最新医学有机化学第十章含氮有机化合物幻灯片.ppt
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1、定义:定义: 氨分子氨分子(NH3)中的氢原子被烃基取代后的化合物中的氢原子被烃基取代后的化合物一、分类和命名(一、分类和命名(classification and nomenclature)1 1、分类、分类(1 1)按与氮原子相连的烃基数目不同分为:)按与氮原子相连的烃基数目不同分为:第一节第一节 胺胺 (amine)伯胺(一级胺,一级胺, 1 胺胺) (primary amine): 定义:氨分子中只有一个氢原子被烃基取代。氨分子中只有一个氢原子被烃基取代。 通式:通式:RNH2 。官能团:氨基。官能团:氨基 NH2(4) 季铵类化合物:称季铵类化合物:称“某化铵某化铵”(CH3)4NC
2、l+-氯化四甲铵氯化四甲铵CH2NCH3CH3C12H25Br+-溴化二甲基十二烷基苄铵(新洁尔灭)溴化二甲基十二烷基苄铵(新洁尔灭)(CH3)3NC2H5OH+-氢氧化三甲基乙铵氢氧化三甲基乙铵HO CH2CH2N(CH3)3OH+-氢氧化三甲基羟乙铵(胆碱)氢氧化三甲基羟乙铵(胆碱)“氨、胺和铵氨、胺和铵”的使用的使用CH3NH3Cl+氯化甲铵-二、胺的结构二、胺的结构注意注意铵铵:氮上带有正电荷时(季铵盐,季铵碱,胺的盐等):氮上带有正电荷时(季铵盐,季铵碱,胺的盐等)氨氨:用于:用于“氨气氨气”、“氨基酸氨基酸”、“某氨基某氨基”中。中。如:如: -NH2, =NH, CH3NH-(甲
3、氨基)(甲氨基)胺胺: 用于氨的烃基衍生物。用于氨的烃基衍生物。HHHN.H3CHHN.H3CCH3CH3N.107.3。112.9。108。NNNNNC2H5HCH3NH3CHC2H5NCH3CH2=CHCH2C2H5C6H5NC2H5CH2CH=CH2C6H5CH3+NHH39.4113.900NHHNO2Fe + HClNH2NO2Fe + HClNH2NO2NH290%2. 2. 腈的还原腈的还原LiAIH4C NHCH3OCH2NHCH3RCONH2RBr2NaOHNH2RCN2H2,催催化化剂剂RCH2NH2CH2CH2NH2NaCN乙乙醇醇CH2CN2H2,催催化化剂剂4.4.氢
4、化锂铝还原酰胺氢化锂铝还原酰胺CH2CI4 4、芳香胺有毒。、芳香胺有毒。芳香胺为高沸点的液体或低熔点的固芳香胺为高沸点的液体或低熔点的固体;芳香胺易被空气氧化而变色;毒性较大,体;芳香胺易被空气氧化而变色;毒性较大,易透过皮易透过皮肤而被吸收。如:联苯胺、肤而被吸收。如:联苯胺、-萘胺等具有致癌性萘胺等具有致癌性。(四)胺的物理性质(四)胺的物理性质1 1、熔点、沸点:、熔点、沸点:甲胺、二甲胺、三甲胺和乙胺是气体,甲胺、二甲胺、三甲胺和乙胺是气体,3 31111碳的胺为液体,碳的胺为液体,1111个碳以上的胺为固体。伯胺和个碳以上的胺为固体。伯胺和仲胺的沸点比分子量相近的烷烃高,但比相应的
5、醇低;仲胺的沸点比分子量相近的烷烃高,但比相应的醇低;叔胺的沸点与分子量相近的烷烃接近。叔胺的沸点与分子量相近的烷烃接近。2 2、溶解度:、溶解度:6 6个碳以下的胺易溶于水。个碳以下的胺易溶于水。3 3、气味:、气味:低级的胺有氨的气味,有的有低级的胺有氨的气味,有的有“鱼腥味鱼腥味”,高级的胺无味。高级的胺无味。(三)胺的化学性质(三)胺的化学性质1、碱性与成盐反应、碱性与成盐反应R NH2+H2ORNH3OH-+NH3 + H2O NH4+ + OH -影响胺碱性的因素:影响胺碱性的因素:电子效应:电子效应:“N”上脂肪烃基越多,胺的碱性越强上脂肪烃基越多,胺的碱性越强;芳香芳香胺中由于
6、胺中由于N原子上的孤对电子与苯环原子上的孤对电子与苯环电子的共轭,使电子的共轭,使N原原子上的电子云向苯环分散,子上的电子云向苯环分散,N原子结合质子的能力降低,原子结合质子的能力降低,碱性减弱。碱性减弱。叔胺仲胺伯胺叔胺仲胺伯胺氨苯胺氨苯胺溶剂化作用:溶剂化作用:铵离子越易溶剂化,越稳定,相应胺的碱铵离子越易溶剂化,越稳定,相应胺的碱性越强。也就是说取决于它与水形成氢键的机会多少。性越强。也就是说取决于它与水形成氢键的机会多少。RNH O HH+H O HHH O HHNH O HHR2+H O HHNR3+H O HH氨氨伯胺仲胺叔胺伯胺仲胺叔胺空间效应:空间效应:“N”N”上烃基越多,空
7、间位阻越大,上烃基越多,空间位阻越大,“N”N”与与H H+ +结合越困难,胺的碱性越弱。结合越困难,胺的碱性越弱。氨氨伯胺仲胺叔胺伯胺仲胺叔胺季铵碱脂肪族仲胺脂肪族伯胺季铵碱脂肪族仲胺脂肪族伯胺脂肪族叔胺脂肪族叔胺氨芳香胺酰胺氨芳香胺酰胺(CH3)2NHCH3NH2(CH3)3NNH3NHNH2pKb3.273.384.214.769.4013.80结论:结论:用于分离和提纯化合物胺;另外,可增加胺的稳定性。用于分离和提纯化合物胺;另外,可增加胺的稳定性。CH3NH2+ HClCH3NH3ClCH3NH2 HCl或或氯化甲铵氯化甲铵甲胺盐酸盐,盐酸甲胺甲胺盐酸盐,盐酸甲胺NH2+HClNH3
8、ClHClNH2或或氯化苯铵氯化苯铵苯胺盐酸盐苯胺盐酸盐NH2Cl+ NaOHNH2+ NaClH2O+2、与亚硝酸的反应、与亚硝酸的反应(1 1)伯胺与亚硝酸反应)伯胺与亚硝酸反应脂肪族伯胺:即使在低温下也放出氮气,生成醇、卤代烃、脂肪族伯胺:即使在低温下也放出氮气,生成醇、卤代烃、烯等混合物。烯等混合物。RNH2NaNO2+HCl混合物+N2H2O+CH3CH2CH2NH2NaNO2+HClCH3CH2CH2N2+CH3CH2CH2CH3CH2CH2OHCH3CH2CH2ClCH3CH CH2CH3CHCH3CH3CHCH3ClCH3CHCH3OH芳香族伯胺:在强酸性和低温(芳香族伯胺:在
9、强酸性和低温(0 05 5 )下可生成)下可生成芳香族重氮盐,生成重氮盐的反应叫重氮化反应。芳香族重氮盐,生成重氮盐的反应叫重氮化反应。NH2+ NaNO2HCl+05CN NClN2Cl+ H2OOH(2 2)仲胺与亚硝酸的反应)仲胺与亚硝酸的反应 脂肪族和芳香族仲胺与亚硝酸反应生成黄色油状液脂肪族和芳香族仲胺与亚硝酸反应生成黄色油状液体或固体的体或固体的N-亚硝基化合物亚硝基化合物(CH3CH2)2NH + HNO2(CH3CH2)2N NO + H2ON-亚硝基二乙胺亚硝基二乙胺NHCH3+HNO2NCH3NO+ H2ON-甲基甲基-N-亚硝基苯胺亚硝基苯胺亚硝胺化合物及亚硝酸盐有毒,例
10、如,甘肃平凉牛奶投毒嫌疑人先后亚硝胺化合物及亚硝酸盐有毒,例如,甘肃平凉牛奶投毒嫌疑人先后两次投放亚硝酸盐两次投放亚硝酸盐 。致。致39人中毒,其中人中毒,其中3名幼儿死亡名幼儿死亡 。症状症状 1、头痛、头晕、乏力、胸闷、气短、心悸、恶心、头痛、头晕、乏力、胸闷、气短、心悸、恶心、呕吐、腹痛、腹泻、腹胀等。呕吐、腹痛、腹泻、腹胀等。 2、全身皮肤及粘膜呈现不同程度青紫色。、全身皮肤及粘膜呈现不同程度青紫色。 3、严重者出现烦燥不安、精神萎靡、反应迟钝、严重者出现烦燥不安、精神萎靡、反应迟钝、意识丧失、惊厥、昏迷、呼吸衰竭甚至死亡。意识丧失、惊厥、昏迷、呼吸衰竭甚至死亡。检查检查 血中高铁血红
11、蛋白含量测定。血中高铁血红蛋白含量测定。治疗治疗 1、对症治疗:催吐、洗胃、导泻、静脉输液、利、对症治疗:催吐、洗胃、导泻、静脉输液、利尿,纠正其酸中毒,给予吸氧及其它对症处理。尿,纠正其酸中毒,给予吸氧及其它对症处理。 2、应用解毒剂亚甲兰(美兰)。、应用解毒剂亚甲兰(美兰)。 中毒机理中毒机理:亚硝酸盐为强氧化剂,进人人体后,可使:亚硝酸盐为强氧化剂,进人人体后,可使血中低铁血红蛋白氧化成高铁血红蛋白,失去运氧的血中低铁血红蛋白氧化成高铁血红蛋白,失去运氧的功能,致使组织缺氧,出现青紫而中毒。功能,致使组织缺氧,出现青紫而中毒。(3 3)叔胺与亚硝酸的反应)叔胺与亚硝酸的反应 脂肪族叔胺脂
12、肪族叔胺: :只显示其碱性只显示其碱性, ,与亚硝酸生成不稳定的亚硝酸盐,与亚硝酸生成不稳定的亚硝酸盐,遇碱游离为胺遇碱游离为胺R3N+ HNO2R3N HNO2NaOHNaNO2R3N+ H2O芳香族叔胺与亚硝酸反应生成芳香族叔胺与亚硝酸反应生成C-C-亚硝基化合物亚硝基化合物N(CH3)2+ HNO2N(CH3)2NON,N-二甲基二甲基-对对-亚硝基苯胺亚硝基苯胺C-亚硝基化合物上述溶液为橘黄色。原因是:亚硝基化合物上述溶液为橘黄色。原因是:NON(CH3)2OHHNN(CH3)2ClHO翠绿色翠绿色橘黄色橘黄色N(CH3)2CH3NO注意注意N(CH3)2+ HNO2CH3小结:胺与亚
13、硝酸的反应可以用来鉴别伯、仲、叔胺小结:胺与亚硝酸的反应可以用来鉴别伯、仲、叔胺脂肪胺脂肪胺伯胺:伯胺:仲胺:仲胺:叔胺:叔胺:芳胺芳胺伯胺:伯胺:仲胺:仲胺:叔胺:叔胺:显示碱性成盐。显示碱性成盐。生成黄色油状或固体的生成黄色油状或固体的N-亚硝基化合物。亚硝基化合物。放出氮气。放出氮气。C-亚硝基化合物,反应液呈橘黄色。亚硝基化合物,反应液呈橘黄色。生成黄色油状或固体的生成黄色油状或固体的N-亚硝基化合物。亚硝基化合物。低温下生成重氮盐。加热放出氮气。低温下生成重氮盐。加热放出氮气。3 3、酰化反应、酰化反应( () )酰基化反应具有保护氨基、降低反应活性和药物毒性的作用酰基化反应具有保护
14、氨基、降低反应活性和药物毒性的作用CH2CH2NH2+吡啶C ClOCH2CH2NHCONHCH3(CH3CO)2O+NCH3CCH3O+CH3COOH叔胺不发生酰化反应叔胺不发生酰化反应伯胺、仲胺易与酰氯或酸酐等作用生成酰胺伯胺、仲胺易与酰氯或酸酐等作用生成酰胺例例1:由苯胺合成对溴苯胺:由苯胺合成对溴苯胺Br2CH3COOHHNCCH3OBrNH2CH3CCH3COOOHNCCH3O+H2OH+NH2Br?例例2 2:在药物方面的应用。:在药物方面的应用。?NHCCH3HOO对对-羟基乙酰苯胺(扑热息痛)羟基乙酰苯胺(扑热息痛)对对-羟基苯胺羟基苯胺NH2HO+ (CH3CO)2O4 4、
15、磺酰化反应(兴斯堡、磺酰化反应(兴斯堡HinsbergHinsberg反应)反应)RNH2+SO2ClSO2NHRNaOHSO2NRNa+R2NH+SO2ClSO2NR2NaOHR3NSO2Cl+(可溶于水的盐)(不溶于NaOH)(不反应)白色固体白色固体白色固体白色固体叔胺不与磺酰氯发生反应,故兴斯堡反应分离和鉴别伯、仲、叔胺不与磺酰氯发生反应,故兴斯堡反应分离和鉴别伯、仲、叔胺。叔胺。利用磺酰化反应可合成磺胺类药物。利用磺酰化反应可合成磺胺类药物。SO2H2NNH214构效关系构效关系 N1上的一个氢被取代后增强药效,降低毒性;上的一个氢被取代后增强药效,降低毒性;N4上的氢被取代时,药效
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