第十四章含氮有机化合物.ppt

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1、第十四章含氮有机化合物现在学习的是第1页，共39页含氮有机化合物通常是指分子中氮与碳直接相连所形成的化合物，如胺、酰胺、重氮化合物、偶氮化合物、含氮杂环及生物碱等 第一节 胺 胺（amine）可以看作是氨（NH3）分子中的氢原子被烃基取代而生成的化合物。医药上胺类化合物被用作退热、镇痛、局部麻醉、抗菌、驱 虫等药物。胺及其衍生物常具有多种生理作用，有的胺是生命的物质基础；而有的胺则严重危害人类健康。现在学习的是第2页，共39页 一、胺的结构现在学习的是第3页，共39页二、胺的分类与命名 烃基的种类不同分：脂肪胺和芳香胺。烃基数目不同分：伯胺(R-NH2),氨基 (伯氨基):-NH2 仲胺(R-

2、NH-R1),亚氨基(仲氨基):=NH 叔胺(NR3),次氨基(叔氨基):N 季铵类化合物:季铵盐R4N+X-,季铵碱 R4N+OH-脂肪胺 芳香胺 季铵盐 季铵碱 现在学习的是第4页，共39页胺的命名法有两种:现在学习的是第5页，共39页三、胺的性质 物理性质:化学性质:1.碱性 (CH3)2NH CH3NH2 (CH3)3N NH3 C6H5NH2pKb 3.22 3.37 4.20 4.76 9.40碱性强弱主要受电子效应、空间效应、溶剂效应综合作用的影响 胺的碱性一般为：脂肪胺氨芳香胺 脂肪胺的碱性为：仲胺伯胺叔胺氨。现在学习的是第6页，共39页 2.酰化反应 伯胺和仲胺的氮原子上连有

3、氢原子，可被酰基取代生成酰胺。叔胺的氮原子上没有氢原子，不能发生酰化反应.保护活泼的氨基,降低毒性,鉴别伯胺和仲胺.现在学习的是第7页，共39页3.与亚硝酸的反应 伯胺与亚硝酸的反应:在强酸存在下，脂肪族伯胺与亚硝酸作用，定量放出氮气，并生成醇、烯、卤代烃等混合物。由氮气的体积可测定伯胺的含量.伯、仲、叔胺与亚硝酸作用的产物不同，现象有明显差异，故常常用这些反应来鉴别三类不同的胺。亚硝酸易分解，只能在反应过程中由亚硝酸钠与盐酸（硫酸）作用以产生。现在学习的是第8页，共39页仲胺与亚硝酸的反应 脂肪族仲胺和芳香族仲胺与亚硝酸作用均生成N-亚硝基胺。N-亚硝基胺为黄色油状液体或黄色固体 N-亚硝基

4、胺是较强的致癌物质，它可引起肝、食道、胃、肺及膀胱等癌。亚硝胺现认为在生物体内可以转化成活泼的烷基化试剂并可与核酸反应，这是它具有诱发癌变的主要原因。现在学习的是第9页，共39页叔胺与亚硝酸的反应 芳香族叔胺不生成盐，而是在苯环对位或邻位（当对位已占据时）上引入亚硝基，主要生成对-亚硝基化合物,对-亚硝基化合物在强酸溶液中呈红色，冷却时以黄色结晶析出，在碱溶液中显出翠绿色.脂肪族叔胺生成水溶性不稳定的铵盐，该盐若以强碱处理则重新游离析出叔胺。现在学习的是第10页，共39页4.重氮盐的生成及其反应 芳香伯胺在强酸性溶液中和较低温度（05）下与亚硝酸反应可生成重氮盐，这个反应称为重氮化反应。取代反

5、应 现在学习的是第11页，共39页偶联反应 对-二甲氨基偶氮苯（黄色）对-羟基偶氮苯（桔黄色）现在学习的是第12页，共39页甲基橙 苯型（黄色）醌型（红色）5.芳胺的取代反应 现在学习的是第13页，共39页 四、重要的胺及其衍生物 苯胺 胆碱和乙酰胆碱 肾上腺素和去甲肾上腺素 腐肉胺和尸胺 新洁尔灭（苯扎溴铵）HOCH2CH2N+(CH3)3OH-NH2-CH2CH2CH2CH2-NH2 NH2-CH2CH2CH2CH2CH2-NH2现在学习的是第14页，共39页第二节 酰胺 伯酰胺的通式 一一、酰胺的命名 乙酰胺 二乙酰胺 苯甲酰胺 乙酰苯胺 N,N-二甲基乙酰胺 N-甲基苯甲酰胺 对-甲基

6、苯甲酰胺 现在学习的是第15页，共39页二、酰胺的性质 物理性质 化学性质 1.酸碱性 碱性 中性 酸性现在学习的是第16页，共39页2.水解 3.与亚硝酸反应 现在学习的是第17页，共39页三、尿素碳酸 尿素弱碱性水解现在学习的是第18页，共39页与亚硝酸反应 缩二脲反应现在学习的是第19页，共39页四、丙二酰脲 酮式 烯醇式R1=R2=-C2H5 巴比妥；R1=-C2H5,R2=-C6H5 苯巴比妥；R1=-C2H5，R2=-CH2CH2CH(CH3)2 异戊巴比妥现在学习的是第20页，共39页 五、胍胍 胍基 脒基如具有降血压作用的硫酸胍氯酚，具有抗菌作用的链霉素，具有抗病毒作用的吗林胍

7、，治疗糖尿病的药物苯乙双胍盐酸盐（降糖灵）等。现在学习的是第21页，共39页六、磺胺类药物 临床上使用的其它磺胺类药物有磺胺嘧啶（SD），磺胺-5-甲氧嘧啶（SMD），琥珀酰磺胺噻唑（SST），长效磺胺（SMP）等 抗菌优 现在学习的是第22页，共39页第三节 含氮杂环化合物一、杂环化合物的分类和命名 呋喃 噻吩 吡咯 咪唑 噻唑 吡唑 Furan Thiophene Pyrrole Imidazole Thiazole Pyrazole 吡喃 吡啶 嘧啶 吡嗪 哒嗪 Pyrane pyridine Pyrimidine Pyrazine Pyridazine 现在学习的是第23页，共39页

8、喹啉 异喹啉 吲哚 嘌啉 Quinoline Isoquinoline Indole Purine 4-甲基咪唑 1-甲基咪唑 5-甲基噻唑 杂环化合物的命名 现在学习的是第24页，共39页 异喹啉 嘌啉 2-呋喃甲醛（-呋喃甲醛）3-吲哚乙酸（-吲哚乙酸）现在学习的是第25页，共39页二、吡咯和吡啶的结构 氮原子都采取sp2杂化态,吡咯环是一个富电子环,吡啶是缺电子环.现在学习的是第26页，共39页三、吡咯和吡啶的性质 酸碱性 现在学习的是第27页，共39页亲电取代反应 现在学习的是第28页，共39页 不同化合物发生亲电取代反应的活性顺序为：吡啶的亲核取代反应 现在学习的是第29页，共39页

9、 吡啶的氧化还原反应-甲基吡啶 -吡啶甲酸 哌啶（六氢吡啶）现在学习的是第30页，共39页四、重要的含氮杂环化合物吡咯及其衍生物 卟吩 血红素 叶绿素a:R=CH3,b:R=CHO 现在学习的是第31页，共39页咪唑、吡唑及其衍生物 咪唑 吡唑现在学习的是第32页，共39页噻唑及其衍生物 噻唑 维生素B1 青霉素基本结构 R不同时构成了不同的青霉素，如R为苯甲基时，为青霉素G；R为1-氨基苄基时，为氨苄青霉素；R为1-羧基苄基时，为羧苄西林；R为1-磺酰基苄基时，为磺苄西林；R为3,5-二甲氧基苯基时，为二甲氧苯青霉素等。青霉素是有机酸，可制成钠盐或钾盐，增加其溶解度，供临床使用。现在学习的是

10、第33页，共39页吡啶及其衍生物-吡啶甲酸 -吡啶甲酰胺 异烟肼 N,N-二乙烟酰胺 （烟酸）（烟酰胺）（雷米封）（尼可刹米,可拉明）吡哆醇 吡哆醛 吡哆胺现在学习的是第34页，共39页嘧啶及其衍生物 嘧啶 胞嘧啶(C:cytosine)尿嘧啶(U:uracil)胸腺嘧啶(T:thymine)(4-氨基-2-氧嘧啶)（2,4-二氧嘧啶）（5-甲基-2,4-二氧嘧啶）现在学习的是第35页，共39页嘌呤类衍生物 9-H嘌呤 7-H嘌呤 腺嘌呤（A）（6-氨基嘌呤）鸟嘌呤（G）（2-氨基-6-氧嘌呤）现在学习的是第36页，共39页尿酸(2,6,8-三氧嘌呤)黄嘌呤 次黄嘌呤 吲哚及其衍生物 吲哚 3

11、-甲吲哚(粪臭素)-吲哚乙酸 色氨酸现在学习的是第37页，共39页第四节 生物碱 一、生物碱的性质 碱性 沉淀反应 常用的生物碱沉淀剂是一些酸和重金属盐类溶液，如：鞣酸试剂（白色沉淀）、苦味酸试剂（黄色沉淀）、碘化铋钾（BiI3KI）试剂（黄褐色沉淀）、碘化汞钾（HgI22KI）试剂（黄色沉淀）、磷钼酸（硫酸液中生成黄褐色沉淀）、磷钨酸（黄色沉淀）等。显色反应 常用的生物碱显色试剂有浓硫酸、浓盐酸、浓硝酸、浓硫酸浓硝酸、浓硫酸甲醛、钼酸铵的浓硫酸溶液、高锰酸钾的浓硫酸溶液、重铬酸钾的浓硫酸溶液、钒酸铵的浓硫酸溶液等。现在学习的是第38页，共39页二、生物碱的一般提取法 生物碱（难溶于水）生物碱盐（易溶于水）根据生物碱生成盐易溶于水，游离状态难溶于水的性质可以用有机相与水相两相间反复提取的方法去掉杂质，提取出总生物碱。在总生物碱中，含有多种生物碱，需进一步分离和精制。常采用的方法有：1、利用游离生物碱溶解度不同进行分离。2、利用生物碱盐类的溶解度不同进行分离。3、利用色谱的方法进行分离。现在学习的是第39页，共39页