胺类化合物.ppt

1胺类广泛地存在于生物界，具有极 其重要的生理作用绝大多数的药物含有胺的官能团——氨 基蛋白质、核酸、许多激素、抗生素和 生物碱都含有氨基，是胺的复杂的衍生 物学习胺的性质和合成方法是学习和 研究这些复杂天然化合物的基础2本章讲授提要第一节：分类、结构与命名第二节：胺的物理性质与光谱性质第三节：胺的制备第四节：胺的化学性质第五节：芳香重氮盐的制备及其在合成中的应用第六节：重氮甲烷的制备与反应3第一节 胺的分类、命名与结构一、分类胺可以看作是氨的烃基衍生物，根据氨分子中 氮上氢原子被烃基取代的数目分为：NH3 RNH2 R2NH R3N氨 伯胺 仲胺 叔胺NH4Cl NH4OH R4N+X- R4N+OH 氯化铵 氢氧化铵 季铵盐 季铵碱4注意：叔丁醇（叔醇）叔丁胺（伯胺）氨 胺 铵叔醇：指官能团连接的碳原子是叔碳原子；伯胺：是指氨的氮原子上的氢只有一个被烃基取代5二、结构形 状：棱锥形 氮原子：sp3杂化形 状：棱锥形 氮原子：sp3~sp2杂化（更接近sp2杂化）脂肪胺 芳香胺6∠HNH 105.9°∠HNC 112.9 °∠HNH 113 °苯胺中氮上的孤对电子与苯环发生了p～π共轭7胺的立体化学：优先次序：R1 ＞ R2 ＞ R3 ＞ 孤对电子S R两种异构体之间通过快速翻转（103～105/秒）相互 转化，因而不能分离。

S R8若限制这种翻转就能够得到两种对映体1944年Prelog就将 拆分得到其左旋体和右旋体 在季铵盐中若氮上连的四个基团不同时，可以拆开 成对映异构体：9三、命名 简单的胺是以胺为母体，以氮上的烃基为取 代基进行命名：甲胺 二乙胺 苯胺 环己胺当氮上连接的烃基不同时：应先小后大，先烷后芳N-甲基乙胺 N-甲基-N-乙基丙胺 N-甲基-N-乙基环丙胺10N, N-二甲基苯胺 N, 3-二甲基-N-乙基苯胺乙二胺 己二胺二元胺的命名：N, N-二甲基对苯二胺 11对于结构复杂的胺是以相应的烃基作为母体， 氨基作为取代基：2-氨基-4-甲基戊烷 3-（ N-乙氨基）庚烷胺盐和季铵化合物的命名：甲胺盐酸盐 乙胺醋酸盐 （盐酸甲铵） （醋酸乙铵）三乙基苄基氯化铵 三甲基十六烷基氢氧化铵（TEBA）12第二节 胺的物理性质与光谱性质甲胺、二甲胺、三甲胺和乙胺室温下为气体，其它 低级胺为液体；高级胺为固体；低级胺有氨味，三甲胺有鱼腥味，腐胺（丙二胺） 尸胺（丁二胺）有恶臭味；芳香胺为高沸点的液体或低熔点的固体；胺与水能形成分子间的氢键；一级胺和二级胺本身分子间也能形成氢键。

一、胺的物理性质13大多数芳胺具有毒性，苯胺可以导致再生障碍性贫血，通过吸入，食入或透过皮肤吸收而致中 毒，食入0.25 mL就严重中毒β– 萘胺与联苯胺是能够引起恶性肿瘤的物质14二、光谱性质IR：胺的N－H伸缩振动吸收：R2NH: 在3300~3500cm-1处 出现1个峰R3N:在上述区域没有N-H吸收峰RNH2: 在3400~3490 cm-1处出现2个峰NMR：N-H δ: 0.5～5 ppm-CH-NH2 δ: 2.2~2.8 ppm15第三节 胺的制备 一、 氨或胺的烃基化反应季胺盐伯胺伯胺伯胺仲胺叔胺卤代烷的反应活性： RI > RBr > RCl > RF RCH2X > R2CHX, R3CX 以消除为主16可利用原料的配比来调节反应的产物：过量 47%过量17通过亲核取代反应可用来制备环状胺：n=4-618硝基对苯环亲核取代反应的影响：在苯环的亲核取代反应中，硝基对邻、对位的取代起着活化的作用：19二、 盖伯瑞尔（Gabriel)合成法利用邻苯二甲酰亚胺的烷基化反应来制备一级胺，称 为盖布瑞尔合成法。

伯胺伯胺邻苯二甲酰亚胺THF 或 （DMF） 20反应特点：1、此法是用来制备纯的伯胺的一种好方法2、适用于伯卤代烷、仲卤代烷，对于叔卤代烷则以消除反应为主3、烃化反应在DMF溶液中进行更容易当N-取代酰亚胺水解困难时，可以用水合肼进行肼解21三、 硝基化合物的还原主要用来制备芳香伯胺还原方式： 1、酸性还原剂: 酸+金属Fe+HCl、 Zn+HCl、Sn+HCl、SnCl2+HCl2、催化氢化：常用的催化剂有 Ni、 Pt、Pd.3、碱性还原剂：Na2S、 NaHS、 (NH4)2S、 NH4HS、LiAlH4 ( NaBH4 和 B2H6 不能还原硝基）2297%74%87～90% 23选择性还原：二硝基化合物可被硫化钠，硫氢化钠，硫化铵等较温和的还原剂用计算量的试剂选择还原，得到只有一个硝基被还原的产物：24若硝基化合物中含有醛或酮羰基，用较温和的还原剂则只还原硝基：25碱性条件下硝基苯的双分子还原：氧化偶氮苯偶氮苯氢化偶氮苯[H]: Fe、 Zn、Sn、Sn/HCl或H2/Ni、 Pt、Pd均可26定义：氢化偶氮苯在酸催化下发生重排，生成4,4’- 二氨基联苯的反应称为联苯胺重排。

联苯胺重排：27重排是分子内的反应：无交叉产物生成：28重排反应历程：29四、 腈、酰胺、肟的还原的还原1、腈的还原腈含有不饱和的基团氰基，可通过催化氢化或四氢 铝锂还原得到伯胺：己二腈 己二胺 工业上长链伯胺就是从油脂水解等一系列反应来制备302、酰胺的还原酰胺在醚溶液中用LiAlH4还原可把羰基还原成 亚甲基，用于制备伯、仲、叔胺：叔胺仲胺伯胺313、肟的还原醛、酮与羟胺作用生成肟，肟可通过LiAlH4、 B2H6、催化氢化、 Na +C2H5OH还原制备伯胺：伯胺伯胺伯胺 32五、醛、酮的还原氨化反应氨 亚 胺 伯胺 伯胺 西佛碱 仲胺 ( Schiff)仲胺 醇胺 叔胺1、 醛、酮的还原胺化33伯胺 仲胺N-丁基六氢吡啶（叔胺）34特殊还原试剂氰基氢硼化钠： NaBH3CN～ROH溶液。

它的还原能力比硼氢化钠弱，用这种还原剂还原，只还原中间产物不还原醛、酮：N, N-二甲基环己胺N-乙基苄基胺N-甲基- N-环己基苄基胺352、路卡特（Leuckart)反应醛、酮在高温下与甲酸铵反应生成一级胺该 反应称为Leuckart反应反应历程：甲酸铵的作用是提供NH3和还原剂甲酸，甲酸既提 供H+，又提供H-363、埃斯韦勒--克拉克（Eschweiler-Clarke)反应由伯、仲胺与甲醛和甲酸进行还原甲基化制备叔 胺的反应就叫埃斯韦勒--克拉克反应反应历程：37六、霍夫曼（Hofmann)降解及类似反应1、霍夫曼（Hofmann)重排酰胺与卤素的氢氧化钠溶液，放出二氧化碳，生成比 酰胺少一个碳原子的伯胺的反应叫霍夫曼降解38异氰酸酯异氰酸酯反应历程：氨基甲酸39霍夫曼重排的立体化学：当手性碳原子与酰基碳相连时，Hofmann重排后 ，手性碳原子的构型保持不变R R402、库提斯（Curtius)重排与施密特(Schmidt)重排异氰酸酯三个重排反应的机理是类似的，都是经过异氰酸 酯这个中间产物最后得到的产物是比原料少一 个碳的一级胺。

41七、布歇尔（Bucherer) 反应通过布歇尔反应可在萘的β—位上引入多种用其它方法难以引入的基团（可参芳香重氮盐在合成中的应用）42八、曼尼氏（Mannich) 反应——氨甲基化反应 具有α– 活泼氢的化合物与甲醛、胺（氨）盐同时缩 合，生成β–氨甲基或取代氨甲基的反应，称为曼尼 氏(Mannich, C.)反应曼尼氏碱盐曼尼氏碱取代氨甲基43具有α-H的化合物： 醛、酮、酸、酯、硝基化合物、腈、末端炔烃 以及含有活泼氢的芳香环系化合物如：所用原料：胺：多用伯胺、仲胺的盐酸盐44反应历程：酮式 烯醇式45氨甲基化反应实例：不对称酮反应时，亚甲基比甲基优先反应用来制备β-氨基酮在芳环上引入氨甲基46草绿碱1917年Robinson利用该反应合成了托品酮：47制α,β-不饱和酮、 α,β-不饱和酯以及被氰基取代：草绿碱β-吲哚乙酸一种植物生长刺激素48第四节 胺的化学性质一、胺的碱性学习胺的化学，要注意N上的孤对电子，胺的许多性 质都与它有关49（1）产生碱性的原因： N上的孤对电子（2）判别碱性的方法： pKb的值；或其共轭酸的pKa的值；以及形成的铵正离子的稳定性。

3）影响碱性强弱的因素：电 子 效 应：3o胺 > 2o胺 > 1o胺 空 间 效 应：1o胺 > 2o胺 > 3o胺 溶剂化效应：NH3 > 1o胺 > 2o胺 > 3o胺50一些胺（氨）在水溶液中的pKb值在水溶液中胺的碱性强弱次序为：在氯苯中脂肪胺的碱性强弱次序为：3°> 2°> 1°51溶剂化效应是给电子的，N上的H越多，溶剂化效应 就越强（NH3 > 1o胺 > 2o胺 > 3o胺），形成的铵正离 子就越稳定：胺在水溶液中碱性的强弱，是其电子效应、空间效 应以及溶剂化效应的综合体现1o胺 3o胺52芳胺：当环上连有给电子基团时，其碱性增强；当环上连有吸电子基团时，其碱性减弱53前者N上的孤对电子可与环发生p～π共轭，因而碱性弱;后者由于甲基的空间位阻作用，使得N上的孤对电子不能与苯环发生p～π共轭因而碱性强，后者的碱性比前者强4万倍54二、彻底甲基化和霍夫曼（Hofmann)消除反应胺与过量的碘甲烷作用生成季铵盐的反应叫做彻底甲基化反应：季铵盐与氢氧化银作用转化成季铵碱，季铵碱加 热时脱去β～H和叔胺生成烯烃的反应就叫霍夫曼消除反应：1、基本反应552、消除反应历程：为E2（双分子消除）过渡态特例：季铵碱中无β—H时则进行SN2反应563、消除反应的取向霍夫曼规则：季铵碱加热消除时，总是优先得到双键碳原子上烃基取代比较少的烯烃。

574、对消除反应取向的解释：E2消除的立体化学是：反式共平面，据此写出季铵 碱进行消除时的构象式：非优势构象 优势构象 （消除后得到2—丁烯） （消除后得到1—丁烯）58赤（式） 顺（式）消除反应所需构象59消除反应所需构象苏（式） 反（式）60霍夫曼取向的烯烃查伊采夫取向的烯烃。