大学有机化学第十二章胺和生物碱.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,胺,、,生物碱,化合物是分子中含有碳氮键（CN）的有机化合物,有利的一面：,1、治疗疾病,H,2,N SO,2,NH,2,2、维护人类健康,HO,HO,CHCH,2,NHCH,3,OH,3、营养物质 如 氨基酸,危害性：,1、致癌 如亚硝胺,2、毒品 如海洛因,3、产生一些毒素,使心脏收缩力加强，心率加快，心输出量增加,第一节 胺（amine),RNH,2,（伯胺）R,2,NH（仲胺）,R,3,N（叔胺）R,4,N,+,X,-,（季銨盐）R,4,N,+,OH,-,（季銨碱）,1、根据N原子连接烃基数目,一、胺的分类和命名,CH,3,CNH,2,CH,3,CH,3,伯胺,CH,3,COH,CH,3,CH,3,叔醇,N甲基,苯胺,N甲基对甲基苯胺,NHCH,3,CH,3,NHCH,3,芳香仲胺和叔胺是以芳香胺为母体，脂肪烃为取代基,2甲基4,氨,基戊烷 2甲基2氨基己烷,氯化四乙基,铵,比较复杂的,胺,是以烃作为母体，把氨基作为取代基,CH,3,CH,2,4,N,+,Cl,-,CH,3,CH,3,CH,3,CHCH,2,CHNH,2,CH,3,CCH,2,CH,2,CH,2,CH,3,CH,3,NH,2,C,H,3,C,H,2,C,H,C,H,2,C,H,2,C,H,C,H,2,C,H,3,C,H,2,N,H,2,N,H,C,H,3,3-氨甲基-6-甲氨基辛烷,3-aminomethyl-6-methylaminooctane,1 2 3 4 5 6 7 8,氢氧化二甲基乙基异丙基铵,溴化三甲基乙基铵,CH,3,CH,3,CH,3,CH,3,NCH,2,CH,3,+,Br,-,CH,3,NCHCH,3,+,OH,-,CH,3,CH,2,CH,3,二、胺的物理性质（自学）,氢氧化羟乙基三甲基铵,(胆碱，choline),氢氧化四甲铵,tetramethylammonium hydroxide,三、胺的结构,N,H,H,H,107,N,CH,3,CH,3,CH,3,108,H,H,3,C,H,N,112.9,105.9,S,R,N,2S,2,2PX,1,2PY,1,2PZ,1,C,N,S,R,25kJ,（一）碱性与成盐反应,四、胺的化学性质,R,2,NH RNH,2,R,3,N NH,3,N电子云密度N接受质子能力 碱性,如果仅考虑斥电子的影响，碱性强弱如下：,碱性强弱与胺的结构有关，基本规律如下：,(CH,3,),2,NH CH,3,NH,2,NH,3,(CH,3,),3,N,但实际碱性强弱 如下,(CH,3,),2,NH CH,3,NH,2,(CH,3,),3,N NH,3,PKb 3.3 3.4 4.2 4.7,2、氨基氮原子上所连接基团空间位阻氮原子接受质子的能力,碱性强弱主要由下列三种因素决定：,1、氨基氮原子上所连接基团的斥电子基 斥电子效应碱性,3、氨基氮上连接的基团溶剂化程度碱性,(CH,3,),2,NH,OH,2,溶剂化稳定,R,4,N,+,OH,-,R,2,NH,RNH,2,R,3,N,NH,3,NH,2,1）苯的吸电子效应使N原子电子云密度 碱性,2）苯环上的,键与N原子上的弧对电子发生共扼，使N电子云密度降低，碱性,3）苯环空间位阻大，碱性,季铵碱是,强碱,性物质,其碱性与NaOH相近。,为什么芳香胺碱性比氨弱呢？,sp,3,杂化,但含更多,p,成分,PhNH,2,Ph,2,NH,Ph,3,N,Pkb,9.4 13.8,中,性,NH,2,Y,碱性,给电子基在,对位(,间位),碱性,p,K,b,9.40 9.60 9.62 13.8,总结为,:,1、,绝大多数取代基(,除羟基外,)，无论是,给电子基,还是,吸电子基,，在,邻位,时都使碱性减弱。,NH,2,NH,2,CH,3,NH,2,CH,3,NH,2,CH,3,Pkb 9.4,9.56,9.28 8.90,CH,3,（,-0.011,）,（,-0.017,）,（+0.001）,2、,给电子基(甲基),对位(,间位),使碱性增强，而吸电子基使碱性减弱。且这种增强或减弱的作用,对位,间位,NH,2,NO,2,NH,2,NO,2,NH,2,NO,2,Pkb 14.26 11.25 13.00,NH,2,NO,2,NH,2,O N,O,.,诱导+共轭,效应,仅诱导无共轭,H,2,N COCH,2,CH,2,N,+,H（C,2,H,5,）,2,Cl,-,可溶于水,O,H,2,N COCH,2,CH,2,NC,2,H,5,）,2,普鲁卡因，难溶于水,O,RNH,2,+HCl,RNH,3,+,Cl,-,（RNH,2,HCl,）,R,3,N+RX,R,4,N,+,Cl,-,叔胺与卤代烷作用生成季铵盐,N,+,H,3,Cl,-,NH,2,+HCl,R,4,N,+,OH,+,HCl R,4,N,+,Cl,-,+H,2,O,R,4,N,+,OH,+,K I R,4,N,+,I,-,（二）酰化反应,O,RNH,2,+Cl,CR,O,R,2,NH +Cl,CR,O,RNH,CR,+HCl,O,R,2,N,CR,+HCl,O,R,3,N +ClCR,O,RNHCR,+R,COOH,R,NH,2,+,R,C,OCR,O,O,R,2,NH,液体,固体,+CH,3,COOH,NH,CCH,3,O,+CH,3,COCCH,3,O,NH,2,O,胺的酰化反应对人类有三方面的贡献：,1、可降低毒性,如,NH,2,HO,+,CH,3,C=O,CH,3,C=O,O,NHCCH,3,O,HO,2、增加药物的脂溶性，有利体内吸收，提高疗效或延长疗效,Paracetamol(,扑热息痛,),H,+,H,2,O,NH,2,O,2,N,NH,CCH,3,O,NHCCH,3,O,O,2,N,HNO,3,H,2,SO,4,510,NH,2,+,CH,3,C=O,CH,3,C=O,O,例如,3、保卫氨基,NH,2,NH,2,NO,2,NHC,O,O,2,N,N,+,R,3,SO,3,H NO,2,C=N C H,COOR COOH,O,O,NHC,+HNO,3,H,2,SO,4,+HNO,3,H,2,SO,4,C O,O,NO,2,C O,O,完成反应式,间位定位基,：,-X（Cl、Br、I）,.,-NHR、-NH,2,、-OH、-OR、-O-C-R、-R,.,.,.,.,.,O,邻对位定位基,：,（三）磺化反应,SO,2,Cl,+H,2,NR,SO,2,NR,Na,+,-,+H,2,O,NaOH,SO,2,Cl,+NR,3,+HCl,SNR,O,O,H,SO,2,Cl,+H NR,2,NaOH,有一定的m.p,SO,2,NR,2,+HCl,醇、烯烃+,N,2,+H,2,O,（四）与亚硝酸的作用,（1）脂肪伯胺,RNH,2,+HNO,2,N,2,+,Cl,-,+H,2,O,（2）芳香伯胺,NH,2,+HNO,2,HCl,05,OH,+,N,2,+HCl,室温,1、伯胺与亚硝酸的反应,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。,NHCH,3,+HON=O,NN=O,CH,3,R,3,NH,+,ONO,-,R,3,N+NaNO,2,+H,2,O,NaOH,3、叔胺与亚硝酸的反应,R,3,N +HONO,1）脂肪叔胺,2、仲胺与亚硝酸的反应,R,2,NH +HON=O,H,+,重排,NHCH,3,ON,有致癌作用,RNN=O +H,2,O,R,油状物或固体,N(CH,3,),2,O=N,N(CH,3,),2,+HON=O,2）芳香叔胺,ONa,N=O,+(CH,3,),2,NH,NaOH,N(CH,3,),2,CH,3,+HON=O,N(CH,3,),2,CH,3,N=O,(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。,27,邓健 制作 樊湘芳 审校,第二节 重氮盐和偶氮化合物,重氮,和,偶氮,化合物都含有,N,2,官能团。,重氮甲烷,偶氮甲烷,偶氮苯,氯化重氮苯,苯重氮酸,苯重氮磺酸钠,4-甲基-4-羟基偶氮苯,28,人民卫生电子音像出版社,重氮盐的结构,：N 原子,sp,杂化,sp,+,-,共轭效应,使,芳香重氮盐稳定性增加,一、重氮盐的制备及结构,29,人民卫生电子音像出版社,N,2,+,O,-,SO,3,H,OH,+N,2,+KCN,Cu(CN),2,+HOH,H,3,PO,2,+HCl,CuCl,2,CN,+N,2,Cl,+N,2,+N,2,（一）取代反应（放氮反应）,N,2,+,Cl,吸电子作用,+HOH,H,2,SO,4,CH,3,+,HNO,3,H,2,SO,4,NO,2,CH,3,Fe,H,+,(CH,3,CO),2,O,NH,2,CH,3,提问：,以甲苯为原料制备间溴甲苯,CH,3,Br,CH,3,？,Br,2,NHCOCH,3,CH,3,H,+,H,2,O,NHCOCH,3,CH,3,Br,NH,2,CH,3,Br,NaNO,2,HCl,NH,2,Br,Br,Br,思考题：,H,3,PO,2,H,2,O,Br,CH,3,N,2,+,Cl,-,CH,3,Br,（二）偶联反应（Coupling reactiion）保氮,偶联反应在适当条件下重氮盐与芳胺或酚类作,用生成偶氮化合物的反应,N=N,N(CH,3,),2,黄色、对一二甲氨基偶氮苯,1、重氮盐与,芳香叔胺,进行偶联反应,Ar,N,+,N:,Ar,N=N,+,:,.,重氮离子的共振结构是下列两个共振式的杂化体,pH57,+,N=N,+,:,N(CH,3,),2,为什么pH57，低于5 行吗？,因为：pH5,N,+,CH,3,H,CH,3,X,-,2、重氮盐与,苯酚,进行偶联反应,N,2,+,Cl,-,CH,3,OH,+,弱碱性,PH9,偶联反应不能进行。,因为重氮正离子存在如下平衡,N,2,+,+OH,-,N=NOH,N=NO,-,+H,+,重 氮 酸 pH911,重氮酸盐 pH1113,重氮酸和重氮盐都不能进行偶联反应,pH 9,偶联反应,pH57,应反联偶,OH,(CH,3,),3,N,N,2,+,Cl,-,+,第三节 生物碱及生源胺,一、生物碱的概念及临床应用,生物碱是一类含氮的具有显著生理活性的有机碱性化合物。,目前应用于临床的生物碱有一百种以上。,二、几种常见的生物碱,可待因,作用机理及特点,直接抑制延脑咳嗽中枢，产生强而快速的镇咳作用，镇痛作用比吗啡弱，,吗啡的1/4,但比吗啡安全，成瘾倾向也较小,用途 主要用于抑制剧烈疼痛，亦用于麻醉前给药,作用于阿片受体，产生镇痛、镇咳、祛痰作用，有成瘾性。属麻醉性镇痛药（须按国家法令进行管理）,作用机制和特点,吗啡,吗啡,可待因和海洛因,含,喹啉环,及,脂氮杂环(叔胺),。,抗疟疾药，并有退热作用。,奎宁(quinine),冰毒,摇头丸,K粉,“,冰毒,”,“,摇头丸,”,中枢神经兴奋剂,C,H,2,C,H,N,H,2,苯,丙,胺,(,1,-,苯,基,-,2,-,丙,胺,),甲,基,苯,丙,胺,M,A,M,D,M,A,C,H,3,C,H,2,C,H,N,H,C,H,3,C,H,3,C,H,2,C,H,N,H,C,H,3,C,H,3,O,O,氯,胺,酮,(,K,粉,),O,N,H,C,H,3,C,l,亚,甲,基,二,氧,苯,丙,胺,2,-,(,2,-,氯,苯,基,),-,2,-,(,甲,氨,基,),环,己,酮,三、生物碱的通性,1.大多数生物碱为无色有苦味的晶形固体，有些为挥发性液体(如烟碱等)，多数具有旋光性。,2.绝大多数生物碱具有胺类或含氮杂环的结构，因而显碱性，分子结构类型不同，碱性强弱也不一样。,3.游离生物碱一般不溶于水，能溶于氯仿等有机溶剂，亦能溶于稀酸溶液并生成盐。生物碱盐属离子化合物，其溶解性与生物碱恰好相反。常利用溶解性从植物中提取、精制生物碱。,4.生物碱的沉淀反应,常用沉淀剂有：,碘化汞钾,(K,2,HgI,4,),碘化铋钾,(BiI,3,KI),碘-碘化钾,(KI-I,2,),苦味酸,(2,4,6-三硝基苯酚),磷钨酸,(H,3,PO,4,12WO,3,H,2,O),硅钨酸,(SiO,2,12WO,3,4H,2,O),生物碱可与,生物碱试剂,发生,沉淀反应,。,生物碱可与某些试剂发生特殊的,显色反应,。常用的,颜色反应试剂,有：硫酸，硝酸，盐酸、甲醛，氨水等。其反应机理可能包括氧化、脱水、缩合等反应。,5.生物碱的显色反应,利用生物碱的,沉淀反应,和,显色反应,可鉴别生物碱,。,生源胺的概念（,补充,）,生源胺是指人体中担负神经传导作用的胺类化合物,它们的名称和结构如下：,HO,HO,CHCH,2,NH,2,OH,HO,HO,CHCH,2,NHCH,3,OH,去甲肾上腺素,肾上腺素,收缩血管、升高血压作用,使心脏收缩力加强，心率加快，心输出量增加,是副交感神经系统中传导神经冲动的生源胺,脑神经传递介质,HO,HO,CH,2,CH,2,NH,2,多巴胺（儿茶酚胺）,是合成去甲肾上腺素的前体，是中枢神经和传出神经的一种递质,作业：P176,177页,(1)(2)(3)(4),12-4、,12-7、,12-9、,一、选择题,1,、下列化合物属于季铵盐的是（,）,(CH,3,CH,2,),2,NH,2,Cl,+,-,(CH,3,),3,NHCl,+,-,CH,3,CH,2,CH,2,NH,3,Cl,+,-,(CH,3,),3,NC,6,H,5,Cl,+,-,NHCH,3,(CHCH,2,),2,NH,(CH,3,),3,N,2、室温下与HNO,2,反应放出N,2,的是（）,A、HOCH,2,CH,2,NH,2,B、,C、D、,3,、下列胺中,属于叔胺结构的是（,）,、,D,、,A,、,(CH,3,),3,C-NH,2,CH,3,NH,2,N,CH,3,CH,3,NCH,2,CH,3,B,、,B,、,C,、,C,、,D,、,4、下列反应中,可用于鉴别伯胺、仲胺、叔胺的是（）,A、Hinsberg反应 B、酰化反应,C、与HNO,2,反应 D、与盐酸,成,盐反应,5,、下列胺中,属于仲胺的是,(),A,、,CH,3,NHC,2,H,5,(CH,3,),2,CHNH,2,N,H,NHCH,3,B,、,C,、,D,、,完成,下列反应式,+,NH,2,O,H,2,Ni,(CH,3,),2,CHNHCH(CH,3,),2,Na,NO,2,H,Cl,H,2,O,NO,2,H,2,N,CuCN,Na,NO,2,H,Cl,NH,2,+CH,3,COCCH,3,O,O,N(CH,3,),2,CH,3,+HO-N=O,