chap13-2 胺类化合物.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,*,第十四章 胺（,1,）,主要内容：,胺的制备方法：伯、仲、叔胺的制备，芳香,胺的制备,Hofmann,降解反应及在制备伯胺的应用,胺类化合物的碱性和亲核性,胺类化合物的氧化、,N,上氢的弱酸性,胺,氨分子中的,H,原子被烃基取代后,的衍生物。,CH,3,-NH,2,HNH,2,氨 甲胺,一,.,胺类化合物（,Amine),伯 胺,（一级胺）,仲 胺,（二级胺）,叔 胺,（三级胺）,R,=,烷基：,脂肪胺,芳基：,芳香胺,季铵盐,（四级铵盐）,类型,注意胺的伯、仲、叔胺的分类与醇的伯、仲、叔醇的分类的差异。,伯胺,叔醇,注意比较,2.,根据烃基的种类不同分,脂肪胺（,aliphatic amine,）,R-NH,2,芳香胺（,aromatic amine,）,Ar-NH,2,脂肪胺,氮原子与脂肪烃基相连,芳香胺,氮原子与芳环直接相连,（二）命名,(1),在“胺”之前加烃基来命名；,(2),对仲胺和叔胺,当烃基相同时,在前面标出数目；,(3),当烃基不同，按次序规则“,较优,”的基团放在,后面,；,习惯命名法,-,简单的胺,CH,3,CH,2,-NH,2,CH,3,NHCH,2,CH,3,叔胺,仲胺,NH,2,-CH,2,-CH,2,-NH,2,CH,3,CH,2,-NH-CH,2,CH,3,乙基,胺,乙 胺,乙基,+,二胺,乙二胺,甲基,+,乙基,+,胺,甲乙胺,二乙基,+,胺,二乙胺,甲基,+,乙基,+,异丙基,+,胺,甲乙异丙胺,伯胺,烷基连在芳胺氮原子上，则在烷基名称前加“,N”,字母，以便与苯环取代物加以区别。,N,，,N-,二甲基苯胺,N-,甲基,-N-,乙基苯胺,比较复杂的胺，常以烃类作母体，氨基作为取代基来命名。例如：,2-,甲基,-3-,氨基戊烷,3,一二乙氨基戊烷,二、胺的结构及物理性质,胺分子中，,N,原子是以,不等性,sp,3,杂化成键的，其构型成棱锥形。,1.,胺的结构,故,N,原子上连有四个不同基团的化合 物存在着对映体，可以分离出,左旋体和右旋体,。,第二节 胺类化合物,但由于二个异构体间的能垒低（,21KJ/mol,），在室温下可以,10,3,10,5,次,/s,的速度交换，故不能分离。,R-,构型,S-,构型,H,RS,=,25 kJ,mol,-1,常温下可转化，难于拆分,若限制翻转就能拆分出其对映体。例如：下面化合物就拆分成了一对对对映体。,芳胺和脂肪胺的结构比较,脂肪胺,RNH,2,芳胺,Ar,NH,2,NH,2,是吸电基,是供电基,反应中心,在,N,原子的孤对电子上,不在,N,原子而在苯环上,碱 性,较 大,较 小,胺的物理性质,胺与醇相似，也是极性化合物。除叔胺外，伯胺和仲胺均易生成分子间的氢键。但氮的电负性小于氧，故胺的沸点比相对分子质量相近的非极性化合物高，比醇或羧酸的沸点低。,物态：,除甲胺、二甲胺、三甲胺、乙胺为气体其他均为液体或固体。,沸点：,CH,3,CH,2,CH,2,NH,2,CH,3,NHC,2,H,5,（,CH,3,）,3,N,48.7 35 3.5,溶解度,:,伯、仲和叔胺都能与水分子通过氢键发生缔合，因此低级胺易溶于水。,二,.,胺类化合物的制备方法,脂肪族伯胺的制备,氨的烷基化（卤代烷的取代，,S,N,2,机理）,有多取代产物，分离有难度,2,o,或,3,o,R,X,可能有消除产物,过量,副反应,腈、酰胺、肟、腙的还原,（第,12,章）,（第,12,章）,（第,10,章）,肟,腙,Gabriel,伯胺合成法,（请结合上节课内容学习）,邻苯二甲酰亚胺,（肼解）,或,水解,对甲苯磺酸酯,S,N,2,机理,酰胺的,Hofmann,降,解（,Hofmann,重排）,（新内容）,Hofmann,降解,比原料少一个碳,脂肪族仲胺的制备（一些方法与伯胺的制备类似）,伯胺的烷基化（卤代烷的取代）,此方法在合成上的主要问题是什么？,醛酮的还原胺化（亚胺的还原）,N-,取代酰胺的还原,通过烯胺的还原,脂肪族叔胺的制备,仲胺的烷基化,胺的取代基位阻较小，产率较高。,烯胺,芳香胺的制备,硝基的还原,芳香族卤代物的取代（第,16,章）,苯炔机理,加成,-,消除机理,酰胺的,Hofmann,降解,例：,制备芳香伯胺,胺类化合物的性质（,I,）,结构分析,有碱性,有亲核性,可被氧化剂氧化,有未共用电子对,有,活泼氢,可被,强碱夺取,可,被氧化剂氧化,N,原子上的孤对电子,:,1.,碱性,(,basicity,):,2.,亲核性,(,nucleophilicity,):,+,+,-,+H X,+,-,（一）碱性与成盐反应,N,H,3,+,H,2,O,N,H,4,+,+,O,H,-,N,H,2,+,H,2,O,R,N,H,3,+,+,O,H,-,R,1.,胺在水溶液中的,碱性,主要取决于,水的,溶剂化效应,电性效应,空间效应,给电子基,N,电子云密度,碱性,2.,判别碱性的方法,形成,铵正离子,的,稳定性,碱性,:,脂肪叔胺,脂肪仲胺,脂肪伯胺,NH,3,（,1,）电子效应,芳香胺碱性小于氨和脂肪胺,芳香胺的碱性强弱是：,pK,b,9.30 13.8,中性,原因：,p-,共轭，使,N,电子云密度降低，,碱性比氨弱,（,2,）溶剂化效应,溶剂化效应是给电子的，,N,上的,H,越多，溶剂化效应越大，形成的铵正离子就越稳定。,NH,3,脂肪伯胺,脂肪仲胺,脂肪叔胺,碱性：,（,3,）空间效应,烷基越多,不利于氢键的形成,溶剂化效应,弱,碱性,弱,碱性,:,NH,3,脂肪伯胺,脂肪仲胺,脂肪叔胺,电子效应：,3,o,胺,2,o,胺,1,o,胺,空间效应：,1,o,胺,2,o,胺,3,o,胺,溶剂化效应：,NH,3,1,o,胺,2,o,胺,3,o,胺,碱性影响因素,:,综合上面因素，碱性大小顺序是：,脂肪仲胺,脂肪伯、叔胺,NH,3,芳香伯胺,芳香仲胺,芳香叔胺,按碱性由强到弱的顺序排列下列化合物。,答案：,例题,14-1,3.,成盐反应,成盐反应的应用,不溶于水 溶于水 不溶于水,（,1,）用于分离、提纯,+,所有的铵盐都具有一定的,熔点,或,分解点,。,（,2,）用于鉴定,（,3,）增加胺类药物的溶解性,+,普鲁卡因,盐酸普鲁卡因,（局部麻醉剂）,水溶性好，稳定，,无毒，无臭,胺类化合物的亲核性（胺作为亲核试剂）,与,卤代烃的亲核取代反应,（胺的烷基化）,季铵盐,与,醛酮的亲核加成反应1,o,胺,2,o,胺,3,o,胺,亚胺,烯胺,芳胺烃化的条件要剧烈的多,:,与,羧酸衍生物的亲核取代反应,1,o,or,2,o,胺,3,o,胺,叔 胺,有 机 碱,DIEA,（二异丙基乙胺）,弱亲核性碱,作 用,修饰胺类药物,乙酰化,对氨基苯酚,对乙酰氨基苯酚,（扑热息痛）,解热镇痛，但毒副作用大,增强疗效，降低毒副作用,胺与磺酰氯的反应,（补充内容）,性质类似酰氯,比酰氯稳定（在水中有一定的稳定性）,磺酰氯,:,磺 酰 氯,磺 酰 胺,磺 酸 酯,磺酰胺的性质,活泼氢,Hinsberg,试验,早期用于鉴定胺的类型,磺胺类抗菌素,S.N.,对氨基苯磺酰胺,S.G.,磺胺胍，,治肠炎,S.MZ.,治呼吸道、泌尿、肠道感染,S.D.,磺胺嘧啶,S.I.Z.,磺胺异恶唑,+,重氮化反应,+,+,+,05,重氮盐,芳香伯胺,重氮盐稳定性差，干燥时易爆炸,（,3,）与亚硝酸的反应,1,伯胺与亚硝酸反应,+,+,+,烯、卤代烃、醇等混合物,脂肪伯胺,碳正离子,+,N,2,重氮盐易分解,此反应可定量放出氮气，用作,氨基定量测定,。,实验 芳香伯胺与亚硝酸的反应,在试管中加入苯胺,加入盐酸至酸性,在冰水浴中加入亚硝酸钠生成重氮盐,将一部分重氮盐加热，有大量气泡生成,在另一部分重氮盐中加入,-,萘酚,出现红色沉淀,2.,仲胺与亚硝酸反应,+,N-,甲基,-N-,亚硝基苯胺,（黄色油状物）,芳香仲胺,+,N-,亚硝基二甲胺,（黄色油状物）,脂肪仲胺,亚硝酸盐，强致癌物,实验 仲胺与亚硝酸的反应,试管,二乙胺,试管,N-,甲基苯胺,分别加入盐酸调至酸性,分别加入亚硝酸钠,出现黄色,加入氢氧化钠后颜色不变,3.,叔胺与亚硝酸反应,NaOH,桔黄色,翠绿色,N,N-,二甲基对亚硝基苯胺,芳香叔胺,+,脂肪叔胺,亚硝酸盐,实验 叔胺与亚硝酸的反应,试管,三乙胺,试管,N,N-,二甲基苯胺,分别加入盐酸调至酸性,分别加入亚硝酸钠,试管出现桔黄色,加入氢氧化钠后试管出现绿色,小结,鉴别伯、仲、叔胺（现象）,脂肪胺 芳香胺,重氮盐,黄色油状物,或固体,黄色油状物,或固体,亚硝酸盐,伯胺,仲胺,叔胺NaOH,/05,桔黄,翠绿色,例题,12-2,黄 色,翠绿色,黄 色,桔黄色,无色（重氮盐）,鉴别苯胺、,N-,甲基苯胺和,N,N-,二甲基苯胺。,05,NaOH,（六）芳香胺的亲电取代反应,+,+,1.,卤代反应,第二节 胺类化合物,苯胺与碘作用只得到一碘化物,:,要得到一取代物，须使芳环的活性降低：,第二节 胺类化合物,2.,硝化反应,芳伯胺直接硝化易被硝酸氧化，必须先把氨基保护起来（乙酰化或成盐），然后再进行硝化。,第二节 胺类化合物,对氨基苯磺酸形成内盐。,3.,磺化反应,第二节 胺类化合物,对氨基苯磺酰胺是一类很重要的药物，称为磺胺药物。,第二节 胺类化合物,磺胺药物的诞生,1927,年，德国化学家刚世尔（,G.Domagk),研究化学物质对链球菌的影响，发现一种称为百良多息的化学物质，显示出优异的抗细菌活动。,红色染料,（百良多息）在小肠中分解 成,磺胺,第一个抗菌药物,磺胺药物的临床应用,1933,年，百良多息正式应用于临床治疗，因葡萄球菌 感染患败血病病危的小孩得到康复。,1940,年，牛津大学生物化学家们发现百良多息在人体内通过小肠分解，放出一种磺胺物质,(,也称为,4-,氨基苯磺酰胺），阻止了细菌酶的生理作用。,磺胺胍,(S.G.),磺胺噻唑,(S.T.),磺胺嘧啶,(S.D.),（七）烯胺,氨基直接与双键相连的化合物，称为,烯胺,。,一般是含,a,-H,的醛或酮与仲胺作用的产物。,烯胺,第二节 胺类化合物,当烯胺与卤代烷反应时，可得到,N-,烃化和,C-,烃化二种产物：,N-,烃化物,C-,烃化物,加热,第二节 胺类化合物,C-,烃化物水解后生成在,a,-,位烃化的醛或酮：,因此，醛酮可以通过烯胺进行烃化。,第二节 胺类化合物,第三节 季铵盐和季铵碱,一、季铵盐,1.,制法,叔胺与卤代烷或活泼芳卤作用，则得到,季铵盐,。,相应于铵盐的四烃基取代物，称为,季铵盐,：,氯化四甲铵,季铵盐,氯化甲铵（伯胺盐）,2.,命名,2,主要用途,1,表面活性剂、抗静电剂、柔软剂、杀菌剂。,2,动植物激素。,如：乙酰胆碱,3,有机合成中的相转移催化剂。,二周不反应！,第三节 季铵盐和季铵碱,第三节 季铵盐和季铵碱,氢氧化四甲铵,季铵碱,二、季铵碱,1,制法,第三节 季铵盐和季铵碱,2,性质,（,1,）强碱性，其碱性与,NaOH,相近。易潮解，易溶于水。,（,2,）化学特性反应,加热分解反应,这种反应称为,霍夫曼消除反应,。,第三节 季铵盐和季铵碱,第四节 重氮化合物和偶氮化合物,重氮盐和偶氮化合物都具有如下的官能团：,N,2,偶氮化合物,对甲氨基偶氮苯,一端与烃基相联,重氮化合物,二端与烃基相联,偶氮化合物,偶氮苯,重氮化合物,CH,2,N,2,重氮甲烷,氯化重氮苯,一、芳香重氮盐的反应,+,+,+,05,氯化重氮苯,芳香伯胺,第四节 重氮化合物和偶氮化合物,重氮盐的反应类型,取代（主要反应）,偶联,还原,重氮盐的取代反应,（一）重氮基被卤素或氰基取代（放氮反应）,+,+,+,此法称为,桑德迈尔,（,Sandmeyer,）,法，,适合于,氯、溴、氰基,的引入。,第四节 重氮化合物和偶氮化合物,（二）被硝基、磺酸基和硫氰基取代,第四节 重氮化合物和偶氮化合物,(,三,),被,-OH,取代,当重氮盐和硫酸水溶液共热时发生水解生成酚并放出氮气。,第四节 重氮化合物和偶氮化合物,(,四,),被,-H,取代,例：,第四节 重氮化合物和偶氮化合物,例题,12-3,合成：,HNO,3,H,2,SO,4,Fe,HCl,(CH,3,CO),2,O,Fe,Br,2,NaNO,2,H,2,SO,4,05,H,2,O,OH,-,H,3,PO,2,H,2,O,第四节 重氮化合物和偶氮化合物,重氮盐可被氯化亚锡、锡和盐酸、锌和乙酸、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠等还原成苯肼。,（五）还原反应,若用强烈的还原剂，则得到苯胺和氨。,第四节 重氮化合物和偶氮化合物,重氮盐与芳伯胺或酚类化合物作用，生成,颜色鲜艳,的,偶氮化合物,的反应称为,偶联反应,。,（六）偶联反应,G,强的给电子基,（,OH,、,OCH,3,、,NH,2,、,NHR,等）,有鲜艳的颜色,偶氮染料,取代一般发生在对位,一般规律：,第四节 重氮化合物和偶氮化合物,一般在对位,若对位已有取代基，则进入邻位,第四节 重氮化合物和偶氮化合物,1.,与酚的偶合反应,+,对羟基偶氮苯,偶氮基,（桔黄色）,+,（红色）,-,萘酚,05,（,pH=57,）,第四节 重氮化合物和偶氮化合物,2.,与胺的偶合反应,第四节 重氮化合物和偶氮化合物,合成上应用举例,例,1,：,通过重氮盐制备酚,分析,合成路线,除去邻位产物,例,2:,分析,重氮盐法,格氏试剂法,或,合成路线,(,重氮盐法,),除去邻位产物,例,3,：,间三溴苯,直接溴代，得不到目标产物,分析：考虑定位基团及应用去氨基化,合成路线,例,4,：,直接溴代得邻、对位产物,考虑氨基的定位及去氨基化,合成路线,除去邻位产物,思考题：完成下列合成,或,