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有机化学(医学专业)第十三章胺和生物碱.pptx
CH3
+ -
CH3 CH3-N-CH2CH2OH OH CH3
+
CH3CH2-N-CH(CH3)2 Cl CH3
季铵盐
胆碱 (季铵碱)
如果NH4+中4个H原子没有完全被烃基取代, 则不属于季铵类化合物,而是胺的盐类。
CH3CH2NH3+ Cl- 或写为 CH3CH2NH2 ·HCl 氯化乙铵(或:乙胺盐酸盐)——伯胺的盐
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
亚氨基氨分子中去掉两个氢原子后,剩下的二价基团,
结构式为:HN=(或-NH-)。当它与烃基相连时,组成仲胺。 (imino group)
氨基
次氨基
对应于伯胺(一级氨) 、仲氨(二级氨)和叔胺 (三级氨)。
酰亚胺
O C NH C O
伯、仲、叔胺的区别与伯、仲、叔醇 或卤代烃不同。
CH3 CH3—C—OH CH3
CH2NH2 NH2 NHCOCH3
O C NH C O
①
②
③
④
脂肪胺
弱碱性
芳香胺
弱碱性
酰胺
中性
酰亚胺
酸性
①>②>③>④
比较该分子中N原子的碱性大小
4
NH
1
NH2
5
N N O
胍基>季铵碱>N-烷杂环>脂肪胺>芳香胺≈N-芳杂环>酰胺≈吡咯
NH
3
2
4>5>2>1>3
与酸成盐,遇强碱又析出——弱碱性
沸点:
氢键
醇 > 伯胺 > 仲胺 > 叔胺 > 烷烃
极性
三、胺的化学性质
1. 碱性
与氨相似,胺分子中氮原子上的孤对电子能接受质 子,呈碱性。
NH3 + HOH RNH2 + HOH
NH+ + OH 4 RNH+ + OH 3
强弱取决于电子效应、溶剂化效应 和立体效应。
1. 电子效应
脂肪胺中的烷基是供电子基, 它使 N 上的电子云密度 增大,而且连接的烃基越多, 电子云密度就越高, 碱 性增强。 芳胺 N 原子上的孤电子对与苯环共轭,电子离域到 苯环, 结果使 N 原子的电子云密度减少, 故碱性减弱。 单一的电子性效应使胺的碱性由强至弱顺序为:
NO2
NO2
浓H2SO4 浓HNO3 Fe+HCl
NH2
NH2
(CH3CO)2O
NHCOCH3
浓H2SO4 浓HNO3
?
NHCOCH3
浓H2SO4 浓HNO3
H2O, OH -
NH2
NO2(弃去邻位产物)
NO2
CH3
CO2H
NH2
NH2
3. 磺酰化反应(Hinsberg试验 )
O
NH2 +
S Cl O
N-甲基-N-乙基对甲基苯胺
胺的盐
NH3 Cl
+
-
NH2 HCl
氯化苯铵
(苯胺盐酸盐) 盐酸苯胺
季铵盐和季铵碱
NH4Cl 氯化铵
CH3 CH2 N C12H25 CH3
(CH3CH2)4N Cl
+ -
氯化四乙铵 +
Br
- (消毒防腐剂)
溴化二甲基十二烷基苄(基)铵(新洁尔灭)
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)。
N(CH3)2
H+ OH-
N(CH3)2 H
+
重氮盐与酚类偶联时最佳pH7~10。因为酚在弱碱性溶液中以 Ar-O- 参与反应,而 -O- 是比 -OH 更强的活化基。
R3N > R2NH > R→NH2 > NH3 >> 芳香胺
pKb 3~5 4.75 >9
2. 水的溶剂化效应
溶剂化程度越大,铵正离子越稳定,其碱性越强(OH-浓度越高)
RNH2 + H2O
H
H O H O H H
RNH3+ + OHH O H
R N H H
+
R R
N
+
H H
R + R N H R
可以定量,检 测氨基酸等
[R-N NCl-]
+
N2 + R + Cl
N NCl+
+
-
脂肪伯胺
NH2
脂肪重氮盐
醇、烯、卤烃等混合物
+ NaNO2 + 2 HCl
芳香伯胺
0~5℃
+ NaCl + 2H2O
氯化重氮苯(重氮苯盐酸盐)
重氮化反应
N2 Cl
+ -
重氮盐
OH
H2O
+ N2
+ HCl
实验
芳香伯胺与亚硝酸的反应
NH2
HCl NaOH
NH3 Cl
+
-
NH2 HCl
作用
NH2
增加胺类药物的水溶性
NH2 HCl
+ HCl
COOCH2CH2N(C2H5)2
COOCH2CH2N(C2H5)2 HCl
普鲁卡因
(局部麻醉剂)
盐酸普鲁卡因 水溶性好,稳定,无毒,无臭
2. 酰化反应(酰卤、酸酐的氨解反应)
O R C Cl + R'NH2
不等性sp3杂化
110pm
N H
107.3°
147pm
N
101pm
H
H3C
H
112.9°
105°
H
147pm
N CH 3 CH 3
H 3C
H
108°
氨
甲胺
39.4¡ ã
三甲胺
H
39.4°
.
C
.
C
H
140pm
N
H
.
H
113.9°
113.9¡ ã
.
C H N H H
H
C H
.
C
.
C
苯胺
按碱性由强到弱的顺序排列下列 化合物:
第十三章习题
改错: 习题集 p85 6.(5) 由苯胺和N,N-二甲基苯胺
合成甲基橙
第十三章 胺和生物碱
Amine and Alkaloid
胺
一 二
三
四
分类和命名
物理性质
化学性质
重氮盐和 偶氮化合物
一、胺的分类和命名
分类
脂肪胺 RNH2 R2NH R3N R4N +X - R4N +OH 芳香胺 ArNH2 Ar2NH Ar3N 伯胺 仲胺 叔胺 季铵盐 季铵碱
1° 2°
NH2
ān
3°
4°
N
4°
NH
àn
氨基 亚氨基 次氨基
ǎn
氨
胺
铵
注意:只有N原子直接与芳环相连才属于芳香胺.
特别要注意的是:
亚胺可视为醛或酮中氧原子被NR基团(R可以是氢或有
机基团)所取代得到的产物。(imine) 若NR中的R=H,化合物为一级亚胺;
若R=烃基,则化合物为二级亚胺。
若R3=OH,则称为:肟;若R3=NH2,则称为:腙。
在试管①中加入苯胺
加入盐酸至酸性
在冰水浴中加入亚硝 酸钠生成重氮盐
将一部分重氮盐加热, 有大量气泡生成
在另一部分重氮盐中 加入β-萘酚
出现红色沉淀
仲胺与亚硝酸反应
CH3 CH3 NH
NaNO2 + HCl
CH3 CH3
N NO
+ H2O
脂肪仲胺
NH CH3
N-亚硝基二甲胺(黄色油状物)
NaNO2 + HCl
+ N2 Cl
+
N(CH3)2
中性或弱酸性(pH=5~7)
0℃
N N
N(CH3)2
4-二甲氨基偶氮苯(黄色)
注意
机理:亲电取代反应
试指出发生偶联反应的最佳位置
G
G
G
G
CH3
CH3
G = -OH , -NH2 , -NHR , -NR2
酸碱性对反应的影响
反应介质的酸碱性非常重要。一般说来, 重氮盐与芳胺的 偶联反应最佳 pH 为5~7。与酚类的偶联反应则在弱碱性 溶液中进行最快 (pH 7~10)。
苯重氮正离子
重氮盐
N NHSO4
ArN N
X
ArN2 X
N2 Cl
N N OH
硫酸重氮苯
氯化重氮苯
苯基重氮酸
2. 偶联反应(留氮反应)亲电取代机理 偶氮化合物 N N
N N H3C N N OH
偶氮苯
+ N2 Cl
4-甲基-4′ -羟基偶氮苯
OH
弱碱性(pH=8~9)
+
0~5℃
N N
OH
对羟基偶氮苯(桔黄色)
O
H H
O H H
O
H H