
还原剂:
Fe + 稀HCl; Zn + 稀HCl; SnCl2 + 稀HCl.
由伯胺生成的磺酰胺，氮原子上留下的氢因受磺酰 基的影响，而具有弱酸性，能与碱作用成盐而能溶 于水；而仲胺形成的磺酰胺因氮上没有氢原子，故 不能溶于碱液，可利用这些性质上的不同进行三种 胺的分离与鉴定。称为兴斯堡(Hinsberg)反应。
S2O NH
NaOH
Na S2 O N
不 溶 （ 白 色 固 体 ）
C3H C2H NH2C C3H H二乙胺
N2C H2C H2N H2H 乙二胺
CH 3 C2H5 N CH(C3)2H 甲乙异丙胺
NH2
苯胺
NH
二苯胺
H3C
CH3 N
CH3
N，N，4 -三甲基苯胺
NH2
环己胺
CH3 N
CH3 N，N-二甲基苯胺
NH2
-萘胺
烷基连在芳胺氮原子上，则在烷基名称前加 “N”字母，以便与苯环取代物加以区别。
例如：由苯胺制备对硝基苯胺
NH2
(CH3CO)2O
O NHC
CH 3
HNO3
H2SO4
NH 2 H 3O
O NHC CH 3
NO 2
NO 2
合物
一、芳香族硝基化合物
1、芳香族硝基化合物的定义 2、芳香族硝基化合物的化学性质
（1） 还原反应
N2O Fe,稀 H C l,△
~100%
N2H + 3F O 4e
CH3 NO2 Fe,稀HCl
CH3OH△ ，
NO2
CH3 NH2
~75%
NH2
还原剂:
Fe + 稀HCl; Zn + 稀HCl; SnCl2 + 稀HCl.
由伯胺生成的磺酰胺，氮原子上留下的氢因受磺酰 基的影响，而具有弱酸性，能与碱作用成盐而能溶 于水；而仲胺形成的磺酰胺因氮上没有氢原子，故 不能溶于碱液，可利用这些性质上的不同进行三种 胺的分离与鉴定。称为兴斯堡(Hinsberg)反应。
S2O NH
NaOH
Na S2 O N
不 溶 （ 白 色 固 体 ）
C3H C2H NH2C C3H H二乙胺
N2C H2C H2N H2H 乙二胺
CH 3 C2H5 N CH(C3)2H 甲乙异丙胺
NH2
苯胺
NH
二苯胺
H3C
CH3 N
CH3
N，N，4 -三甲基苯胺
NH2
环己胺
CH3 N
CH3 N，N-二甲基苯胺
NH2
-萘胺
烷基连在芳胺氮原子上，则在烷基名称前加 “N”字母，以便与苯环取代物加以区别。
例如：由苯胺制备对硝基苯胺
NH2
(CH3CO)2O
O NHC
CH 3
HNO3
H2SO4
NH 2 H 3O
O NHC CH 3
NO 2
NO 2
10含氮化合物
R'' N +
当N原子上连有4个 不同基团时，能分离 R 得到到两种对映体
R'
苯胺的结构
不等性ＳＰ3杂化
Ｐ成分更多些，可与苯环 大π键形成P- π共轭体系
· ·
··
N H H
··
NH2
· ·
三、胺的物理性质
状态和气味：低级胺为气体或易挥发的液体，有 与氨相似的气味；高级胺为固体， 近乎无味；二甲胺和三甲胺有鱼 腥味。 溶解度：胺与水能形成氢键，因此低级胺较易 溶于水；随着碳原子数的增加胺在水中 的溶解性逐渐下降。
（4）季铵碱和季铵盐
2、胺的命名
（1）简单的胺可根据其烃基来命名，即在胺字前写出
烃基的数目及名称。
(CH3CH2)2NH
N CH3 CH2CH3
CH3NHC2H5
甲乙胺
二乙胺
N（CH3）2
N-甲基-N-乙基环丙胺
（2）混合胺，以芳胺为母体，并在脂烃基前冠以“N”字。
H3C N CH(CH3)2 NO2
第十章 含氮有机化合物
学习要求：
1.掌握胺的分类及命名 2.熟练掌握硝基的还原、不同胺的碱性强弱比较 3. 掌握用不同的方法鉴别、分离伯、仲、叔胺 4.掌握保护芳氨基的方法 5.掌握重氮盐的反应和偶合反应在有机合成中的 应用。
第十章
含氮化合物
分子中含有氮元素的有机化合物统称为含氮化
合物。种类很多，范围也很广，它们的结构特征是含
NH 2
例2:
NH 2
NH 2
解
NH 2 CH3COCl NHCOCH 3
NO 2
H2SO4,HNO 3 CH3COOH
NHCOCH 3 OH H2O NO 2 NO 2 NH 2
有机化学~10.含氮化合物
N(CH3)2
NaNO2, HCl
NaNO2, HCl
成盐(无现象)
ON
N(CH3)2
绿色固体
小结: 小结
①脂肪胺 RNH2 R2NH R3N
HNO2
RN2+ClR2N-N=O
R+ + N2 + Cl-
N-亚硝基化合物（黄色油状或固体） 亚硝基化合物（黄色油状或固体） 亚硝基化合物
R3N 不反应 用于鉴别三种不同结构的脂肪胺
氯化苯铵 氯化苯铵
2-
(C2H5NH3)2SO4
硫酸二乙铵 硫酸二乙铵 氢氧化三甲乙铵 氢氧化三甲乙铵
(CH3)3NCH2CH3OH
10.1.2 胺的结构
N原子: 1s22s22px12py12pz1 原子: 原子 氨或脂肪胺分子： 氨或脂肪胺分子： • 氮原子 sp3 杂化 • N－H 或 N－C σ–键的形成 － － 键的形成 • 孤对电子占有 一个 3 轨道 一个sp • 氨或胺分子的几何构型为 三角棱锥形，键角约为109.5° 三角棱锥形，键角约为 °
伯胺和仲胺结合一个质子后可分别形成3根 伯胺和仲胺结合一个质子后可分别形成 根和2根氢键 根氢键
•溶剂化程度与 溶剂化程度与 稳定性： 稳定性： R2NH + H2O R2N+H2 + OH•从电子效应考虑：烷基越多碱性越强； 从电子效应考虑：烷基越多碱性越强； 从电子效应考虑 •从溶剂化效应考虑：烷基越多碱性越弱。 从溶剂化效应考虑： 从溶剂化效应考虑 烷基越多碱性越弱。
N CH3
CHOHCHCH3 NHCH3
H OOCCH
l-麻黄碱 麻黄碱(1R,2S) 麻黄碱
阿托品
CH2OH
10.1.1 胺的分类和命名
NaNO2, HCl
NaNO2, HCl
成盐(无现象)
ON
N(CH3)2
绿色固体
小结: 小结
①脂肪胺 RNH2 R2NH R3N
HNO2
RN2+ClR2N-N=O
R+ + N2 + Cl-
N-亚硝基化合物（黄色油状或固体） 亚硝基化合物（黄色油状或固体） 亚硝基化合物
R3N 不反应 用于鉴别三种不同结构的脂肪胺
氯化苯铵 氯化苯铵
2-
(C2H5NH3)2SO4
硫酸二乙铵 硫酸二乙铵 氢氧化三甲乙铵 氢氧化三甲乙铵
(CH3)3NCH2CH3OH
10.1.2 胺的结构
N原子: 1s22s22px12py12pz1 原子: 原子 氨或脂肪胺分子： 氨或脂肪胺分子： • 氮原子 sp3 杂化 • N－H 或 N－C σ–键的形成 － － 键的形成 • 孤对电子占有 一个 3 轨道 一个sp • 氨或胺分子的几何构型为 三角棱锥形，键角约为109.5° 三角棱锥形，键角约为 °
伯胺和仲胺结合一个质子后可分别形成3根 伯胺和仲胺结合一个质子后可分别形成 根和2根氢键 根氢键
•溶剂化程度与 溶剂化程度与 稳定性： 稳定性： R2NH + H2O R2N+H2 + OH•从电子效应考虑：烷基越多碱性越强； 从电子效应考虑：烷基越多碱性越强； 从电子效应考虑 •从溶剂化效应考虑：烷基越多碱性越弱。 从溶剂化效应考虑： 从溶剂化效应考虑 烷基越多碱性越弱。
N CH3
CHOHCHCH3 NHCH3
H OOCCH
l-麻黄碱 麻黄碱(1R,2S) 麻黄碱
阿托品
CH2OH
10.1.1 胺的分类和命名
第十章_有机含氮化合物
简明有机化学教程
第十章 有机含氮化合物
代表性含氮化合物
对羟基乙酰苯胺 扑热息痛
阿托品
吗啡
L–麻黄碱(1R,2S)
糖精钠
甲基橙
第十章 有机含氮化合物
内容
10.1 胺的分类、命名 10.2 胺的结构和物理性质 10.3 胺的制法 10.4 胺的化学性质* 10.5 季铵盐和季铵碱 10.6 偶氮和重氮化合物* 10.7 含氮杂环化合物 10.8 氨基酸
非芳香性杂环:
四氢吡咯
六氢吡啶 哌啶
奎宁环
芳香性杂环：
吡咯
吡啶
嘧啶
嘌呤
杂环化合物的命名
多采用英文译音, 在同音汉字前加“口”旁； 含一个氮原子的杂环编号一般从氮原子开始，用1, 2, 3标记；也可把
靠近杂原子的位置叫做α位，其次为β和γ位。 含多个氮的杂环，环中各原子编号应从其中一个氮原子编起,并使其他
芳香族伯胺在低温(0~5℃)和强酸溶液中与NaNO2作用，生成重氮盐的反 应称重氮化反应。
π,π–共轭
10.6.2 重氮盐的反应及其在合成中的应用
重氮盐很活泼,能发生许多反应,一般可分为两大类：
(1) 失去氮的反应 (a) 重氮基被 H原子取代――芳胺的去氨基反应 常用试剂：H3PO2或C2H5OH
10.4.6 胺的氧化
无论脂肪族还是芳香族的胺均容易被氧化。
某些长碳链的氧化胺是较好的表面活性剂。
10.4.7 芳环上的亲电取代反应
(1) 卤化
反应定量完成，可用作 定性、定量分析。
酰化可降低氨基对芳环的致活作用
(2) 硝化
硝酸是强的氧化剂，而胺又易被氧化，为避免副反应，可 先将芳胺溶于浓硫酸生成硫酸氢盐或用乙酰化法保护氨基。
第十章 有机含氮化合物
代表性含氮化合物
对羟基乙酰苯胺 扑热息痛
阿托品
吗啡
L–麻黄碱(1R,2S)
糖精钠
甲基橙
第十章 有机含氮化合物
内容
10.1 胺的分类、命名 10.2 胺的结构和物理性质 10.3 胺的制法 10.4 胺的化学性质* 10.5 季铵盐和季铵碱 10.6 偶氮和重氮化合物* 10.7 含氮杂环化合物 10.8 氨基酸
非芳香性杂环:
四氢吡咯
六氢吡啶 哌啶
奎宁环
芳香性杂环：
吡咯
吡啶
嘧啶
嘌呤
杂环化合物的命名
多采用英文译音, 在同音汉字前加“口”旁； 含一个氮原子的杂环编号一般从氮原子开始，用1, 2, 3标记；也可把
靠近杂原子的位置叫做α位，其次为β和γ位。 含多个氮的杂环，环中各原子编号应从其中一个氮原子编起,并使其他
芳香族伯胺在低温(0~5℃)和强酸溶液中与NaNO2作用，生成重氮盐的反 应称重氮化反应。
π,π–共轭
10.6.2 重氮盐的反应及其在合成中的应用
重氮盐很活泼,能发生许多反应,一般可分为两大类：
(1) 失去氮的反应 (a) 重氮基被 H原子取代――芳胺的去氨基反应 常用试剂：H3PO2或C2H5OH
10.4.6 胺的氧化
无论脂肪族还是芳香族的胺均容易被氧化。
某些长碳链的氧化胺是较好的表面活性剂。
10.4.7 芳环上的亲电取代反应
(1) 卤化
反应定量完成，可用作 定性、定量分析。
酰化可降低氨基对芳环的致活作用
(2) 硝化
硝酸是强的氧化剂，而胺又易被氧化，为避免副反应，可 先将芳胺溶于浓硫酸生成硫酸氢盐或用乙酰化法保护氨基。
有机化学——10含氮化合物
重点
用于氨基的保护
4.与亚硝酸反应
伯、仲、叔胺的鉴别
红石蕊
变兰
变兰
不变
(二)脂肪族 例2: (CH3)2NH pkb 3.27
仲胺 >伯胺 > 叔胺 CH3NH2 3.38 (CH3)3N 4.21 NH3 4.76
(三)芳香族 例3:
伯胺 > 仲胺 > 叔胺 (C6H5)2NH (C6H5)3N
C6H5NH2
2.烷基化反应
H2N H
回忆一下
+ RX
多巴胺
CH2CH2NH2 HO OH
苏丹红1号
N
N OH
第十章 含氮化合物
Nitrogen Compounds
第一节 胺 一、分类和命名 -NH2做主体官能团 CH3NH2甲胺 (CH3)2NH 二甲胺
NH2 CH3 邻甲基苯胺
-NH2做取代基
CH3 ( C H 3 )2 C H C H C H C H 3 NH2
3 ,4 - 二 甲 基 - 2 - 氨 基 戊 烷
二、物理性质
三甲胺（鱼腥味）
1,4－丁二胺（腐肉胺） 1,5－戊二胺（尸胺）
NH2
极臭 有剧毒
脱羧酶
COOH
H2N
H2N
NH2
生活小常识：
鱼头皮中甲胺、二甲胺、三甲胺含量最多， 因而鱼腥味重，它们均易溶于乙醇，烧鱼时加 点白酒，使三甲胺等随加热挥发的乙醇逸出， 葱、姜、蒜等均含具有挥发性的有机物，如姜酮、 姜醇、姜酚与乙醇具相同作用，因而也可去腥。 如果再加点醋，生成酯，烧出的鱼会更香。
叔胺
脂肪叔胺 芳香叔胺
盐 溶解 绿色固体
HNO2可作为三种胺的鉴别试剂
第10章含氮有机化合物
19:46
2．偶联反应 ． 重氮盐与芳伯胺或酚类化合物作用， 生成颜色鲜艳的偶氮化合物的反应称为偶 联反应。
偶联反应总是优先发生在对位，若对位被占，则 在邻位上反应，间位不能发生偶联反应。
19:46
但碱性不能太大（pH不能大于10），因碱性太 强，重氮盐会转变为不活泼的苯基重氮酸或重 氮酸盐离子。而苯基重氮酸或重氮酸盐离子都 不能发生偶联反应。
NH O
O S
苄青霉素
H2 C
C
NH N
CH3 CH3 COONa
19:46
（三） 尿素
结构: （ 1 ）结构
O H2N C NH2
（ 2 ）化学反应 a.弱碱性 弱碱性 c.与亚硝酸反应 与亚硝酸反应 b.水解反应 水解反应 d.缩二脲反应 缩二脲反应
19:46
缩二脲的生成： 缩二脲的生成： 的生成
b.芳香仲胺 芳香仲胺
N a N O 2+ H C l
H 3C N
H
NHCH3
ON
NO
NHCH3
19:46
(3)叔胺 (3)叔胺
a.脂肪叔胺 a.脂肪叔胺
R R N + HO NO R NaOH
H
R R N H ONO R
+
亚硝酸盐
19:46
b.芳香叔胺 b.芳香叔胺
H3C N CH3
+ HO-NO H
伯 胺 仲 胺 叔 胺
19:46
季铵盐
• 氢氧化铵NH4OH分子中的四个氢全被 氢氧化铵NH OH分子中的四个氢全被 烃基取代所成的化合物叫做季铵盐
例1：新洁尔灭（溴化二甲基十二烷剂苄胺） ：新洁尔灭（溴化二甲基十二烷剂苄胺）
第十章 氮代谢
（天津大学2004 （天津大学2004 年） 人类嘌呤分解代谢的最终产物是＿。 A ．尿酸 B ．氨 C ．尿素 D ．β-氨基异丁 酸
9 ．嘌呤核苷酸代谢 合成代谢（从头合成、补救合成）；分解代谢 ( 1 ）从头合成分为两个阶段 ① 第一阶段生成次黄嘌呤核苷酸。 合成原料：天冬氨酸、谷氨酸胺、甘氨酸、CO2和一碳单位。 重要的中间产物：磷酸核糖焦磷两个酶可受代谢物反馈调节。 抗代谢物：反应过程中凡有谷氨酰胺和一碳单位参与的反应，均可分 别被抗代谢物氨基酸类似物氮杂丝氨酸和叶酸类似物甲氨蝶呤所阻断。 嘌呤核苷的从头合成一开始就在磷酸核糖的分子上逐步合成嘌呤核 苷酸。 ② 第二阶段生成腺嘌呤核苷酸和鸟嘌呤核苷酸。
( 2 ）脱氧核苷酸的生成 ① 一般是在二磷酸核苷的水平上生成，此特点既适于脱 氧嘌呤核苷酸，也适于脱氧嘧啶核苷酸( dUDP 和 dCDP ）。 ② 脱氧胸苷酸的生成例外，它是在一磷酸核苷水平上由 dUMP 转变生成dTMP 的，以后再经磷酸化生成dTDP 和 dTTP 。
（西南农业大学基础化学2002 （西南农业大学基础化学2002 年）核糖核苷酸还 原为脱氧核糖苷酸是在① 完成的，而脱氧尿苷酸 转化为脱氧胸苷酸是在② 完成的。 A ．核苷一磷酸水平上 B ．核苷二磷酸水平上 C ．核苷三磷酸水平上 D ．核苷水平上
（中国科学院2000 （中国科学院2000 年） 尿素合成中间物氨基甲酰磷酸是在什么中 合成的？ A ．胞液 B ．内质网 C ．线粒体 D ．细 胞核
( 4 ）尿素生成过程中的第二个氨基是由天冬氨酸提供。 ( 5 ）两种氨基甲酰磷酸合成酶的比较：体内催化氨基甲酰磷酸生 成的酶有两种，一种是氨基甲酰磷酶合成酶1，存在于肝线粒体 中，最终反应产物是尿素；另一种是氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ，存 在于各种细胞的胞液中，反应最终产物是嘧啶。两种酶的比较见 下表：
医学有机化学第十章含氮有机化合物
甲乙异丁胺
二苯胺
β-萘胺
4-甲基-3-乙基苯胺
N，N-二甲基-对-硝基苯胺
乙基-N-异丙基苯胺
氮原子上连有脂肪烃基的芳胺： 以芳胺作母体，把氮上的脂肪烃基作取代基，前面加“N”，表示脂肪烃基连在氮上，而不是芳环上。
甲基-N-乙基丙胺
对于脂肪族仲胺和叔胺也可按此方法命名
2-甲基-4-氨基己烷 （3）复杂的胺： 以烃基或其它官能团作母体，把氨基作取代基。 4-二甲氨基苯甲醛 2-甲基-1-氨基-5-甲氨基己烷
（1) 麻黄碱（麻黄素）
麻黄
中麻黄
木贼麻黄
草麻黄
1.用于预防支气管哮喘发作和缓解轻度哮喘发作，对急性重度哮喘发作疗效不佳。 2.用于蛛网膜下腔麻醉或硬膜外麻醉引起的低血压及慢性低血压症。 3.治疗各种原因引起的鼻粘膜充血、肿胀引起的鼻塞。
存在：麻黄
冰毒和摇头丸（苯丙胺类） 是一类具有致幻和成瘾作用的毒品。 冰毒：N-甲基苯异丙胺（去氧麻黄素） 摇头丸（蓝精灵）：
存在：烟草。烟草中含2~8%，香烟中含1.5%。 烟碱（尼古丁）（吡啶环） 作用：量少兴奋中枢神经，增高血压；量大抑制中枢神经，麻痹心脏，甚至死亡。 据报道，一支香烟中的尼古丁可毒死10只小白鼠，25支香烟中的尼古丁能毒死一头牛，40～60毫克尼古丁可使人致死
可卡因（哌啶环）： 存在： 古柯树(灌木，是美洲大陆的传统种植作物)。 可卡因俗称“可可精” ，其盐类呈白色晶体状，无气味，味略苦而麻，易溶于水和酒精。可卡因是最强的天然中枢神经兴奋剂。毒贩出售呈块状的可卡因，称“滚石”。吸毒者则把可卡因称作“自由垒”或“快乐客”。 作用：中枢神经兴奋剂 局部麻醉
5、芳香胺的亲电取代反应
卤代 硝化
由苯胺合成对硝基苯胺 想一想 （3）磺化 白色结晶 对氨基苯磺酸为白色结晶，是合成燃料的中间体，对氨基苯磺酰胺是合成磺胺类药物的中间体
二苯胺
β-萘胺
4-甲基-3-乙基苯胺
N，N-二甲基-对-硝基苯胺
乙基-N-异丙基苯胺
氮原子上连有脂肪烃基的芳胺： 以芳胺作母体，把氮上的脂肪烃基作取代基，前面加“N”，表示脂肪烃基连在氮上，而不是芳环上。
甲基-N-乙基丙胺
对于脂肪族仲胺和叔胺也可按此方法命名
2-甲基-4-氨基己烷 （3）复杂的胺： 以烃基或其它官能团作母体，把氨基作取代基。 4-二甲氨基苯甲醛 2-甲基-1-氨基-5-甲氨基己烷
（1) 麻黄碱（麻黄素）
麻黄
中麻黄
木贼麻黄
草麻黄
1.用于预防支气管哮喘发作和缓解轻度哮喘发作，对急性重度哮喘发作疗效不佳。 2.用于蛛网膜下腔麻醉或硬膜外麻醉引起的低血压及慢性低血压症。 3.治疗各种原因引起的鼻粘膜充血、肿胀引起的鼻塞。
存在：麻黄
冰毒和摇头丸（苯丙胺类） 是一类具有致幻和成瘾作用的毒品。 冰毒：N-甲基苯异丙胺（去氧麻黄素） 摇头丸（蓝精灵）：
存在：烟草。烟草中含2~8%，香烟中含1.5%。 烟碱（尼古丁）（吡啶环） 作用：量少兴奋中枢神经，增高血压；量大抑制中枢神经，麻痹心脏，甚至死亡。 据报道，一支香烟中的尼古丁可毒死10只小白鼠，25支香烟中的尼古丁能毒死一头牛，40～60毫克尼古丁可使人致死
可卡因（哌啶环）： 存在： 古柯树(灌木，是美洲大陆的传统种植作物)。 可卡因俗称“可可精” ，其盐类呈白色晶体状，无气味，味略苦而麻，易溶于水和酒精。可卡因是最强的天然中枢神经兴奋剂。毒贩出售呈块状的可卡因，称“滚石”。吸毒者则把可卡因称作“自由垒”或“快乐客”。 作用：中枢神经兴奋剂 局部麻醉
5、芳香胺的亲电取代反应
卤代 硝化
由苯胺合成对硝基苯胺 想一想 （3）磺化 白色结晶 对氨基苯磺酸为白色结晶，是合成燃料的中间体，对氨基苯磺酰胺是合成磺胺类药物的中间体
第10章氨基酸代谢(药学系)
• 种类 -CH3 -CH2-CH=
-CHO
-CH=NH
1.一碳单位与四氢叶酸（FH4或THFA）： (1)FH4为一碳单位的载体，即一碳单位代谢的辅 酶。 (2)一碳单位一般结合在FH4的N5、N10位上。
2.一碳单位与氨基酸代谢
• 一碳单位主要来源于氨基酸代谢
丝氨酸 甘氨酸 N5, N10—CH2—FH4 N5, N10—CH2—FH4 N5—CH=NH—FH4 N10—CHO—FH4
脑 供 能 不 足
四、氨基酸碳架的代谢 （一）经氨基化生成非必需氨基酸。 （二）转变为糖和脂类： 1.生糖氨基酸（glucogenic amino acid):大多数氨 基酸。 2.生酮氨基酸（ketogenic amino acid): Leu、Lys. 3.生糖兼生酮氨基酸（glucogenic and ketogenic amino acid): Ile、Phe、Tyr、Thr、Trp. 转变过程的中间产物： CH3CO～SCoA 丙酮酸 柠檬酸循环的中间产物。
（一）溶酶体组织蛋白酶降解途径 长半寿期蛋白质多在溶酶体降解。 （二）依赖于ATP的泛素降解途径 依赖ATP 降解异常蛋白和短寿命蛋白
1.泛素(ubiquitin)
• 76个氨基酸(8.5kD)
• 普遍存在于真核生物
• 一级结构高度保守
2.泛素介导的蛋白质降解过程
(1)泛素化(ubiquitination) 泛素与选择性被降解蛋白质形成共价连接， 并使其激活。
3. 氧化供能
人体每日18%能量由蛋白质提供。
二、蛋白质需要量和营养价值
1. 氮平衡(nitrogen balance)
摄入食物的含氮量与排泄物（尿与粪）中含氮 量之间的关系。 氮总平衡：摄入氮 = 排出氮（正常成人） 氮正平衡：摄入氮 > 排出氮（儿童、孕妇等） 氮负平衡：摄入氮 < 排出氮（饥饿、消耗性疾 病患者） •氮平衡的意义：可以反映体内蛋白质代谢的慨况。
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蛋白酶的种类:作用特征e.g.
• 3.4.21Ser蛋白酶类:活性中心含His、 Ser胰凝乳蛋白酶、胰蛋白酶、凝血酶
• 3.4.22硫醇蛋白酶类:活性中心含Cys木 瓜蛋白酶等
• 3.4.23羧基(酸性)蛋白酶类:最适pH在5 以下胃蛋白酶、凝乳酶
• 3.4.24金属蛋白酶类:含有必需的金属离 子,枯草杆菌中性蛋白酶
COOH
r-氨基丁酸
r-氨基丁酸是抑制性神经递质,在水稻 抗虫种中,Glu脱羧酶活性很高,产生较多的 r-氨基丁酸,它对昆虫神经系统的传导有阻滞 作用,抗虫。
2、 Trp的脱羧
3、Ser脱羧:
4、Lys、Arg
尸体腐烂发出的恶臭气味 就是产生尸胺和腐胺引起的。
5、羟化脱羧基作用
Tyr在酪氨酸酶的作用下发生羟化生成 多巴氧化成黑色素。多巴脱羧生成多 巴胺,在植物体内可以由这二个化合 物转变成生物碱、吗啡、秋水仙碱植 物加倍,抑制细胞的有丝分裂。
主动的蛋白质降解： 泛肽－蛋白酶系统
Proteins differ markedly in their half lives and are targeted for destruction
• Damaged proteins are usually quickly removed by controlled degradation;
三、氨基酸分解产物的去向:
1.NH3的代谢转变 AA脱羧产生的CO2呼出胺的去路已经
讲过，而脱氨基生成的NH3和a-酮酸(AA的 碳架)必须参与其他的代谢，才能转变成可 以被排出的物质或合成体内有用的物质。 e.g.生成尿素，合成其它含N化合物。
2、AA碳架的氧化途径:
脊椎动物体现人的20种AA,由20种不同的多酶 体系进行氧化分解,20种AA集中形成5种产物进入 TCA循环→CO2+H2O。 (1)Ala、Thr、Ser、Cys、Gly、Phe、Tyr、Leu、 Lys、Trp十种AA经分解后形成CH3-CO-SCoA。 a.经丙酮酸的路径: Ala，Cys，Gly，Ser，Thr
b.经乙酰乙酰CoA到乙酰CoA的途径
Phe，Tyr，Leu，Trp，Lys
（2）Arg、His、Glu、Pro、Gln 形成a-kg
（3） Ile、Met、Val--→琥珀酰CoA
(4)Phe、Tyr形成延胡索酸 Phe→Tyr→延胡索酸 (5)Asp、Asn形成OAA
6、尿素的形成和尿素循环:
高等动植物均具有保留并重新利 用NH3的能力,但对动物而言,有一部 分氨是以尿素的形式将分解的氨基氮 排出体外,通过尿素循环可将氨转变 为尿素。
在植物体内也有尿素的形成, 它可在脲酶的作用下分解:
H2N
脲酶
C=O+H2O-----→CO2+2NH3
H2N
生成的NH3可以重新利用
脱氢酶催化
2.直接脱氨基作用: (PAL苯丙氨酸解氨酶)
3、转氨作用
4、联合脱氨:
• 氨基酸的转氨作用虽然在生物体 内普遍存在，但并不能最终脱掉 氨基，机体往往借助联合脱氨基 作用即可迅速使各种不同的氨基 酸脱掉氨基，在转氨酶和Glu脱 HE的共同作用下进行的联合脱 NH3。
方式一
方式二
• 2004年诺贝尔化学奖 得主
哺乳动物泛肽的结构与特征
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2. 泛 素 － 蛋 白 酶 作 用 过 程
• 1)在ATP存在下，泛素活化酶(ubiquitinactivating enzyme)E1催化泛素羧基末端腺苷 酸化，然后这个活化的泛素以羧基端的甘氨酸 (是(uGb一)与iq个uE高i1t上in能的-c键o一。n个fu2半)g在a胱tEin氨1和g酸e泛n之素zy间偶m形e联)成E酶Z硫S酯家键族，之这 一接pro的着te催，in化在li下Eg2a，和se将泛)E泛素3的素－催仍蛋化以白下硫连，酯接泛键酶素连(u从b接iEq于u2转Eit2i移n上-到， 降解的蛋白质的赖氨酸上形成酰胺键。这种泛
5、脱酰胺作用
二、脱羧基作用
• 脱羧酶催化，氨基酸发生脱羧基反应， 形成胺类化合物的作用叫脱羧基作用。
• 此反应脱羧酶的辅酶是磷酸吡哆醛， 生成的胺具有重要的生理作用。
1、直接脱羧作用
(1) Glu脱羧:
COOH
CH2NH2
CHNH2 Glu脱羧酶 (CH2)2 + CO2
(CH2)2 -------→ COOH
素与蛋白质的复合物是一个蛋白酶复合体的作
用目标，这个蛋白酶复合体由多条肽链组成，
降解泛素－蛋白酶复合物为多肽，降解过程可 能需要ATP供能，最后由泛素水解酶水解时放
第二节: AA的降解与转化
一、脱氨基作用:
1. 氧化脱氨基作用:
AA在酶的催化下脱去NH3生成相应的酮酸 的作用。 有两类酶催化这种作用于： AA氧化酶，一般以FAD和FMN为辅基，这 个酶在脱氨作用中不是主要的。
第一节:蛋白质的酶促降解 和氨基酸代谢
• 在生物体新陈代谢过程中，动物和 人从食中摄取的蛋白质被消化道的 各种酶水解分解成AA，然后被吸 收利用，植物种子在萌发时种子中 的贮藏蛋白也被水解成AA。AA被 生物体用来形成新的蛋白质或转化 成其它的化合物，参与代谢。
蛋白质的酶促降解
水解肽键的酶可分为两类: • 肽链外切酶：氨肽酶和羧肽酶 • 肽链内切酶：蛋白酶
• Enzymes important in metabolic regulation usually have short lives;
• Proteins are degraded by ATP-dependent cytosolic systems in all cells;
• Ubiquitin, a extremely well conserved 76-residue protein, tags proteins for destruction in eukaryotic cells by the action of three enzymes (E1, E2 and E3);