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有机化学胺和含磷有机化合物


综上所述,胺的碱性强弱顺序大致为: 脂肪胺>氨>芳香胺
讨论1:
影响脂肪胺中伯、仲、叔胺碱性强弱的 因素有电子效应、溶剂化效应及空间效 应。综合结果是:
仲胺碱性较强,伯、叔胺碱性不确定。
讨论2:
芳香胺中N原子上H原子被烷基取代,碱 性略有增强。例如:
PhNH2 PhNHCH3
pKa 4.60
H2N
COOCH2CH2N(C2H5)2 + HCl 普鲁卡因
[ H2N
+
COOCH2CH2N(C2H5)2
]
Cl-
H
胺碱性的强弱可以用pKb或其共轭酸的 pKa来表示。pKb越小,则其共轭酸的 pKa越大,胺的碱性越强,反之亦然。
见表10.1
脂肪胺的碱性比氨强,是因为脂肪烃基有+I 效应,使氮原子上电子云密度增大,与质子 结合能力增强。芳香胺的碱性比氨弱,因为 芳香胺中氮原子上的未共用电子对参与苯环 的共轭,电子离域到苯环上,降低了氮上的 电子云密度,使其接受质子的能力减弱。同 时,苯环有较大的空间体积,也不利于质子 接近氮原子,因而其碱性也就比氨弱得多。
二甲胺
氯化二甲铵
盐酸二甲胺
C6H5NH2 +HCl
苯胺
C6H5NH3+Cl- or C6H5NH2 HCl
氯化苯铵
盐酸苯胺
胺盐为弱碱盐,溶于水,与强碱(NaOH或 KOH)作用又重新游离出原来的胺。因此,用 此法可以鉴别、分离或精制胺类。
临床上常利用胺盐溶解性较好,性质稳定,将 难溶于水的胺类药物制成相应的盐。例如,将 局部麻醉药普鲁卡因(procaine)制成盐酸盐, 其水溶液可用于肌肉注射。
N
R3
R1
R2
R3 R1 N R2
胺的对映异构体的互变
R1
R2 R3
N
如果氮原子参与成环,或氮上连有四个不同的 基团时(称之为季铵类化合物),键的翻转受 阻,其对映异构体间难以实现互变,就能分离 出稳定的对映异构体。例如:
CH3
N+
C2H5
C6H5
CH2CH=CH2
CH3
C6H5
N+ C2H5
N CH3 C2H5
N-甲基苯胺
N,N-二甲基苯胺 N-甲基-N-乙基苯胺
脂肪仲胺和叔胺的命名也可将较小的烃基或烃 氨基作为取代基,取代基名称前冠以“N-”或
“N,N-”字样。例如:
CH3CH2CH2N
CH3 CH2CH3
N-甲基-N-乙基丙胺
3.比较复杂的胺的命名,以烃为母体,将氨 基或烃氨基(-NHR、-NR2)作为取代基。 例如:
4.85
PhN(CH3)2 5.06
R NH2
伯胺
R NH
R'
仲胺
叔胺
R R' N R''
注意伯、仲、叔胺的含义与伯、仲、叔醇的 区别。前者是指胺分子中氮原子上所连烃基 的个数,后者则是指醇分子中羟基所连碳原 子的种类。例如:
CH3 CH3 CH OH
CH3 CH3 N CH3
仲醇
叔胺
2.根据分子中氮原子上所连烃基的种类不 同,可以将胺分为:
乙胺(一元胺)
H2NCH2CH2CH2CH2CH2NH2
1,5-戊二胺(二元胺)
(二)胺的和命名
1.简单胺的命名:在氮原子上所连烃基的名称后加“胺” 字即可。相同的烃基合并,将其数目、名称写于母体胺字 前;若为不相同的烃基,则按较优基团后列出的原则依次 写于母体名称之前。例如:
CH3NH2
甲胺
脂肪胺(aliphatic amine)
芳香胺(aromatic amine)。例如:
脂肪胺
芳香胺
伯胺 CH3CH2NH2
CH3
NH2
仲胺 叔胺
(CH3CH2)2NH (CH3CH2)3N
NHCH3 N(CH3)2
3.根据胺分子中所含氨基(-NH2)的数目的多 少,又可分为一元胺和多元胺。
CH3CH2NH2
CH2CH=CH2
三、胺的化学性质
1. 碱性与成盐
在水溶液中,胺分子中氮原子上的未共用 电子对与水中的质子结合,使OH-的浓度增 大,水溶液呈碱性。
RNH2 + H2O
RNH3+ + OH-
胺可以与酸反应成盐。例如:
(CH3)2NH + HCl
(CH3)2NH2+Cl- or (CH3)2NH HCl
δ-
H
N
113.9°
δ-
H
NH2 δ-
苯胺的结构
由于胺分子的棱锥型结构类似于碳的四 面体,当氮上连有三个不同的取代基时, 未共用电子对可以看作第四个“基”, 所以胺有手性,存在对映异构体。但目 前尚未能分离出这种对映异构体。因为 这种对映异构体之间能量差很小,常温 下氮原子的振动就可以使氮上的三个的 取代基,通过一平面的过渡态迅速翻转 到另一侧,转化为其对映体,实现对映 异构体之间互变,故很难将其拆分。
CH3CHCH2CH2CHCH3
NH2
CH3
5-甲基-2-氨基己烷
CH3CHCH2CHCH2CH3 CH3 N(CH2CH3)2
2-甲基-4-二乙氨基己烷
二、胺的结构
胺分子的结构类似于氨,氮原子为不等性的sp3 杂化,三个sp3轨道与氢或碳原子成键,呈棱锥 型的空间结构。还有一对未共用电子对占据另一 个sp3轨道,居于棱锥体的顶端。胺的碱性和亲 核性与这对未共用电子有关。
第一节 胺
胺(amine)可以看作是氨(NH3)的烃基衍生物。 一、胺的分类和命名 (一)胺的分类 1.根据胺分子中氮原子上所连烃基的个数,将胺
分为: 伯胺(primary amine) 仲胺(secondary amine) 叔胺(tertiary amine) 季铵盐类(quaternary ammonium salt)等。
(CH3)2NH 二甲胺
(CH3)2CHNHCH3 甲异丙胺
或N-H2NCH2CH2NH2
乙二胺
2.芳香仲胺和叔胺的命名是以芳香胺为母体, 脂肪烃基为取代基,命名时取代基名称前冠以 “N-”或“N,N-”,以表示该取代基直接与氮 原子相连。例如:
NHCH3
N(CH3)2
N H
107° H
H
N H 105? 9° 112 9°CH3
H
N CH3108 ° CH3 CH3

甲胺
三甲胺
根据苯胺分子结构测定, H—N—H平面与苯环平 面的二面角接近于39.5°,H—N—H键角为 113.9°,具有类似氨的锥型结构,但比氨或其它 脂肪胺更倾向于平面结构,所以苯胺分子中氮原子 上的未共用电子对参与苯环的共轭。
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