[医学]第十一章 胺.ppt

本章主要内容v胺的结构、分类和命名；v胺的碱性与成盐、烃基化反应、酰化和磺酰 化反应和芳环上的取代反应；v重氮盐的结构、反应和重氮化反应及其在合 成中的应用；v了解苯丙胺类药物和生源胺的概念；本章难点：v重氮盐的结构、反应和重氮化反应及其在合 成中的应用；（一）分类 1、根据烃基的种类不同，胺可分为脂肪胺和 芳香胺 脂肪胺 R-NH2芳香胺 Ar-NH2一、胺的分类和命名氨分子中氢原子被烃基取代后的衍生物称为胺2 2、根据分子中氨基的数目，胺可分为一元、根据分子中氨基的数目，胺可分为一元 胺，二元胺或多元胺胺，二元胺或多元胺一元胺一元胺 R-NHR-NH2 2二元胺二元胺 HH2 2N-CHN-CH2 2-CH-CH2 2-NH-NH2 2乙二胺乙二胺3 3、按取代、按取代HH原子的烃基数目分：原子的烃基数目分：伯胺（伯胺（1°1°胺）胺） R-NHR-NH2 2 胺胺 仲胺（仲胺（2°2°胺）胺）叔胺（叔胺（3°3°胺）胺）R1NR3R2R1NHR2伯、仲、叔胺与伯、仲、叔醇的区别：叔丁基胺（ 伯胺）叔丁基醇 （叔醇）4 4、季铵盐和季铵碱：氢氧化铵或铵盐分、季铵盐和季铵碱：氢氧化铵或铵盐分子中氮上的四个氢原子全部被烃基取代而子中氮上的四个氢原子全部被烃基取代而 成的化合物分别称为季铵碱或季铵盐：成的化合物分别称为季铵碱或季铵盐： R4N+X- 氯化四甲铵（季铵盐） 氢氧化四甲铵（季铵碱） R4N+OH-vv若若NHNH4 4+ +中四个氢原子没有完全被四个烃基取中四个氢原子没有完全被四个烃基取 代，则生成的不是季铵类化合物而是胺的盐代，则生成的不是季铵类化合物而是胺的盐 或碱：或碱：氯化甲铵（伯胺盐） 氯化四甲铵（季铵盐） （二）命名三甲(基)胺trimethylamine乙胺ethylamine 1、烃基较简单时，以胺为母体，烃基作为 取代基，称为某胺。

甲乙胺ethylmethylamine甲基乙基异丙胺Methyl ethyl isopropylamine2-甲基-3-氨基戊烷3-amino-2-methylpentane2、烃基比较复杂时，以烃为母体，氨基作为 取代基例如： 3-3-二乙氨基戊烷二乙氨基戊烷 3-diethylaminopentaneCH3CH2CH N(CH2CH3)CH2CH32N,N-二甲基苯胺N,N-dimethylanilineN,N,4-三甲基苯胺N,N,4-trimethylaniline•芳香胺常以芳香胺为母体命名芳香仲、 叔胺，氮上的取代基前面要以“N”标明：N-甲基-N-乙基苯胺季铵类化合物的命名与无机铵类化合物季铵类化合物的命名与无机铵类化合物 相似如：相似如： (CH3)4N+Cl- (CH3)3N+(C2H5)OH-氯化四甲基铵 氢氧化三甲基乙基铵 tetramethylammnioum trimethylethylammoniumchloride hydroxide必须注意“氨、胺、铵”字的用法,氨用来表示气态氨（NH3 ）或基团，如氨基（—NH2）亚 氨基（ NH）；胺用来表示NH3 的烃基衍生物；如CH3—NH2 甲胺；铵用来表示胺的盐类及季铵类。

英文命名：v普通法：烃基+amine，或者是烃名称去-e +amine.例如：甲胺 二乙胺苯胺苄胺N-甲基-N-乙基苯胺 methylamine(methanamine)diethylamine(N-ethyl ethanamine)benzenamine(aniline)benzylamineN-methyl-N-ethyl aniline系统法：将氨基看作取代基，氨基的英文 为-amino.例如： 2-amino-4-methylhexane 习题：写出下列化合物的结构 1、对硝基苯胺盐酸盐 2、苯甲酰苯胺3、N,N-二甲基-2,4-二乙基苯胺二、胺二、胺 的的 结结 构构氮原子在成键时发生了轨道杂化，氮原子在成键时发生了轨道杂化，形成了形成了4 4个个SPSP3 3不等性杂化轨道，其中三不等性杂化轨道，其中三个轨道和个轨道和 3 3 个其它原子（个其它原子（H H或或C C）形成）形成 3 3 个个бб键，另一个轨道含有一对电子，键，另一个轨道含有一对电子，在棱锥体的顶点，整个构型呈棱锥形在棱锥体的顶点，整个构型呈棱锥形氨氨 甲胺甲胺 三甲胺三甲胺 NHHHNH3C CH3CH3N H3C HH当氮原子连有三个不同的原子或基团时，此氮 原子为手性氮原子，胺分子即为手性分子，可 以有一对对映体 甲乙胺的一对对映体 对映体至今未能分离得到，这是因为胺分子 中氮上的孤对电子体积太小，起不到一个基 团的作用，这两个对映体可通过一个平面形 过渡态相互转变 甲乙胺对映体的转化 季铵盐正离子的对映体 季铵类化合物能分离出比较稳定的、具有光学 活性的对映体苯胺氮原子sp3杂化，其中一对孤对电子是一种 不等性杂化电子，该对电子所占有的sp3杂化轨 道中p轨道成分较多，尽管苯胺分子不是一个平 面型分子，但氮原子的孤对电子仍能与苯环的 大π电子互相重叠，形成共轭体系 苯胺的结构：苯胺分子中共轭体系苯胺分子中共轭体系三、胺的物理性质（自学）四、胺的化学性质四、胺的化学性质 （一）碱性 NH3+ H2ONH4++ OH-NH2+ H2ORNH3++ OH-R胺在水溶液中的碱性主要取决于水的溶剂化效应、电子效应和空间效应 1、脂肪胺的碱性氨 甲胺 二甲胺 三甲胺 pKa 9.24 10.65 10.73 9.78乙胺 二乙胺 三乙胺 pKa 10.71 11.0 10.75 说明：脂肪胺的碱性比氨强。

当烷基相同时， 仲胺的碱性最强，伯胺和叔胺次之 影响胺的碱性的主要因素：（1）电子效应：v碱性的大小排列为: 叔胺 > 仲胺 > 伯胺 （2）溶剂化效应：•碱性的大小排列为：伯胺 > 仲胺 > 叔胺综合这些因素，当烷基相同时，仲胺的碱性 最强，伯胺和叔胺次之 （（3 3）、空间效应的影响）、空间效应的影响 •N原子上连接的基团越多越大，则对N原子 上的孤对电子的屏蔽作用越大，与质子的 结合就越不易，碱性就越弱 2、芳香胺的碱性 苯胺的碱性比氨小得多因为氮上的未共用 电子对与苯环有共轭作用，使其电子云密度 降低，从而使其碱性大大减弱 v如碱性强弱顺序：苯胺 > 二苯胺 > 三苯胺v若苯环上有取代基，其碱性可以归纳为： 给电子基团使碱性增强，吸电子基团使碱 性减弱如，碱性强弱顺序为：对甲基苯胺 > 苯胺 > 对硝基苯胺 3、季铵碱vR4N+OH-是典型的离子化合物，其碱性相当 于NaOH或KOH，是一种强碱v所以，各类胺的碱性强弱为：季铵碱 > 脂肪胺 > 氨 > 芳香胺v季铵碱能与酸作用生成季铵盐：v季铵碱以外的胺都是弱碱，可与酸反应成 盐，其盐遇强碱又游离出原来的胺，所以 可以利用这一性质分离、提纯胺。

v注意：季铵盐与伯、仲、叔铵的盐不同，季 铵盐与碱作用得不到游离的胺，而是得到形 成含有季铵碱的平衡混合物：v习题：比较碱性强弱 1、氨、乙胺、苯胺和三苯胺2、甲胺、苯胺、对硝基苯胺、2,4-二硝基苯胺v季铵盐可由卤代烷于叔胺加热制得:（二）酰化反应v氨、伯胺和仲胺与酰卤或酸酐能发生亲核 取代反应得到酰胺，这个反应也叫胺的酰 化反应其反应通式为： 例如：注意：叔胺因为氮上没有氢原子，不能发生 此反应 应用：保护氨基例如：如何由苯胺制备对硝基苯胺 苯胺不能直接硝化，因为硝酸能把苯胺氧化 成苯醌所以必须先将氨基“保护”起来，再 进行硝化反应 v磺酰化反应：（兴斯堡(Hinsberg)反应)伯胺和仲胺能与磺酰氯作用生成磺酰胺，叔胺 因氮上无氢而无此反应例如： v由伯胺生成的磺酰胺，氮原子上留下的氢因 受磺酰基的影响，而具有弱酸性，能与碱作 用成盐而能溶于水；而仲胺形成的磺酰胺因 氮上无氢，故不能溶于碱液，我们可利用这 些性质上的不同进行三种胺的分离与鉴定 这也叫兴斯堡(Hinsberg)反应习题：鉴别下列化合物（三）与亚硝酸的反应（三）与亚硝酸的反应不同类型的胺与不同类型的胺与HNOHNO2 2反应，生成不反应，生成不同的产物。

由于亚硝酸不稳定，在反应中同的产物由于亚硝酸不稳定，在反应中 用用NaNONaNO2 2与与HClHCl（或（或HH2 2SOSO4 4）作用产生作用产生1、伯胺 （1）芳香伯胺 v芳香伯胺与亚硝酸在低温下反应生成重氮盐 ，称为重氮化反应例如： 重氮盐注意事项：•反应产物重氮盐是易溶于水的固体干燥的 重氮盐很不稳定，容易爆炸，加热至室温即 分解放出氮气，只有在低温下或在水溶液中 才稳定：v所以，重氮盐一般保存在冰水中2）脂肪伯胺v该反应能定量地放出氮气，所以，可以根 据氮气的量来进行伯胺的定量测定2、仲胺v脂肪仲胺和芳香仲胺与亚硝酸反应的结果基 本相同，都是生成N-亚硝基化合物，例如： 应用：（1）N-亚硝基仲胺是中性的黄色固体或液体 ，可以用于鉴别仲胺；（2）该亚硝基化合物可以经水解或还原成得 原来的胺，所以可用作仲胺的精制； • •亚硝基胺类化合物是致癌物质亚硝基胺类化合物是致癌物质3、叔胺v脂肪叔胺与亚硝酸反应后形成一个不稳定 的盐，遇强碱又重新析出叔胺： 芳香叔胺与亚硝酸反应得对亚硝基化合物， 若对位有取代基，则亚硝基进入邻位这属 于亲电取代反应，亚硝基正离子（+N=O）是 一个亲电试剂： 练习：下列物质在常温下与亚硝酸反应 能放出氮气的有：a.乙胺 b. 二乙胺 c. 乙二胺 d. 乙酰苯胺 e. N-甲基苯胺 f. 尿素 g. 乙酰胺答案：a. c. f. g.（四）芳胺的反应 1、卤代反应v若要制备一卤代物，则要先酰化以降低氨 基的活性，然后再水解：习题：鉴别下列化合物2、磺化反应v对氨基苯磺酸中含有酸性和碱性两种基 团，在分子内即可成盐，称为内盐。

3、硝化反应v邻硝基苯胺也可以用下法制备：可用水蒸气蒸馏法分离v硝基化合物的还原是制备芳香伯胺的重要方 法常用的方法是金属+酸（如Fe/HCl）和 催化氢化法：习题：完成下列反应二、重氮化合物和偶氮化合物v重氮和偶氮化合物都含有-N2-（氮氮重键）v-N2-的两端都与烃基相连，叫偶氮化合物， -N=N-叫偶氮基；v-N2-的一端与烃基相连，而另一端与非碳（ 如X等）相连叫重氮化合物，含有重氮基 - N+≡N 重氮：偶氮：通式为： 一、芳香重氮盐vv重氮化反应重氮化反应：：1、重氮盐的结构2 2、取代反应（放氮反应）、取代反应（放氮反应） 重氮基（重氮基（-N-N2 2- -）在不同条件下可被）在不同条件下可被 OHOH、、 -X-X、、-CN-CN、、HH等取代，生成各种不同的产等取代，生成各种不同的产物v重氮盐的取代反应的反应机理一般认为是 按SN1进行的： （1）被卤素或氰基取代重氮盐在亚铜盐催化下，重氮基能被-Cl、-Br 或-CN取代：例如： 被碘取代（2）被羟基。