《胺和生物碱》ppt课件.ppt

1,第十二章 胺和生物碱,2,主要内容,胺 重氮盐和偶氮化合物 生物碱,3,第一节 胺 (amine),一、胺的分类和命名,胺：氨(NH3)分子中的氢原子被烃基取代的产物氨分子中 1个、2个 或 3个 H 原子被烃基取代, 分别生成伯胺(一级胺,1°)、 仲胺(二级胺, 2°)和叔胺(三级胺, 3°)伯胺(1°),仲胺(2°),叔胺(3°),4,伯、仲、叔胺的区别与伯、仲、叔醇或卤代烃不同叔丁醇,叔丁基胺,(伯胺),(叔醇),(叔卤代烃),叔丁基氯,?,,5,芳香胺：N原子直接与芳环相连,脂肪胺：,6,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)胆碱 (季铵碱),季铵盐,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,7,命名：,氨：ammonia. 表示NH3以及由氨衍生的基团,铵：ammonium. 表示季铵及氨、胺的盐 N 与4个原子或基团相连，N 原子带正电荷胺：amine. 表示 NH3 的烃基衍生物,首先注意氨、胺、铵三个字的区别。

8,简单胺的命名 “烃基名”＋“胺”,methylamine,甲胺,二乙胺 diethylamine,二苯胺 diphenylamine,2-萘胺, β-萘胺,2-naphthylamine,9,N上烃基不同，按“优先基团后列出”原则排列烃基,甲乙异丙胺 ethylisopropylmethylamine,10,N上连有脂肪烃基的芳香胺的命名 “N-烃基名”＋“某胺” （芳香胺为母体）,N,N-二甲基苯胺 N,N-dimethylaniline,N-乙基-N-丙基环己胺 N-ethyl-N-propylcyclohexylamine,11,结构复杂的胺的命名命名 氨基做取代基，烃或其他官能团为母体4-二甲氨基苯甲醛 4-dimethylaminobenzaldehyde,2-甲基-4-氨基戊烷 2-amino-4-methylpentane,12,季铵盐(或胺的盐)和季铵碱的命名,分别与 NH4+Cl-、 NH4+OH- 的命名相似碘化甲铵 methylammonium iodide,溴化四乙铵 tetraethylammonium bromide,氢氧化四甲铵,氢氧化羟乙基三甲基铵 (胆碱，choline),tetramethylammonium hydroxide,13,二、胺的结构,N 以不等性 sp3 杂化形成三棱锥型分子。

14,苯胺中的氮原子仍为不等性 sp3 杂化，但孤电子对所占据的轨道含有更多 p 轨道的成分sp3 杂化,但含更多 p 成分,,N上孤电子对离域到苯环, 使苯环电子密度增加, N 上电子密度降低15,,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实际上从未分离得到过这样的异构体这是因为孤电子对不能起到第四个基团的作用使分子的构型固定下来103~105/s (室温),16,如果有某种因素阻碍氮原子通过平面型过渡态相互快速转化，则可拆分出对映异构体如某些氮原子位于环上的胺类:,Troger 氏碱的对映异构,17,对于季铵类化合物，如果四个烃基不同，则存在对映异构体如下面的化合物可以拆分为左旋体和右旋体18,四、胺的化学性质,胺分子中氮原子上具有的孤电子对使胺具有碱性和亲核性由于p-π供电子共轭效应，芳香胺具有较高的亲电取代反应活性1. 碱性 2. 亲核性,,3. 芳胺亲电取代反应活性增高,19,胺分子中氮原子上的未共用电子对可以接受质子形成铵离子，故胺有碱性一）碱性与成盐反应,胺的碱性强弱与氮上电子云密度有关氮上电子云密度越大，接受质子的能力越强，碱性就越强。

碱性顺序：脂肪胺 氨 芳香胺,20,影响胺的碱性的因素,电子效应 溶剂化效应 空间效应,21,电子效应,单一的电性效应使胺的碱性由强至弱顺序为：,pKb 3~5 4.75 9,22,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),单一溶剂化效应使其碱性强弱顺序为： 伯胺仲胺叔胺,23,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pKb 9.40 9.60 9.62 13.8,水溶液中胺的碱性强弱是多种因素共同影响的结果各类胺的碱性强弱大致表现出如下顺序：,24,季铵化合物分子中的氮原子已连接四个烃基并带正电荷，再也不能接受质子，这类化合物的碱性由与季铵正离子结合的负离子来决定季铵碱的碱性即为 OH- 的碱性, 为有机强碱季铵碱与酸作用生成季铵盐：,季铵碱,季铵盐,,25,各类胺的碱性强弱：,季铵碱 脂肪胺 氨 芳香胺,脂肪仲胺,脂肪,伯胺,叔胺,芳香伯胺,芳香仲胺,芳香叔胺,,,,,,26,胺类一般为弱碱, 可与酸成盐, 但遇强碱又重新游离析出：,分离和提纯,增加胺类药物的水溶性和稳定性。

应用：,27,胺与强酸反应生成铵盐，铵盐易溶于水，故胺类药物常以盐的形式提供使用28,（二）酰化反应——羧酸衍生物的氨解,分子中引入酰基的反应称为酰化反应伯胺和仲胺同氨一样能与酰卤、酸酐作用生成酰胺叔胺不发生酰化反应N-甲基乙酰苯胺,29,胺酰化反应的应用,鉴定 （产物酰胺的熔点） 增加药物的脂溶性 保护氨基,Paracetamol (扑热息痛),30,(三) 磺酰化反应,伯胺和仲胺可与苯磺酰氯或对-甲苯磺酰氯反应, 生成相应的磺酰胺叔胺不被磺酰化三类胺的鉴别——Hinsberg (兴斯堡)试验法弱酸性,N上无H,31,(四) 与亚硝酸的反应,胺与亚硝酸作用, 伯仲叔胺各不同, 脂胺芳胺有差异可用于鉴别亚硝酸不稳定，只能在反应过程中由亚硝酸盐与盐酸或硫酸作用产生32,1. 伯胺,脂肪伯胺与HNO2反应生成极不稳定的脂肪重氮盐该重氮盐即使在低温下也会立即分解放出氮气，并有醇、烯及卤代烃等混合物的形成因能定量地放出氮气，因此常用于氨基酸和多肽的定量分析33,芳香伯胺与 HNO2 在低温(一般5℃)及过量强酸水溶液中反应生成芳香重氮盐，这个反应称为重氮化反应(diazotization)干燥的重氮盐通常极不稳定，受热或振荡容易发生爆炸。

升高温度重氮盐会逐渐分解，放出氮气34,对-羟基偶氮苯（桔黄色）,对-二甲氨基偶氮苯（黄色）,35,2. 仲胺,仲胺与亚硝酸反应生成N-亚硝基仲胺（中性的黄色油状物或固体）N-甲基-N-亚硝基苯胺,N-亚硝基二乙胺,化学致癌物,36,3. 叔胺,脂肪叔胺与 HNO2 作用生成不稳定易水解的盐，若以强碱处理，则重新游离析出叔胺一种弱酸弱碱盐),芳香叔胺与 HNO2 作用生成 对-亚硝基胺N,N-二甲基-4-亚硝基苯胺 (绿色晶体，mp 86℃),37,桔黄色(醌式结构),翠绿色,在强酸性条件下实际形成的是一个具有醌式结构的桔黄色的盐, 只有用碱中和后才会得到翠绿色的C-亚硝基化合物对位已被占据的芳香叔胺与 HNO2 作用时，亚硝基取代在邻位38,(五) 芳香胺的亲电取代反应,氨基的供电子共轭效应使苯环上的电子云密度升高，所以芳胺易进行芳环上的亲电取代反应2,4,6-三溴苯胺(白色沉淀),利用此性质可鉴别和定量分析苯胺39,与医药学有关的胺类化合物,普鲁卡因Procain (奴佛卡因Novocain),局部麻醉药作用强，毒性低；穿透力弱，不作表面麻醉用；用于浸润麻醉，蛛网膜下麻醉和硬脊膜外麻醉；局部封闭。

40,生源胺 biogenic amine,多巴胺 (dopamine) 5-羟基色胺(serotonene, 5-HT),在人体内担负神经冲动传导作用的胺类有机物化学介质多巴胺(儿茶酚胺),5-羟基色胺,41,肾上腺素 (adrenaline) 去甲肾上腺素 (noradrenaline),升高血压、加速心脏跳动，扩张支气管,兴奋受体，可用于治疗休克时低血压,42,胆碱 (choline) 乙酰胆碱 (acetylcholine),卵磷脂的组成部分，调节肝中的脂肪代谢,副交感神经系统中神经细胞间传到神经冲动，神经介质43,新洁尔灭 (bromo-geramine),有较强的杀菌去污功效，作皮肤、创面和手术器械的消毒剂,十二烷基二甲基苄基溴化铵,44,第二节 重氮盐和偶氮化合物,重氮和偶氮化合物都含有－N2－官能团重氮甲烷,偶氮甲烷,氯化重氮苯,苯重氮酸,偶氮苯,45,苯重氮磺酸钠,4-甲基-4′-羟基偶氮苯,46,一、重氮盐的制备及结构,重氮化反应,溶液对淀粉碘化钾试纸呈蓝色，反应完成,冰水浴,过量,边搅拌边滴加,47,重氮盐的结构：N 原子 sp 杂化,,,,,,+,π-π 共轭效应使 芳香重氮盐稳定性增加,48,二、重氮盐的性质,放氮反应——重氮基被取代 留氮反应——偶联反应,49,(一) 重氮基被取代——放氮反应,50,利用重氮盐的水解可使重氮基变成羟基。

这一反应通常是用硫酸重氮盐在 40％ ～50％的硫酸溶液中加热进行若用盐酸重氮盐, 则常有副产物氯苯生成51,重氮盐与碘化钾水溶液共热，不需要催化剂就能生成收率良好的芳香碘化物利用重氮基被氰基取代的反应可以合成芳香羧酸 52,通过重氮基被氢原子取代的反应,可将芳胺变成芳烃, 合成某些直接通过芳环上的取代反应不能得到的化合物53,(二) 偶联反应（留氮反应）,偶联反应(coupling reaction): 重氮盐与酚或芳胺等化合物反应，由偶氮基 －N=N－ 将两个芳环连接起来，生成偶氮化合物的反应54,,重氮离子的共振式：,两个N原子都带正电荷,55,亲电取代反应,亲电试剂,56,由于重氮正离子是较弱的亲电试剂，它只能进攻酚、芳胺等活性较高的芳环, 发生亲电取代反应偶联反应通常发生在羟基或氨基的对位，当对位被其它取代基占据时，则发生在邻位，一般不发生在间位如上述各化合物中箭头所指的位置为偶联反应发生的位置57,重氮盐与芳胺偶联时，最佳pH5~7pH5 时芳胺形成铵盐，带正电荷的基团使芳环上电子云密度降低，亲电取代变难58,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 Ar－O- 是比 －OH 更强的活化基。

若在强碱性溶液中(pH10), 重氮盐转变成重氮酸(pH9~10)及重氮酸盐(pH11~13), 就不能起偶联反应了重氮酸,重氮酸盐,59,反-偶氮苯 mp68 ℃,顺-偶氮苯 mp71.4 ℃,顺反异构：,60,第三节 生物碱,生物碱(alkaloid)是一类存在于生物体内，对人和动物有强烈生理作用的含氮碱性有机物一、生物碱的概念及临床应用,61,生物碱的分子结构多数属于仲胺、叔胺，少数为伯胺，常含有氮杂环，且大多具有碱性由于生物碱主要存在于植物中, 故又称植物碱生物碱一般按其来源命名如烟碱、麻黄碱等生物碱广泛应用于医药中62,二、生物碱的通性,生物碱一般为无色结晶（有少数为液体，如烟碱），味苦，难溶于水，可溶于有机溶剂大多数生物碱有旋旋光性，其左旋体生理活性较强63,(一) 碱性,生物碱有碱性，能与酸作用成盐，其盐易溶于水临床上生物碱药物大多制成盐供使用64,常用沉淀剂有： 碘化汞钾(K2HgI4) 碘化铋钾(BiI3·KI) 碘-碘化钾(KI-I2) 苦味酸(2,4,6-三硝基苯酚) 磷钨酸(H3PO4·12WO3·H2O) 硅钨酸(SiO2·12WO3·4H2O),(二) 沉淀反应,生物碱的中性或酸性水溶液能与某些试剂生成沉淀。

这些试剂被称为生物碱。