有机含氮化合物药学专升本陆涛7版等待跟.ppt

第十三章 有机含氮化合物第十三章第十三章 有机含氮化合物有机含氮化合物分子中含有碳氮键碳氮键的有机化合物称为含氮有机化含氮有机化合物合物硝基化合物RNO2-NO2胺胺RNH2CH3-NH2酰 胺R-CO-NH2CH3-CO-NH2腈RCNCH2=CH-CN重氮盐重氮盐ArN+2 X-N+2 Cl-偶氮化合物偶氮化合物 ArN=NAr -N=N-生物碱生物碱含氮杂环CH31、硝基化合物（一）结构和命名烃分子中的氢原子被硝基(一NO2)取代所形成的化合物叫硝基化合物一元硝基化合物的通式是RNO2或ArNO2 根据分子中烃基的种类不同，分为脂肪族硝基化合物、脂环族硝基化合物和芳香族硝基化台物；根据与硝基直接相连的碳原于种类不同分为伯、仲、叔硝基化合物CH3NO2硝基甲烷伯硝基化合物（CH3)2CHNO2硝基异丙烷仲硝基化合物（CH3)3CNO2硝基叔丁烷叔硝基化合物根据分子中所连硝基的多少分为一硝基化合物和多硝基化合物分 类氮原子上的 p 轨道和两个氧原子上的 p 轨道互相重叠，形成包括三个原子在内的的分子轨道，所以硝基中的两个氮氧键的键长均等，两个氧原子是等同的或结 构其结构可用共振式表示： 命 名 （三）化学反应1-氢的反应在脂肪硝基化合物中，由于硝基的强吸电诱电效应和共轭作用，使氢的酸性增强和易发生氢的反应。

1) 酸性(2) 缩合反应酸 性烯醇式中连在氧原子上的氢相当活泼，反映了分子的酸性，称假酸式所以含-氢的1和2脂肪族硝基化合物能逐渐溶于强碱的水溶液中并形成盐，表现出明显的酸性脂肪族硝基化合物中， -氢受硝基的影响，较为活泼，可发生类似酮-烯醇互变异构缩合反应具有-氢的硝基化合物能与羰基化合物发生羟醛缩合及克莱森缩合等反应2硝基对苯环邻、对位上取代基反应活性的影响(1)增强卤原子的活泼性直接与芳环相连的卤素特别不活泼，即芳烃上的卤原子较难被取代但当邻、对位有硝基存在时，卤原子活泼性增加，且硝基越多，取代越容易2)增强甲基的活性苯环上甲基的邻位和对位均有硝基时，在碱催化下能与苯甲醛发生缩合反应3.硝基的还原反应硝基容易被还原反应条件及介质对还原反应有影响在酸性介质中还原为苯胺：在中性介质中主要生成苯基羟胺：在碱性介质中发生双分子还原：氧化偶氮苯偶氮苯氢化偶氮苯氢化偶氮苯进一步还原得苯胺；如在酸性介质中可发生重排，则得联苯胺，称联苯胺重排多硝基苯的部分还原：多硝基芳烃在Na2Sx、NH4SH、(NH4)2S、(NH4)2Sx等硫化物还原剂作用下可以进行部分还原，即还原一个硝基一）分类和命名（一）分类和命名 1. 分类分类：二、 胺 类NH3RNHRRNRRRNH2 氨分子中1个、2个或3个 H 原子被烃基取代，分别生成伯伯胺胺(一级胺，1)、仲仲胺胺(二级胺，2)、和叔叔胺胺(三级胺，3)。

伯胺伯胺仲胺仲胺叔胺叔胺CH3CH3NCH3CH3+Br-季铵盐季铵盐 乙胺 甲乙胺甲乙丙胺-NH2-NH-C2H5-N(CH3)2苯胺 N-乙基苯胺 N,N-二甲基苯胺脂脂肪肪胺胺芳芳香香胺胺1胺胺 2胺胺3胺胺C2H5-NH2 CH3-NH-C2H5 C2H5-N-CH2CH2CH3CH3注意：只有注意：只有N原子直接与芳环相连才属于芳香胺原子直接与芳环相连才属于芳香胺CH2 NH2-NH2芳香胺脂肪胺 氨分子(NH3)中去掉1个、2个及3个 H 原子后剩下的基团分别叫做氨基氨基(-NH2)、亚氨亚氨基基(-NH-)及次氨基次氨基(N).它们分别是伯胺、仲胺和叔胺的官能团 伯胺（1 仲胺（2 叔胺（3类别结构名称NH2NHN氨基亚氨基次氨基伯、仲、叔胺的区别与伯、仲、叔醇或卤代烃不同 CH3CH3COH CH3 CH3CH3CCl CH3 CH3CH3CNH2 CH3叔丁醇( (叔醇叔醇) ) 叔丁基氯( (叔卤代烃叔卤代烃) )叔丁基胺( (伯胺伯胺) ) 相应于 NH4+OH- 和NH4+Cl-的四烃基取代衍生物叫做季季铵铵化化合合物物(4铵铵)，分别称为季季铵铵碱碱和季季铵盐铵盐。

CH3CH3NCH3 CH3+OH- CH3CH3NCH3 CH3+Br-氢氧化四甲铵(季铵碱季铵碱)溴化四甲铵(季铵盐季铵盐)（P443）(CH3CH2CH2CH2)4N+Br-溴化四丁铵 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 氯化乙铵（或：乙胺盐酸盐）伯胺的盐下列化合物属于季铵盐的是（ ） A.B. (CH3)2NH2+Cl- C. D. -问题1 C2. 2. 命名命名：氨氨：表示NH3以及由氨衍生的基团基团铵铵：表示季铵及氨、胺的盐. 结构特点是：N 与4个原子或基团相连，N原子带正电荷胺胺：表示 NH3 的烃基衍生物.如 CH3-NH2简单胺的命名简单胺的命名：烃基名胺(按优先次序由小到大排列不同取代基)CH3NH2CH3-NH-CH(CH3)2甲胺甲基异丙基胺甲乙环丁胺(C2H5)3N三乙胺CH3-NH2-CH2NH2-NH-H2NCH2CH2CH2NH2对-甲苯胺苯甲胺二苯胺1,3-丙二胺-NH2-萘胺 N上连有脂肪烃基的芳芳香香仲仲胺胺和和叔叔胺胺的的命命名名：用“N”表示基团连在氮原子上，而不是连在芳环上。

N-乙基苯胺N,N-二甲基对-甲基苯胺N-甲基-N-乙基苯胺-NH-C2H5 CH3N-C2H5-N(CH3)2CH3-较复杂的胺或多官能团化合物，按系统命名法命名较复杂的胺或多官能团化合物，按系统命名法命名.对-甲氨基苯磺酸2,2,4-三甲基-3-氨基戊烷 如果在主链同等位次上同时有氨基和其他取代基，则要按照“优先次序”由小到大原则对碳链编号CH3HN-SO3HCH3-CH - CHCCH3CH3CH3CH3NH2CH3-CH - CHCHCH-CH3CH3ClN(CH3)22-甲基-5-二甲氨基-4-氯己烷12456改正 P426季铵盐和季铵碱的命名季铵盐和季铵碱的命名：分别与NH4+X-、NH4+OH-的命名相似；胺的盐亦可直接称为某胺的某酸盐NH4+ OH-(CH3)4N+ OH-(CH3)2N(C2H5)2 OH-+NH4+ Cl-(C2H5)4N+ Br-CH3NH3 I-+CH3NH2 HCl氢氧化铵氢氧化四甲铵氢氧化二甲二乙铵氯化铵溴化四乙铵碘化甲铵甲胺盐酸盐问题2：命名下列化合物.-NH2H2N-N(CH3)2CH2=CH-N(CH3)3 Br-+2-萘胺溴化三甲基乙烯基铵N,N-二甲基-4-氨基苯胺或：4-二甲氨基苯胺3-二甲氨基-1-丙胺NHHCH3147pm二、胺的结构二、胺的结构 与NH3相似，N原子采用不等性sp3杂化，形成三棱锥型分子。

H107.3o112.9oNCH3CH3CH3108o147pmNHHHNHHCH3NHHo 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, 理论上应该存在一对对映体 但由于两种构型相互转化的能垒较低，在室温条件下，能很快相互转化而发生外消旋化，故无法拆分对映体室温下转化室温下转化103105次次/sNHC2H5CH3NHC2H5CH3NHC2H5CH3（某些（某些季铵离子则可拆分） 既不是纯粹的p轨道,也不是纯粹的sp3轨道.N的杂化介于sp2sp3.NHH140pm 芳胺如苯胺，CN键长为140pm，明显比脂肪胺中的CN键长短，这表明N原子上的孤电子对参与了苯环的共轭，使芳胺CN键具有部分双键的性质但苯胺并非平面型分子NH2三、胺的化学性质三、胺的化学性质1. 碱性和铵盐的生成 胺和氨相似，在水溶液中呈碱性，这是由N原子上的未共用电子对易与水中的质子结合的缘故其碱性大小既可用Ka来表示也可用Kb来表示见p430表14-2胺盐为结晶形固体，易溶于水和乙醇 NH3 + H-OH NH4+ + OH- RNH2 + H-OHRNH3+ + OH-RNH2 + HClRNH3+Cl-胺能与酸成盐：胺盐遇强碱则能释放出游离胺，说明胺是弱碱胺是弱碱。

RNH3+Cl- + NaOH RNH2 + NaCl + H2O影响胺类化合物碱性强弱的主要因素有： 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)R-N+HHHR3NH+ R2N+HHHH:OHH:OHH:OHH:OHH:OHHO:溶剂化效应使其碱性强弱顺序为：伯胺仲胺叔胺电性效应 脂脂肪肪胺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，接受质子的能力越强，碱性增强pKb 35 4.75 9R3N R2NH RNH2 NH3 芳香胺 芳芳胺胺N原子上的未共用电子对与苯环共轭，使电子云向苯环分散，结果使N原子的电子云密度减少，故碱性减弱 单一的电性效应使胺的碱性由强至弱顺序为：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 季季铵铵碱碱(R4N+OH)为离子化合物，其其碱碱性性与与NaOH相当，是强碱相当，是强碱季铵碱与酸作用生成季铵盐R4N+OH- + HClR4N+Cl- + H2OR4N+Cl- + NaOHR4N+OH- + Na+Cl-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：综合多种因素，各类胺碱性强弱的大致排列顺序为：季铵碱季铵碱（强碱） 脂肪胺（脂肪胺（仲仲 伯、叔伯、叔） NH NH3 3 芳胺芳胺 在芳胺中在芳胺中N N上的上的H H被烷基取代，给电子诱导效被烷基取代，给电子诱导效应碱性增强；如被芳环取代，则碱性显著降低。

应碱性增强；如被芳环取代，则碱性显著降低 （1）在苯胺的苯环上连有取代基时，取代无论给电子或者是吸电子基（除OH外）在邻位均使碱性减弱2）间位或对位取代给电子基团使碱性增强，吸电子基使碱性减弱，且基团的影响在对位比在间位明显 下列化合物中碱性最强的是（ ） 问题3A.CH3CH2NH2 B. (CH3CH2)2 NH E. (CH3)3NC. NH3 D. B2.烃基化胺类化合物中氮原子上存在一对未共用电子，使其具有亲核性，可以与卤代烷发生亲核取代反应，反应易按SN2历程进行的如伯胺与卤代烷反应，得仲铵盐：生成的铵盐经质子转移，可得到仲胺仲胺的氮上仍有未共用电子对，继续与卤代烷反应，经类似的过程可得叔胺而叔胺还可再与卤代烷反应得到季铵盐，因此最后得到的是复杂的混合物具体反应式见P429与胺反应时，卤代烷的活性为RIRBrRCl3. 酰化和磺酰化酰化和磺酰化（1）酰化反应酰化反应 伯、仲胺能与酰氯、酸酐甚至酯等酰化剂反应，伯、仲胺能与酰氯、酸酐甚至酯等酰化剂反应，氨基上的氨基上的H H原子被酰基取代生成酰胺反应的活性是：原子被酰基取代生成酰胺反应的活性是：酰氯酰氯 酸酐酸酐 酯酯. . 叔胺叔胺的的N N原子上无氢原子，原子上无氢原子，不能起酰化反应不能起酰化反应。

芳胺因其碱性弱，亲核性弱，一般需用酰卤或芳胺因其碱性弱，亲核性弱，一般需用酰卤或酸酐酰化酸酐酰化酰化酰化-CH2CH2NH2+-CO-Cl-CH2CH2NHCO-吡啶89%98%R3N 不反应酰化剂77%81%-CO-Cl + HNNaOHN-CO用酰卤做酰化剂时，一般加入氢氧化钠或吡啶，以吸收生成的卤化氢酰化反应有什么意义？酰化反应有什么意义？ 利用酰化反应可鉴别伯、仲胺因为取代酰胺多为晶体，有固定的熔点，通过测定熔点，可推知原来的胺酰化反应可增加药物的脂溶性，降低毒性例如对一氨基酚毒性大，但酰化后毒性较低在有机合成中起保护氨基作用例如由苯胺制备对硝基苯胺：对这种反应，必须先把-NH2保护，否则它会被氧化为醌类CH3CO-Cl(或乙酸酐)NH-COCH3HNO3/H2SO420, 95%NH-COCH3NO298% p-2% o-水解水解NH2NO2NH2 若直接硝化， 会被氧化成。