第十章 胺类化合物
O
R
O
O
R'
C
NH2
R
C
NH R'
R
C
N
R''
P210
酰胺的化学性质
1.酸碱性:一般来说酰胺是中性化合物。
O R C N H H
氮原子与两个酰基相连,构成酰亚胺类化 合物,由于两个羰基的吸电子作用,使亚氨 基的N—H键极性明显增加,氮上的氢原子 较易变为质子,而呈弱酸性.
O C O C
NH
C O
CH3CHCH2CH2CH2CH3 NH2
2-氨基己烷
5-甲基-2-氨基己烷
3.季铵类化合物的命名 与无机铵类化合物命名相类似。 将负离子和取代基的名称放在“铵” 字前 NH4Cl 氯化铵 NH4OH 氢氧化铵
季铵盐: CH2CH3N+(CH3)3Cl– 季铵碱: (CH3CH2)4N+OH-
氯化三甲基乙铵
CH3
甲乙胺
H3C
N
CH2CH3
二甲乙胺
芳胺仲胺和芳香叔胺以苯胺为母体,脂肪 烃基为取代基。命名时再在氮原子上所连取代 基名称前标上“N-”或“N,N-” ,表示此取代基 是直接连在氮原子上。
CH2CH3
N CH3 H
N
CH3
N-甲基苯胺
N-甲基-N-乙基苯胺
2.复杂的胺 以烃为母体,氨基( - NH2 )或烃氨基( NHR、-NR2)作为取代基。
(醇、烯、卤代烃)
+
混合产物
0~5 ℃
常温
△
OH
+
N2
重氮盐
(三)与亚硝酸反应 仲胺 + HNO2
N-亚硝基胺
(CH3CH2)2N NO + H2O
(CH3CH2)2NH + HNO2
N-亚硝基二乙胺 NHCH 3 + HNO 2 NCH 3 NO N-甲基-N-亚硝基苯胺
(黄色油状物)
+ H2O
NH 2 + 3 Br( 2 H2O) Br
NH2 CH3COCl NHOCCH3 Br2 CH3COOH Br NHOCCH3 H2O Br NH2
Br
NH 2
Br + 3HBr
定量、定性分析
控制一卤代反应
2. 硝化
与医药有关的胺类化合物 1. 生源胺 人体中担负神经传导作用的胺类。
HO HO CH
胺在水中的碱性还取决于铵离子的稳定性, 而铵离子上的H越多,溶剂化效应越大,铵离子 的电荷越分散,形成的铵正离子就越稳定。
H H O H O H O H H H H H
+ R N 2 >
H
O
H
+ > R3N
H H O H
RN+
H
H
O H
H
溶剂化效应: NH3 > 1°胺 > 2 °胺 > 3 °胺
C 、空间效应
如果N原子上连有三个不同基团的化合物存在 着对映体,理论上可以分离出左旋体和右旋体。
C2H5 N H CH3
N CH CH3 H 2 5
但简单胺易发生对映体的互相转变. 故很难拆分得到其左旋体和右旋体
sp3
C2H5 H N CH3
C2H5 H
N
CH3
C2H5 H
N
CH3
sp2
sp3
如果氮原子上连有的四个不同的基团若能制约或 限制对映体的互相转变,那么,这对对映体就应该可 以拆分,如:季铵盐、氧化胺等手性化合物就可以拆 分成一对较为稳定的对映体。
CH2
NH
OH
左旋肾上腺素有收缩 血管、舒张支气管等作 CH3 用,临床上常用来治疗 支气管哮喘、过敏性休 克等。
左旋去甲肾上腺素 有收缩血管、升高血 压的作用,临床上常 用来治疗外周血液循 环功能衰竭而引起的 低血压。
肾上腺素
HO HO CH
CH2
NH2
OH
去甲肾上腺素
多巴胺
是去甲肾上腺素和肾上腺 素生物合成的前体,也是中 枢神经系统某些部位化学传 导的递质。多巴胺常用来治 疗 Parkinson 氏 病 和 急 性 肾 功能衰竭。
N,N-二甲基苯胺 C6H5NH(CH3)2
A 、电子效应
脂肪胺中由于烃基的+I诱导效应,使 N原子上的电子云密度增高,N原子接受质 子的能力增强,故脂肪胺的碱性强于NH3。
胺的碱性强弱顺序为: 叔胺>仲胺>伯胺 > NH3
CH3 CH3
H3C
N CH3
> HN
CH3
> H2N
CH3
>
B 、溶剂化效应
(三)与亚硝酸反应 叔胺
R3N + HNO 2
R3NH
+
NO 2
N(CH 3)2 + HNO 2
ON
N(CH 3)2
N,N-二甲基-对-亚硝基苯胺
橘黄色
脂肪伯胺
芳香伯胺 仲胺 脂肪叔胺
HNO2
N2
无现象(0~5℃)
N2 (常温)
黄色油状物 无现象 橘黄色溶液
芳香叔胺
(四)芳香胺环上的反应 1.卤代
CO(NH2)2 + HNO3 ——> CO(NH2)2 · HNO3 (2) 水解反应: CO(NH2)2 + H2O
HCl D NaOH D
白色 硝酸脲
CO2 2 NH3
+ 2 NH4Cl + Na2CO3
酶
CO2 + 2 NH3
(3) 与亚硝酸反应
定量测定尿素的方法之一。
H2N-CO-NH2 + HNO2 ——> CO2 + (4) 缩二脲的生成和缩二脲反应
伯胺
伯、仲、叔胺的区别与伯、仲、叔醇不同.
CH3CH2CH2NH2
伯胺
CH3CH2NHCH2CH3
CH3CH2CH2OH
伯醇
仲胺
CH3CHCH3 仲醇
OH
CH3 CH3CCH3 OH
CH3CH2NCH2CH3 叔胺 CH2CH3
叔醇
CH3CH2 NH2
脂肪胺 2.以烃基不同 芳香胺
CH3CH2 2 NH CH3CH2 3 N
空间效应
R R N R
N连接烃基多,体 积大,碱性
芳香胺由于N原子的孤对电子与苯环形 成共轭体系,使N上的电子云密度降低,因 此其碱性比NH3和脂肪胺要弱得多。
NH 2
共轭效应, 碱性
各类胺的碱性强弱顺序:
季铵碱>脂肪仲胺>脂肪伯胺和叔胺>NH3>芳香胺
例题:判断下列化合物的碱性强弱?
1、①CH3CH2NH2 ② (CH3CH2)2NH
2.
3. 沸点:比相应的醇、酸低,并伯胺 〉仲胺 〉叔胺
4. 水溶性:低级易溶于水,随烃基的增大,水溶解 度降低。 5. 毒性:芳胺的毒性很大
五
胺的化学反应
1、 碱性与成盐反应 胺的氮原子上有孤对电子,能结合水中的 质子,胺显碱性。
RNH2 + H2O
H+
+ RNH3
+ OH
-
N
Kb=
+ [RNH 3 ][OH ]
[RNH 2]
名称 氨 甲胺 二甲胺 三甲胺 乙胺 二乙胺 三乙胺 苯胺 N-甲基苯胺
化学式 NH3 CH3NH2 (CH3) 2NH (CH3) 3N C2H5NH2 (C2H5) 2NH (C2H5)3N C6H5NH2 C6H5NHCH3
pKb值 9.24 3.34 3.27 4.19 3.36 3.05 3.25 9.40 9.60 9.62
胆碱是是一种季铵碱,是卵磷脂的组成部分,因最初是在 胆汁中发现的,故称为胆碱。在生物体内参与脂肪代谢,具 有抗脂肪肝的作用。氯化胆碱可用于治疗脂肪肝和肝硬化。
O CH3 CH3 OH CH2 N CH3
乙酰胆碱
CH3Βιβλιοθήκη CO CH2乙酰胆碱是神经传导介质,具有重要的生理作用。
+
P210
酰胺
酰胺在结构上可看作是羧酸分子中的 羟 基被氨基(-NH2)或烃氨基(-NHR、NRR’)取代后的产物;也可看作是氨或胺 分子中的氢原子被酰基取代后的产物。 通式是:
O H2N C NH2 + H2N O C NH2 150~160℃ H2N
CH CH NHCH3 OH CH3
+ HCl
CH CH NH2CH3 Cl OH CH3 麻黄素盐酸盐
麻黄素
(二)1.酰化反应 可看作是胺分子中氢原子被酰基(酰氯, 酸酐等)取代,产物是N-取代酰胺。由于 叔胺氮上没有氢,不能被酰化。
H NH2
O
(CH3CO)2O or CH3COCl
O
NCOCH3
CH3NH2
甲胺
CH3NH2 CH3CH2 NH2 methylamine 乙胺
NH2
苯胺 aniline
NH2
c
methylamine
(CH3)2NH
二甲胺
aniline cyclopro CH3CH 2 3 N
三乙胺
仲胺和叔胺,当烃基不同时,把简单的 写在前面,复杂的写在后面。
CH3NHCH2CH3
氮原子上所连的烃基数目越多或烃 基体积增大,对N上孤对电子的屏蔽作用 (空间阻碍)也增大,使其接受质子的能力 减弱,胺的碱性也减弱。
NH3 > H2N CH3 > > H3C HN CH3 CH3 CH3 N CH3
电子效应
R
NH2
H H H
+I 效应,碱性
溶剂化效应
RN